CN101935094B

CN101935094B - 一种活性染料废水絮凝脱色剂的制备方法

Info

Publication number: CN101935094B
Application number: CN2010102623121A
Authority: CN
Inventors: 张文艺; 罗鑫; 范培成; 李秋燕; 刘明元; 李定龙
Original assignee: Changzhou University
Current assignee: Changzhou University
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2030-08-25
Also published as: CN101935094A

Abstract

本发明公开一种活性染料废水絮凝脱色剂的制备方法，先向反应釜中加入适量的水，再加入双氰胺、硫酸铝和浓度37％的甲醛溶液的一半，双氰胺、浓度37％的甲醛、十八合水硫酸铝三者投加摩尔比为1∶1.5～3.0∶0.2～0.5；然后加热反应釜，同时不停地搅拌，温度达到40℃～45℃后停止加热，反应0.5h～1h，反应釜内温度会缓慢上升，待温度不再上升时再加入另一半浓度37％的甲醛溶液，逐步升温至80℃～90℃，反应2h～3h后停止加热；最后放置冷却即可。所制成的絮凝脱色剂不仅对印染废水中较难处理的活性染料废水有很好的去除效果，而且还降低了双氰胺-甲醛脱色剂的合成成本，具有絮凝速度快，受共存盐类、pH及温度影响小等优点。

Description

一种活性染料废水絮凝脱色剂的制备方法

技术领域

本发明属于印染废水治理技术领域，具体涉及一种活性染料废水脱色剂的制备方法。

背景技术

印染废水中含有大量染料，具有成分复杂、色度大、BOD/COD值较小等特点，已经成为污染最严重、最难处理的工业废水之一。其中，色度的去除是印染废水处理的主要任务之一。活性染料是印染工业普遍使用的染料，与其它染料相比，活性染料易溶解于水中，不易从水中脱除，因此含活性染料的印染废水脱色一直是处理的难题。在印染废水众多脱色处理方法中，混凝法具有工艺简单、适应性强、操作管理方便、基建投资低等优点，已成为目前印染废水处理广泛采用的重要方法。

目前，混凝法中常用的混凝剂有铝系和铁系混凝剂，不仅脱色效果较差，而且残留金属离子对人体有害，尤其是对于活性染料几乎没有脱除效果。近年来，国内外大量使用各种有机高分子絮凝剂进行水处理，如双氰胺-甲醛脱色剂等，有机高分子絮凝剂与无机絮凝剂相比它具有絮凝速度快，用量少，受共存盐类、pH及温度影响小等优点。如，专利号为200310111769.2、名称为“印染废水混凝脱色剂的生产方法”，采用一步法工艺将双氰胺、尿素、甲醛、氯化铵在一定条件下缩聚反应制得脱色剂；专利号为95101739.X、名称为“高效脱色絮凝剂的制法及应用”，将双氰胺甲醛聚合物“一步法缩合”工艺改进为“两步法缩合”工艺，使工艺过程较为稳定，易于控制。但由于双氰胺价格偏贵，使得脱色剂成本较高，难以被多数厂家接受。

发明内容

本发明的目的是为克服现有活性染料废水色度脱除效果不佳，以及双氰胺-甲醛脱色剂成本偏高的不足而提出一种新的活性染料废水絮凝脱色剂的制备方法，通过添加十八合水硫酸铝作为催化剂，改进双氰胺-甲醛系列脱色剂合成条件，达到降低脱色剂投加量的目的，所制得的絮凝脱色剂不仅对活性染料有很好的脱色效果，并且降低了脱色剂的制备成本。

本发明采用的技术方案是：先向反应釜中加入适量的水，再加入双氰胺、硫酸铝和浓度37％的甲醛溶液的一半，双氰胺、浓度37％的甲醛、十八合水硫酸铝三者投加摩尔比为1∶1.5～3.0∶0.2～0.5；然后加热反应釜，同时不停地搅拌，温度达到40℃～45℃后停止加热，反应0.5h～1h，反应釜内温度会缓慢上升，待温度不再上升时再加入另一半浓度37％的甲醛溶液，逐步升温至80℃～90℃，反应2h～3h后停止加热；最后放置冷却，得无色透明、易溶于水、带有黏性液体即为活性染料废水絮凝脱色剂。

本发明所制成的絮凝脱色剂不仅对印染废水中较难处理的活性染料废水有很好的去除效果，而且还降低了双氰胺-甲醛脱色剂的合成成本，具有絮凝速度快，受共存盐类、pH及温度影响小等优点。在合成过程中所有投产物料均形成了双氰胺-甲醛缩聚物，无废气、废水、废渣“三废”排放，是一种先进的绿色化学合成工艺，因而有着广阔的应用前景。

具体实施方式

本发明活性染料废水絮凝脱色剂的制备方法如下：

先向反应釜中加入适量的水，再加入双氰胺、硫酸铝和浓度37％的甲醛溶液的一半，其中，双氰胺、浓度37％的甲醛溶液、十八合水硫酸铝三者投加摩尔比为1∶1.5～3.0∶0.2～0.5。再加热反应釜，同时不停地搅拌溶液，温度达到40℃～45℃后停止加热，反应开始进行，反应0.5h～1h，期间伴有放热现象。伴随反应热的产生，反应釜内温度会缓慢上升。待反应热释放高峰过后即温度不再上升时再加入另一半浓度37％的甲醛溶液，逐步升温至80℃～90℃，反应2h～3h后停止加热，放置冷却，得无色透明、易溶于水、带有黏性、流动性良好的液体即为活性染料废水絮凝脱色剂。

双氰胺C₂H₄N₄和分子量是84、浓度37％的甲醛CH₂O和分子量是30、十八合水硫酸铝Al₂(SO₄)₃·18H₂O和分子量是666.42。

本发明利用双氰胺与甲醛进行缩聚反应，在催化剂十八合水硫酸铝的作用下反应生成高分子聚合物，该聚合物能够中和染料分子上负电荷，并且具有网捕、架桥作用。其基本合成中路线有两步：第一步是加成反应，即在水中加入双氰胺、硫酸铝和一半浓度37％的甲醛溶液，生成羟甲基衍生物。一个双氰胺分子含有4个氢原子，因此每个分子最多可以与4个甲醛反应生成4羟甲基衍生物，实际每个双氰胺分子所含的羟甲基数目为2-4个；第二步是缩聚反应，即再加入另一半浓度37％的甲醛溶液，生成网状结构的高聚物。缩聚反应主要发生在2个分子的羟甲基之间或羟甲基与另一个双氰胺中胺基上的活泼氢之间，使两个双氰胺分子联结起来，然后再进一步缩聚。这两步的化学反应式如下，其中反应式(1)为甲醛与双氰胺的加成过程，反应式(2)表示羟甲基化双氰胺脱水缩聚过程：

以下提供本发明的3个实施例：

实施例1

向反应釜中加入100L去离子水，5kg双氰胺、14kg十八合水硫酸铝，再加入浓度37％的甲醛6.2kg，加热反应釜，同时不停地搅拌溶液，温度达到40℃后停止加热，反应开始进行，反应0.5h，期间伴有放热现象。伴随反应热的产生，反应釜内温度会缓慢上升。待反应热释放高峰过后及温度不再上升时再加入浓度37％的甲醛6.2kg，逐步升温至80℃，反应3h后停止加热，放置冷却，即制得脱色剂。取色度为8000倍的含RGB红的活性染料废水1L，向废水中投加上述脱色剂10ml，搅拌10min，沉淀后取其上清液，测得色度为10倍，色度去除率为99.9％。

实施例2

向反应釜中加入150L去离子水，6kg双氰胺、15kg十八合水硫酸铝，再加入浓度37％的甲醛6kg，加热反应釜，同时不停地搅拌溶液，温度达到45℃后停止加热，反应开始进行，反应1h，期间伴有放热现象。伴随反应热的产生，反应釜内温度会缓慢上升。待反应热释放高峰过后及温度不再上升时再加入浓度37％的甲醛6kg，逐步升温至90℃，反应2h后停止加热，放置冷却，即制得脱色剂。取色度为10000倍的含BES蓝的活性染料废水1L，向废水中投加上述脱色剂10ml，搅拌10min，沉淀后取其上清液，测得色度为10倍，色度去除率为99.9％。

实施例3

向反应釜中加入200L去离子水，8kg双氰胺、16kg十八合水硫酸铝，再加入浓度37％的甲醛6kg，加热反应釜，同时不停地搅拌溶液，温度达到40℃后停止加热，反应开始进行，反应1h，期间伴有放热现象。伴随反应热的产生，反应釜内温度会缓慢上升。待反应热释放高峰过后及温度不再上升时再加入浓度37％的甲醛6kg，逐步升温至85℃，反应2.5h后停止加热，放置冷却，即制得脱色剂。取色度为12500倍的含RGB红、BES蓝的活性染料废水1L，向废水中投加上述脱色剂10ml，搅拌10min，沉淀后取其上清液，测得其色度为20倍，色度去除率为99.8％。

Claims

1.一种活性染料废水絮凝脱色剂的制备方法，其特征是采用如下步骤：

1)向反应釜中加入适量的水，再加入双氰胺、十八水合硫酸铝和浓度37％的甲醛溶液的一半，双氰胺、浓度37％的甲醛、十八水合硫酸铝三者投加摩尔比为1∶1.5～3.0∶0.2～0.5；

2)加热反应釜，同时不停地搅拌，温度达到40℃～45℃后停止加热，反应0.5h～1h，反应釜内温度会缓慢上升，待温度不再上升时再加入另一半浓度37％的甲醛溶液，逐步升温至80℃～90℃，反应2h～3h后停止加热；

3)放置冷却，得无色透明、易溶于水、带有黏性液体即为活性染料废水絮凝脱色剂。