一种用于污水处理的高效絮凝剂及其制备方法与流程

本发明涉及水处理，具体涉及一种用于污水处理的高效絮凝剂及其制备方法。

背景技术：

1、随着工业生产发展迅速和人类生活水平的快速提高，水污染问题日益加剧，因此逐渐受到越来越多的关注，并逐渐成为制约社会发展的重要因素，所以亟需开发出高效的水处理材料，以应对当下的水污染问题。絮凝过程是应用最为普遍的水质净化处理技术，也是水处理过程中不可缺少的关键环节，而絮凝法的核心是通过采用絮凝剂对污水中的各种溶质、悬浮颗粒或者胶体进行脱稳、聚集，形成絮状物，再经过加速沉降，产生固-液分离的效果。

2、目前，在水处理中使用的絮凝剂包括无机盐类絮凝剂、无机高分子絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂和天然有机高分子絮凝剂等，由于无机絮凝剂产生的絮体较为松散，容易破碎，而且容易产生金属残留，因此实际应用中存在较大缺陷。合成有机高分子絮凝剂的缺陷主要是结构不稳定，单体残留同样会造成二次污染，而天然高分子絮凝剂分子量有限，絮凝效果不佳，因此，开发出高效絮凝剂具有重要意义。

3、申请号为cn201710389153.3的发明专利公开了一种用于污水处理的复合型絮凝剂，通过制备含多巴胺结构的透明质酸聚合物，与壳聚糖进行复配，形成复合型絮凝剂，表现出了优异的絮凝效果，因此，可通过从絮凝剂的配方入手，对絮凝剂的组分进行调整，利用各组分之间的协同作用，制备出具有高效絮凝作用的絮凝剂。

4、基于此，本发明提供了一种絮凝剂，可直接用于污水处理领域，并具有优异的絮凝效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于污水处理的高效絮凝剂及其制备方法，通过对絮凝剂的配方进行调整，制得具有高效絮凝效果的絮凝剂。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种用于污水处理的高效絮凝剂，使用包括以下重量份数的原料制成：

4、

5、所述絮凝剂的制备方法包括以下步骤：

6、第一步、将各原料按重量份数称好，备用；

7、第二步、将改性聚合氯化铝、铝交联海泡石和改性海藻酸钠投入混合机中，搅拌混合均匀后，移入球磨机中，再加入聚氧乙烯聚氧丙烯醚和水，进行湿法球磨混合，出料，经干燥处理，即可获得高效絮凝剂。

8、一种用于污水处理的高效絮凝剂，采用上述制备方法制得。

9、更进一步地，所述改性聚合氯化铝的具体制备方法如下所示：

10、步骤s1、将3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷加入至质量分数为5％的盐酸溶液中，水解6-9h后，加入聚合氯化铝，使用氢氧化钠溶液将ph调节为9-10，于60-70℃条件下搅拌4-6h后，出料，获得中间料；

11、步骤s2、将中间料、壳聚糖和质量分数为1-2％的醋酸溶液混合，机械搅拌均匀，开启加热，待温度上升至50-60℃时，保持温度不变，搅拌2-4h后，降温出料，即可获得改性聚合氯化铝。

12、具体而言，首先采用3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷对聚合氯化铝进行表面改性，制得表面修饰有活性环氧基团的聚合氯化铝，即中间料，在步骤s2中，由于壳聚糖结构中含有取代伯胺基，能够与中间料的活性环氧基团开环加成，从而将大分子壳聚糖修饰在聚合氯化铝表面，形成具有“星状”结构的聚合氯化铝，即改性聚合氯化铝。

13、更进一步地，步骤s1中，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.1-0.2mol/l。

14、更进一步地，步骤s2中，所述壳聚糖的分子量为40-50万，脱乙酰度为80-95％。

15、更进一步地，所述交联海泡石的制备方法如下所示：

16、步骤ss1、将浓度为0.2-0.4mol/l的氢氧化钠溶液滴加至浓度为0.3-0.5mol/l的氯化铝溶液中，加毕，室温搅拌2-4h后，于室温条件下陈化处理12-24h，获得交联剂混合液；

17、步骤ss2、将海泡石置于管式炉中，于400-450℃的温度条件下煅烧1-2h后，取出，待其自然冷却后，加入至交联剂中，将温度控制为60-70℃，机械搅拌1-3h后，停止加热，降至室温后静置水解12-18h，即可获得交联海泡石。

18、具体而言，由于氯化铝水溶液在碱性条件下能够水解产生具有大体积和高电荷的羟基铝聚合阳离子，该聚合阳离子能够与海泡石层间的阳离子进行离子交换，形成铝交联海泡石，经离子交换后，交联剂的插层作用会使得海泡石层间距被撑大，进而使得海泡石的比表面积变大，离子交换容量增加，与胶体颗粒的接触面更大，有利于对废水中的污染物吸附，进而提高絮凝剂的絮凝效果。

19、更进一步地，步骤ss2中，所述海泡石和交联剂混合液的固液比为1g:10-15ml。

20、更进一步地，所述改性海藻酸钠的制备方法如下所示：

21、将海藻酸钠与纯化水搅拌混合，形成均匀溶液后，再将复合催化剂加入至溶液中，室温搅拌20-40min，接着向溶液中加入二甲基吡啶胺，加毕，机械搅拌3-6h后，出料，分离出物料，即可获得改性海藻酸钠。

22、具体而言，在复合催化剂的作用下，海藻酸钠能够与二甲基吡啶胺结构中的仲胺发生缩合，从而将具有强螯合效果的二吡啶胺结构引入海藻酸钠结构中，制得改性海藻酸钠，利用海藻酸钠和螯合官能团的协同作用，有效加强絮凝剂对废水中重金属离子的吸附固定作用。

23、更进一步地，所述复合催化剂是质量比为1:0.3-0.4的二环己基碳二亚胺和n-羟基琥珀酰亚胺。

24、本发明的有益效果：

25、本发明通过对絮凝剂的配方进行调整，制备出具有优异絮凝效果的絮凝剂，在絮凝过程中，具有大比表面积的交联海泡石会对废水中的有机污染物吸附，使污染物聚集在絮凝剂周围，提高絮凝剂周围污染物浓度，然后改性聚合氯化铝中的金属阳离子对颗粒进行吸引，同时还能起到压缩带负电胶体双电层的作用，而表面的“星状”壳聚糖大分子能够显示出空间网络结构，有效发挥架桥作用，彼此之间相辅相成，产生吸附-架桥双重效用，大大增强了絮凝剂的絮凝效果，而且该种特殊形状更易形成大分子团簇，进而形成密实的絮体，表现出优异的絮凝效果。在絮凝过程中，改性海藻酸钠能够对重金属离子产生吸附螯合，形成稳定螯合物，这种螯合作用能够有效实现重金属离子的固定，进而极大的降低了金属离子的残留。

26、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种用于污水处理的高效絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述高效絮凝剂使用包括以下重量份数的原料制成：

2.一种用于污水处理的高效絮凝剂，其特征在于，采用如权利要求1所述的制备方法制得。

3.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的高效絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述改性聚合氯化铝的具体制备方法如下所示：

4.根据权利要求3所述的一种用于污水处理的高效絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.1-0.2mol/l。

5.根据权利要求3所述的一种用于污水处理的高效絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述壳聚糖的分子量为40-50万，脱乙酰度为80-95％。

6.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的高效絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述交联海泡石的制备方法如下所示：

7.根据权利要求6所述的一种用于污水处理的高效絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤ss2中，所述海泡石和交联剂混合液的固液比为1g:10-15ml。

8.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的高效絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述改性海藻酸钠的制备方法如下所示：

9.根据权利要求9所述的一种用于污水处理的高效絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述复合催化剂是质量比为1:0.3-0.4的二环己基碳二亚胺和n-羟基琥珀酰亚胺。

技术总结本发明涉及水处理技术领域，公开了一种用于污水处理的高效絮凝剂及其制备方法，该絮凝剂是以改性聚合氯化铝、交联海泡石和改性海藻酸钠为主要原料，经球磨混合形成，在絮凝过程中，絮凝剂中具有大比表面积的交联海泡石会对废水中的有机污染物吸附，使污染物聚集在絮凝剂周围，提高絮凝剂周围污染物浓度，然后改性聚合氯化铝中的金属阳离子对颗粒进行吸引，同时还能起到压缩带负电胶体双电层的作用，而壳聚糖大分子能够发挥架桥作用，改性海藻酸钠能够对重金属离子产生吸附螯合，形成稳定螯合物，降低了金属离子的残留，各组分之间相互协同配合，使絮凝剂具有优异的絮凝效果。技术研发人员：陈小梅,许靖,杨枫,陈正红,苏浣,陈志鹏受保护的技术使用者：惠州市绿科环保有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11