CN103159308B - 一种用生物结皮制备助凝剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用生物结皮制作助凝剂的方法，该方法利用生物结皮为主要原材料，通过对生物结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、助凝效果明显的特点。

Description

一种用生物结皮制备助凝剂的方法

技术领域

本发明涉及一种助凝剂的制备方法，特别涉及一种用生物结皮制备助凝剂的方法。

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。

生物结皮是藻类、地衣、苔藓和微生物与土壤形成的有机复合体，在世界荒漠地区广有分布。在干旱半干旱地区，有70%以上的地表均覆盖着生物结皮。

发明内容

本发明提供了一种利用生物结皮制作助凝剂的方法，该方法利用生物结皮为主要原材料，通过对生物结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、助凝效果明显的特点。该方法包括以下步骤：

（1）生物结皮的获取：用铲子将地表生长的生物结皮铲下，注意要将结皮整块铲起，将结皮底部带有的土壤抖掉；

（2）生物结皮的加压处理：将生物结皮用搅拌器打碎混匀，随后将生物结皮置于加压装置中，对生物结皮碎屑混合物施加5～6个大气压的压力，施压时间15～20分钟；

（3）生物结皮的固化改性处理：先将步骤（2）中处理好的生物结皮放入pH15的氢氧化钠溶液中浸泡30～40分钟，随后将浸泡过的生物结皮放置于45～55摄氏度的改性液中，改性反应时间为50～70分钟，改性液为0.5%～1％的甲基丙烯酸甲醛；

（4）固体残渣去除：将上述液体先用150～200μm筛绢筛分，去除大颗粒杂物；然后使用50～60μm滤膜过滤；

（5）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；

（6）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。

其中投放质量比为：结皮：氢氧化钠溶液：甲基丙烯酸甲醛=1：5：1。

本发明的原理如下：生物结皮中的主要成分是藻类、地衣、苔藓和微生物，其中生物大分子非常丰富，植物性细胞丰富，但是这些低等植物以及原核生物其生物体内细胞间距大，内部结构较为松散，因此通过在固化改性反应之前施加一些压力使生物体细胞之间间距减小，为后面的反应获得更大的网状结构体而做准备。加压处理后，通过碱液浸泡以及甲基丙烯酸甲醛中醛基与细胞壁蛋白发生交联反应，引起细胞壁固化，从而形成复杂的网状结构。

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。形成的絮凝物体积大，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生物结皮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）生物结皮的获取：用铲子将地表生长的生物结皮铲下，注意要将结皮整块铲起，将结皮底部带有的土壤抖掉；

（2）生物结皮的加压处理：将生物结皮用搅拌器打碎混匀，随后将生物结皮置于加压装置中，对生物结皮碎屑混合物施加5个大气压的压力，施压时间20分钟；

（3）生物结皮的固化改性处理：先将步骤（2）中处理好的生物结皮放入pH15的氢氧化钠溶液中浸泡40分钟，随后将浸泡过的生物结皮放置于45摄氏度的改性液中，改性反应时间为55分钟，改性液为1％的甲基丙烯酸甲醛；

（4）固体残渣去除：将上述液体先用200μm筛绢筛分，去除大颗粒杂物；然后使用50μm滤膜过滤；

（5）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7；

（6）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。

其中结皮：氢氧化钠溶液：甲基丙烯酸甲醛=1：5：1。

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

（1）生物结皮的获取：用铲子将地表生长的生物结皮铲下，注意要将结皮整块铲起，将结皮底部带有的土壤抖掉；

（2）生物结皮的加压处理：将生物结皮用搅拌器打碎混匀，随后将生物结皮置于加压装置中，对生物结皮碎屑混合物施加6个大气压的压力，施压时间15分钟；

（3）生物结皮的固化改性处理：先将步骤（2）中处理好的生物结皮放入pH15的氢氧化钠溶液中浸泡30分钟，随后将浸泡过的生物结皮放置于50摄氏度的改性液中，改性反应时间为70分钟，改性液为0.8％的甲基丙烯酸甲醛；

（4）固体残渣去除：将上述液体先用200μm筛绢筛分，去除大颗粒杂物；然后使用50μm滤膜过滤；

（5）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7；

（6）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。

其中结皮：氢氧化钠溶液：甲基丙烯酸甲醛=1：5：1。

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0.6PPM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 (2)

1.一种利用生物结皮制作助凝剂的方法，该方法包括以下步骤：

（1）生物结皮的获取：用铲子将地表生长的生物结皮铲下，注意要将结皮整块铲起，将结皮底部带有的土壤抖掉；

（2）生物结皮的加压处理：将生物结皮用搅拌器打碎混匀，随后将生物结皮置于加压装置中，对生物结皮碎屑混合物施加5 ～ 6 个大气压的压力，施压时间15 ～ 20 分钟；

（3）生物结皮的固化改性处理：先将步骤（2）中处理好的生物结皮放入pH15 的氢氧化钠溶液中浸泡30 ～ 40 分钟，随后将浸泡过的生物结皮放置于45 ～ 55 摄氏度的改性液中，改性反应时间为50 ～ 70 分钟，改性液为0.5% ～ 1％的甲基丙烯酸甲醛；

（4）固体残渣去除：将上述液体先用150 ～ 200μm 筛绢筛分，去除大颗粒杂物；然后使用50 ～ 60μm 滤膜过滤；

（5）pH 值的调整：使用醋酸钠将步骤（4）中获得的液体的pH 调节至6 ～ 7 ；

（6）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 中所述的利用生物结皮制作助凝剂的方法，其特征在于步骤（3）中各物质的投放质量比为：结皮：氢氧化钠溶液：甲基丙烯酸甲醛=1 ：5 ：1。