CN102992461A - 一种利用冬笋皮制作助凝剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用冬笋皮制作助凝剂的方法，该方法利用冬笋皮为主要原材料，通过对冬笋皮进行一系列的加工得到能用于污水治理的助凝剂，该方法具有取材绿色环保、能够废物利用的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种助凝剂的制备方法，特别地涉及一种利用冬笋皮为主要原材料的助凝剂的制备方法。
背景技术
在水处理方法中，絮凝法是重要的方法之一。目前所使用的絮凝剂和助凝剂主要为无机化合物和人工合成有机物。无机絮凝剂用量大，易产生二次污染，特别是铝盐的大量应用，对环境的影响日益突出，尤其是对饮用水的处理，大量使用铝盐，会导致老年痴呆症发病率上升。由于大多数人工合成高分子有机化合物作为絮凝剂或助凝剂的使用，残留在水中的单体具有毒性，危害人体健康，如目前普遍应用的聚丙烯酰胺。当前新兴的生物絮凝剂研究已经引起人们的关注，它具有效果稳定、可生物降解、无二次污染、安全无害等优异的特性。目前由于生物絮凝剂仍处于研究阶段，生产规模小，成本大，未能得到广泛应用。
使用天然材料制备助凝剂是减少无机絮凝剂使用量的另一方式，天然材料制成的助凝剂同样具有效果稳定、可生物降解、无二次污染、安全无害等优异的特性，通过增加无机絮凝剂的絮凝能力，而达到减少无机絮凝剂的使用。
发明内容
本发明提供了一种利用冬笋皮制作助凝剂的方法，该方法利用冬笋皮为主要原材料，通过对冬笋皮进行一系列的加工得到能用于污水治理的助凝剂，该方法具有取材绿色环保、能够废物利用的特点。该方法包括以下步骤：
（1）冬笋皮的预处理：将收集的新鲜冬笋皮晒干，随后将晒干的冬笋皮用粉碎机切成小于1厘米见方的小块，随后将干冬笋皮置于-10～-20摄氏度的低温下10～12小时，取出后用研磨机将冬笋皮磨成小于40目的细粉；
（2）冬笋皮粉的改性：先将步骤（1）中处理好的冬笋皮粉放入12％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中浸泡2～2.5小时，随后将浸泡过的冬笋皮粉放置于45～50摄氏度的改性液中，同时加入引发剂，改性反应时间为70～90分钟，改性液为0.5%～1％的丙烯酸溶液和0.5％～1％丙烯酰酯溶液中的一种，引发剂为Fentons试剂；
（3）固体残渣去除：将上述液体先用100～120μm筛绢筛分，去除大颗粒杂物；然后使用30～40μm滤膜过滤；
（4）pH值的调整：使用醋酸钠将步骤（3）中获得的液体的pH调节至6～7；
（5）封存、保管：添加50ppm甲醛，然后封存于塑料容器中，置于阴凉处保存备用。
上述原料的投料质量比为：冬笋皮：强碱：改性液：引发剂＝1：（2～4）：（0.1～0.3）：（0.001～0.005）。
本发明的原理如下：冬笋皮的主要成分即为粗纤维，而且纤维束长且坚韧，一般方法很难将其打断，因此本发明采用低温冷冻处理的方法，使冬笋皮的粗纤维变脆，利于用物理方法将粗纤维切成为较为细小的纤维，随后改性时首先在强碱中浸泡使纤维素结晶度下降，无定形区面积增加，随后使其与改性液反应，生成纤维素表面的羟基接枝聚合。
这样本发明所述的助凝剂就能在与铝盐絮凝剂配合使用，增加捕捉细微悬浮颗粒的能力。形成的絮凝物矾花大，沉降迅速，降低铝盐的使用量。该产品具有用量少，适应PH范围广，使用方便，安全无害等特点。通过反复试验证明，通过添加这种生物助凝剂能够使铝盐的使用量降低75％之多。而能达到或超过单独使用大量铝盐絮凝剂的絮凝效果。
具体实施方式
下面结合实例对本发明所述的利用牛粪制作助凝剂的方法进行说明。
下文中将提及的本方法制作出的助凝剂对铝盐絮凝剂的效果的实验是这样实施的：
首先，通过实验室烧杯试验确定原水絮凝单独使用铝盐的使用量，自来水原水絮凝单独使用铝盐的使用量一般为20～60PPM；一般污水絮凝单独使用铝盐的使用量一般为80～140PPM。
然后，通过实验室烧杯试验确定生物助凝剂用量，按照铝盐使用量分别减1/4,1/2，3/4地添加铝盐，然后添加0.05～1.00PPM的不同浓度梯度的助凝剂进行絮凝实验，确定为了达到单独铝盐使用量的效果，助凝剂所需要的用量。
实施例1
按照下面的方法制作助凝剂：
（1）冬笋皮的预处理：将收集的新鲜冬笋皮晒干，随后将晒干的冬笋皮用粉碎机切成小于1厘米见方的小块，随后将干冬笋皮置于-10摄氏度的低温下12小时，取出后用研磨机将冬笋皮磨成小于40目的细粉；
（2）冬笋皮粉的改性：先将步骤（1）中处理好的冬笋皮粉放入12％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中浸泡2小时，随后将浸泡过的冬笋皮粉放置于45摄氏度的改性液中，同时加入引发剂，改性反应时间为90分钟，改性液为1％的丙烯酸溶液，引发剂为Fentons试剂；
（3）固体残渣去除：将上述液体先用100μm筛绢筛分，去除大颗粒杂物；然后使用30μm滤膜过滤；
（4）pH值的调整：使用醋酸钠将步骤（3）中获得的液体的pH调节至6～7；
（5）封存、保管：添加50ppm甲醛，然后封存于塑料容器中，置于阴凉处保存备用。
上述原料的投料质量比为：冬笋皮：强碱：改性液：引发剂＝1：3：0.2：0.001。
实验结果表明：对于自来水原水而言，当铝盐絮凝剂使用量为单独铝盐絮凝剂使用量的1/4（即10PPM）时，使用本发明所述方法制成的助凝剂0.5PPM即可达到单独使用40PPM的铝盐絮凝剂的效果。这样就大大减少了铝盐絮凝剂的使用，减少了水中残留的铝，减轻了使用铝盐絮凝剂带来的二次污染。
实施例2
按照下面的方法制作助凝剂：
（1）冬笋皮的预处理：将收集的新鲜冬笋皮晒干，随后将晒干的冬笋皮用粉碎机切成小于1厘米见方的小块，随后将干冬笋皮置于-20摄氏度的低温下10小时，取出后用研磨机将冬笋皮磨成小于60目的细粉；
（2）冬笋皮粉的改性：先将步骤（1）中处理好的冬笋皮粉放入12％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中浸泡2.4小时，随后将浸泡过的冬笋皮粉放置于50摄氏度的改性液中，同时加入引发剂，改性反应时间为80分钟，改性液为0.7％丙烯酰酯溶液，引发剂为Fentons试剂；
（3）固体残渣去除：将上述液体先用100μm筛绢筛分，去除大颗粒杂物；然后使用30μm滤膜过滤；
（4）pH值的调整：使用醋酸钠将步骤（3）中获得的液体的pH调节至6～7；
（5）封存、保管：添加50ppm甲醛，然后封存于塑料容器中，置于阴凉处保存备用。
上述原料的投料质量比为：冬笋皮：强碱：改性液：引发剂＝1：4：0.3：0.005。
实验结果表明：对于自来水原水而言，当铝盐絮凝剂使用量为单独铝盐絮凝剂使用量的1/4（即10PPM）时，使用本发明所述方法制成的助凝剂0.4PPM即可达到单独使用40PPM的铝盐絮凝剂的效果。这样就大大减少了铝盐絮凝剂的使用，减少了水中残留的铝，减轻了使用铝盐絮凝剂带来的二次污染。
本领域技术人员可以根据本发明公开的内容和所掌握的本领域技术对本发明内容作出替换或变型，但是这些替换或变型都不应视为脱离本发明构思的，这些替换或变型均在本发明要求保护的权利范围内。
Claims (3)
1.一种利用冬笋皮制作助凝剂的方法，该方法包括以下步骤：
（1）冬笋皮的改性：先将冬笋皮放入强碱溶液中，即12％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中，浸泡2小时，随后将浸泡过的冬笋皮放置于45摄氏度的改性液中，同时加入引发剂，改性反应时间为90分钟，改性液为1％的丙烯酸溶液，引发剂为Fentons试剂；
（2）固体残渣去除：将上述液体先用100μm筛绢筛分，去除大颗粒杂物；然后使用30μm滤膜过滤；
（3）pH值的调整：使用醋酸钠将步骤（3）中获得的液体的pH调节至6～7；
（4）封存、保管：添加50ppm甲醛，然后封存于塑料容器中，置于阴凉处保存备用。
2.权利要求1中所述的利用冬笋皮制作助凝剂的方法，其特征在于：在步骤（1）冬笋皮的改性之前先进行如下操作：
冬笋皮的预处理：将收集的新鲜冬笋皮晒干，随后将晒干的冬笋皮用粉碎机切成小于1厘米见方的小块，随后将干冬笋皮置于-10摄氏度的低温下12小时，取出后用研磨机将冬笋皮磨成小于40目的细粉。
3.权利要求1中所述的利用冬笋皮制作助凝剂的方法，其特征在于上述原料的投料质量比为：冬笋皮：强碱：改性液：引发剂＝1：3：0.2：0.001。
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