CN101215029A - 一种印染废水混凝脱色剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及印染工业废水的处理技术，是一种新型的印染废水脱色混凝剂配方。本发明实是用一种丙烯酰胺－二甲基二烯丙基氯化铵共聚物作为添加剂，与双氰胺－甲醛缩聚物共混，而得到的一种复配型混凝脱色剂。本发明工艺设备简单，原料易得，成本较低。本混凝脱色剂配方适用于染料印染业等废水处理，脱色率大于98％。

Description

一种印染废水混凝脱色剂
技术领域
本发明涉及一种复配型印染废水混凝脱色剂，属于印染废水脱色处理技术领域。
背景技术
印染工业排放废水是一类浓度高碱性组分复杂的工业废水，世界各国政府对于这一类废水的排放均有较严格的标准。处理该类废水的主要任务之一是脱色，目前常规的处理剂为铝系与铁系混凝剂，不仅脱色效果欠佳，更会由于金属铝对人体的危害及对水质造成污染。特别的这类混凝剂对于亲水的活性染料几乎没有有效脱除作用。
双氰胺-甲醛聚合物最早的使用是作用印染助剂中的固色剂，后来有研究者发现它的混凝脱色效果。1995年后又有研究者对这种方法进行了改进。双氰胺原混凝脱色剂对于印染废水中的绝大多数染料分子脱色性能优良，因此它被用于各种染料废水的处理中。实际生产使用由于双氰胺价格较贵以至其成本较高，推广使用有一定难度。另外，双氰胺-甲醛聚合物中，不可避免地存在游离氯化铵，甲醛，他们中前者会增加被处理水的游离氮含量，后者对人体有害。关于此类双氰胺-甲醛聚合物以及其他类型脱色混凝剂，国内外已有不少报道。如：CN95101139X，1995；TP51-29116，1976；CN 98114326.1.2000；US6316507.2001；US4018826，1977；CN01108579.72005；US 4098693，1978；CN1508119A，2004；CN03135199.9.2005；CN99116150.5.2002等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低了双氰胺的使用量，同时降低双氰胺-甲醛聚合物整体使用量的新复配型印染废水混凝脱色剂。该脱色剂性能优良，目前达到并超过了单纯双氰胺-甲醛类、聚丙烯酰胺类混凝剂的效果。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种印染废水混凝脱色剂，其特征在于，所述的混凝脱色剂是通过以下步骤制备的：
1、A组分双氰胺-甲醛聚合物的制备：
双氰胺-甲醛聚合物的组成为：
双氰胺1mol
氯化铵0.5～2mol
甲醛1.5～2.2mol
氢氧化钠少量
催化剂0.01～0.05mol
将双氰胺、氯化铵及催化剂的全量，甲醛的1/2-3/4量投入反应釜中，升温至48-55℃，剧烈放热，温度不超过95℃，待放热高峰过后滴加余下甲醛，保持反应温度85-98℃，反应时间4-8小时，结束后用少量氢氧化钠调节PH＝4.0，得到双氰胺-甲醛聚合物；
A组分聚合物的结构式：
Figure S2007101729894D00021
N为5～20的整数；
2、B组分丙烯酰胺-二甲基烯丙基氯化铵共聚物的制备：
丙烯酰胺-二甲基烯丙基氯化铵共聚物的组成：
丙烯酰胺(AM)：1mol
二甲基烯丙基氯化铵(DMDAAC)：：2～5mol
溶剂为水200～250g
在水溶液中搅拌脱氧，加入硫酸铵0.01～0.05mol作为引发剂反应4小时，加水使B组分的固含量为40％；
B组分共聚物的结构式：
Figure S2007101729894D00022
N为5～15的整数，m为10～30的整数；
3、印染废水混凝脱色剂的合成：
所述的混凝脱色剂的组成，以质量份数记：
A组分聚合物  100
B组分共聚物  1～5
按上述比例，用带冷凝管三口烧瓶加入上述两种预反应物，搅拌加热至20-80℃，反应时间1-2小时，得到澄清透明溶液，冷却，得到所需的印染废水混凝脱色剂。
上述技术方案中，步骤1双氰胺-甲醛聚合物的组成优选为：
双氰胺1mol
氯化铵0.8～1.8mol
甲醛1.6～2.1mol
氢氧化钠少量
催化剂0.01～0.05mol
有益效果
本发明具有如下优点：
1、本发明的A组分双氰胺-甲醛聚合物的合成反应中，氯化铵用量比较大，与双氰胺最高摩尔比达1∶2；客观上降低了组分中双氰胺的用量(一般情况为1∶1)，使反应可以完全采取提高温度和延长反应时间的方案，大大降低了成本。
2、组分B单独作为絮凝剂使用已有很多报道，但由于丙烯酰胺，二甲基烯丙基氯化铵均为较贵化工原料，因此它的应用受到限制，本发明利用B组分丙烯酰胺-二甲基烯丙基氯化铵少量、A组分双氰胺-甲醛聚合物为主的复配方案，在大幅度提高脱色混凝剂效果的同时降低了成本，并且相应减少了组分中甲醛的用量。
3、本发明的印染废水混凝脱色剂有较宽的实用性，它对于印染废水中的主要染料分子，特别是水溶性有机分子有很好的脱色效果。
4、本发明中双氰胺-甲醛聚合物的合成，得到聚合物的离子强度范围在400-800mmol/100g，丙烯酰胺-二甲基烯丙基氯化铵共聚物的离子强度为400-700mmol/100g，经脱色实验反复对比，这个离子强度的范围正是脱色剂起到高效作用的离子强度范围。
具体实施方式
实施例1
A聚合物的合成：
在装有回流冷凝器的三口圆底烧瓶中加入1mol双氰胺、1.15mol氯化铵，催化剂尿素0.01mol，0.95mol甲醛，缓慢升温至45℃，慢慢加入另外0.95mol甲醛，加毕，升温至92℃，反应6h，用氢氧化钠调节PH约为4.0，得到的无色黏稠液体为双氰胺-甲醛聚合物，其固含量为58.2％；
B聚合物的合成：
将4mol的DADMAC单体溶于500ml水中，控温20℃，充氮气取氧30分钟，用过硫酸铵15g作为引发剂。在氮气保护下加入1molAM。以后每隔10分钟补加0.2molAM，直至加完为止。共加入2molAM。70℃反应4小时，得到固含量40％的水溶液，加水配制成固含量为10％的丙烯酰胺-二甲基烯丙基氯化铵；
印染废水混凝脱色剂的合成：
A组分100g，B组分3.1g，于50℃搅拌1小时，冷却，得到所需的印染废水混凝脱色剂，桶装备用。
实施例2
A聚合物的合成：
在装有回流冷凝器的三口圆底烧瓶中加入1mol双氰胺、1.175mol氯化铵，催化剂尿素0.01mol，1.019mol甲醛，缓慢升温至45℃，慢慢加入另外1.0mol甲醛，加毕升温至92℃，反应7.5h，用氢氧化钠调节PH约为4.0，既得无色黏稠液体双氰胺-甲醛聚合物，固含量为58.8％；
B聚合物的合成：
将2mol的DADMAC单体溶于500ml水中，控温20℃，充氮气取氧30分钟，用过硫酸铵15g可作为引发剂。在氮气保护下加入1molAM。以后每个10分钟补加0.1molAM，直至加完为止。共加入2molAM。65℃反应4小时，得到固含量20％的水溶液，加水配制成为固含量10％的丙烯酰胺-二甲基烯丙基氯化铵共聚物；
印染废水混凝脱色剂的合成：
A组分100g，B组分3.3g，于50℃搅拌1.5小时，冷却，得到所需的印染废水混凝脱色剂，桶装备用。
实施例3
A聚合物的合成：
在装有回流冷凝器的三口圆底烧瓶中加入1mol双氰胺、1.60mol氯化铵，催化剂尿素0.01mol，0.7mol甲醛，缓慢升温至45℃，慢慢加入另外0.75mol氯化铵和另外0.5mol甲醛，加毕升温至90℃，反应8h，用氢氧化钠调节PH约为4.0，既得产品A聚合物为无色黏稠液体，固含量为58.45％；
B聚合物的合成：
将2.5mol的DADMAC单体溶于300ml水中，控温25℃，充氮气取氧30分钟，用过硫酸铵15g作为引发剂。在氮气保护下加入1molAM。以后每个150分钟补加0.1molAM，直至加完为止。共加入2molAM。65℃反应5小时，得到固含量27.5％的水溶液，加水配制成固含量为10％的B聚合物；
印染废水混凝脱色剂的合成：
将A组分100g，B组分2.4g，于40℃搅拌1小时，冷却，得到所需的印染废水混凝脱色剂，桶装备用。
本发明印染废水混凝脱色剂的使用效果如下：
表1复配型印染废水混凝脱色剂使用效果
脱色剂  固含量％  加剂量(ppm)  COD(mg/L)  色度
AM-DADMAC  60  80  62.0  4
双氰胺-甲醛共聚物(1∶1∶2)  58  80  81.0  8
配方1  57.5  80  68.8  8
配方2  57.7  80  72.3  8
配方3  57.73  80  75.0  8
注：1实验废水为浙江金鼎织带厂印染废水稀释液COD＝348mg/L，色度256倍(稀释法)。
2实验步骤：200ml废水加入80ppm所述混凝脱色剂，再加入200ppmPAC(碱式氯化铝)，静置过滤，取清液测定。

Claims (2)

1.一种印染废水混凝脱色剂，其特征在于，所述的混凝脱色剂是通过以下步骤制备的：
1)A组分双氰胺-甲醛聚合物的制备：
双氰胺-甲醛聚合物的组成为：
双氰胺1mol
氯化铵0.5～2mol
甲醛1.5～2.2mol
氢氧化钠少量
催化剂0.01～0.05mol
将双氰胺、氯化铵及催化剂的全量，甲醛的1/2-3/4量投入反应釜中，升温至48-55℃，剧烈放热，温度不超过95℃，待放热高峰过后滴加余下甲醛，保持反应温度85-98℃，反应时间4-8小时，结束后用少量氢氧化钠调节PH＝4.0，得到双氰胺-甲醛聚合物；
2)B组分丙烯酰胺-二甲基烯丙基氯化铵共聚物的制备：
丙烯酰胺-二甲基烯丙基氯化铵共聚物的组成：
丙烯酰胺(AM)：1mol
二甲基烯丙基氯化铵(DMDAAC)：：2～5mol
溶剂为水200～250g
在水溶液中搅拌脱氧，加入硫酸铵0.01～0.05mol作为引发剂反应4小时，加水使B组分的固含量为40％；
3)印染废水混凝脱色剂的合成：
所述的混凝脱色剂的组成，以质量份数记：
A组分双氰胺-甲醛聚合物                    100
B组分丙烯酰胺-二甲基烯丙基氯化铵共聚物    1～5
按上述比例，用带冷凝管三口烧瓶加入上述两种预反应物，搅拌加热至20-80℃，反应时间1-2小时，得到澄清透明溶液，冷却，得到所需的印染废水混凝脱色剂。
2.如权利要求1所述的印染废水混凝脱色剂，其特征在于，所述的混凝脱色剂中双氰胺-甲醛聚合物的组成为：
双氰胺1mol
氯化铵0.8～1.8mol
甲醛1.6～2.1mol
氢氧化钠少量
催化剂0.01～0.05mol
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