CN103880138A - 一种高效废水处理絮凝剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效废水处理絮凝剂，所述絮凝剂为嵌段共聚物絮凝剂。所述嵌段共聚物为线型结构、星形结构、或者高支化度嵌段共聚物中的任意一种。所述嵌段共聚物絮凝剂包括至少两种单体。所述单体为丙烯酰胺、丙烯酰胺同系物、壳聚糖、葡萄糖、氨基葡萄糖、烷基葡萄糖、酰基葡萄糖、葡糖醛酸、或者羧甲基葡萄糖。本发明的有益效果：整个嵌段共聚物具有较高的分子量和较多的官能团，使其易于捕集水中的各种杂质物质，使水质得以提高，并且具备无毒、可降解、不污染环境、抗茵性、凝胶性、起泡性、增稠性以及表面活性等优良的性质；另外，通过形成嵌段共聚物，将各个单体的絮凝作用发挥到最大，污水中悬浮物的去除率达到90%以上。

Description

一种高效废水处理絮凝剂

技术领域

本发明涉及一种废水处理技术领域，具体涉及一种高效废水处理絮凝剂。

背景技术

随着我国经济的持续快速发展和城市规模的不断扩大，工业废水和城市生活污水的排量逐年递增，污水的处理与净化问题，变的越来越重要，如果处理不好，将成为制约我国经济发展和人民饮水安全的重大问题。随着环保政策的强化以及人们环保意识的增强，工业废水和城市生活污水在排放之前，必须经过严格处理，以除去水中的悬浮物、杂质、粒子等，达到相关国家环保标准以后方能排放。工业废水的处理方法很多，有离子交换法、生化法、化学氧化法、吸附法、絮凝沉淀法和电渗析法等，而絮凝沉淀法因反应快，沉降时间短，处理效果好，操作简单而被国内外广泛采用，是目前成本较低、应用较广的工业废水处理方法。

絮凝剂，又称沉降剂，是用来使混合溶液体系中的溶质、悬浮物颗粒或者胶体絮凝凝聚产生絮状沉淀的物质。絮凝反应是较为复杂的物理、化学过程，其絮凝机理尚未完全成熟。目前较为统一的认识是絮凝剂作用机理是絮凝和凝聚两种作用过程的统一体。水处理絮凝过程就是向待处理水体系中加入絮凝剂，使水相中悬浮物颗粒体系在絮凝剂促进下，相互碰撞、脱稳进而凝聚成一定粒径的微粒，脱稳的微粒由于进一步碰撞、网捕卷扫、化学接触、共同沉淀等作用而聚集成矾花。在聚集过程中矾花互相碰撞，聚集物颗粒越来越大，最终依靠重力作用而沉降于水体底部，从而达到水体净化的目的。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种安全无毒、可有效净化污水的高效废水处理絮凝剂。

为了达到本发明的目的，技术方案如下：

一种高效废水处理絮凝剂，所述絮凝剂为嵌段共聚物絮凝剂。

作为优选的技术方案：所述嵌段共聚物为线型结构嵌段共聚物、星形结构嵌段共聚物、或者高支化度嵌段共聚物中的任意一种。

作为优选的技术方案：所述嵌段共聚物絮凝剂包括至少两种单体。

作为优选的技术方案：所述单体为丙烯酰胺、丙烯酰胺同系物、壳聚糖、葡萄糖、氨基葡萄糖、烷基葡萄糖、酰基葡萄糖、葡糖醛酸、或者羧甲基葡萄糖。

作为优选的技术方案：所述酰基葡萄糖为N-己酰基-D-葡萄糖胺。

氨基葡萄糖、烷基葡萄糖、酰基葡萄糖、葡糖醛酸、羧甲基葡萄糖，分别指的是葡萄糖上的羟基被氨基、烷基、酰基、羧基和羧甲基取代，例如，葡糖醛酸，为葡萄糖6位上的醇基被羧基置换。

壳聚糖是少数带正电荷的天然产物之一，具有许多独特的物理、化学性质和生物功能，又具有许多独特的生理活性，是一种非常有价值的天然高分子新材料。

聚丙烯酰胺(PAM)是目前应用最为广泛的高分子絮凝剂，但由于其性能受各种条件如：处理介质的酸碱度、离子杂质、温度等变化的影响很大，同时难以摆脱合成有机高分子絮凝剂所固有的残留单体毒性的问题，所以使用受到限制。

本发明嵌段共聚物的制备在热引发、氧化还原引发或辐照引发的条件下进行。制备方法具体为：向高压釜中加入引发剂和一种单体，密封冷冻，抽真空、通氮气循环数次后，加入另一种单体，聚合反应后得到共聚物溶液，釜体内溶液浓缩后在聚合物的不良溶剂中沉淀，真空干燥直至恒重，得到嵌段共聚物絮凝剂。

本发明具有的有益效果：

整个嵌段共聚物具有较高的分子量和较多的活性官能团，例如—OH、—NH₂等，使其易于捕集水中的各种杂质物质，使其能与许多表面带负电荷的污染物如多酚类、重金属离子、蛋白质等产生相互作用或形成化学键，从而达到使其沉降去除的效果，使水质得以提高。

另外，通过形成不同结构的嵌段共聚物，可将各个单体的絮凝作用发挥到最大，污水中悬浮物的去除率达到90%以上。并且，本发明的嵌段共聚物絮凝剂具备无毒、可降解、不污染环境、抗茵性、凝胶性、起泡性、增稠性以及表面活性等优良的性质。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅仅局限于实施例。

一种高效废水处理絮凝剂，所述絮凝剂为嵌段共聚物絮凝剂。

所述嵌段共聚物为线型结构嵌段共聚物、星形结构嵌段共聚物、或者高支化度嵌段共聚物中的任意一种。所述嵌段共聚物絮凝剂包括至少两种单体。

所述单体为丙烯酰胺、丙烯酰胺同系物、壳聚糖、葡萄糖、氨基葡萄糖、烷基葡萄糖、酰基葡萄糖、葡糖醛酸、或者羧甲基葡萄糖。

实施例1

本发明嵌段共聚物的制备在热引发、氧化还原引发或辐照引发的条件下进行。制备方法具体为：向高压釜中加入引发剂和丙烯酰胺单体，密封冷冻，抽真空、通氮气循环数次后，加入另一种单体氨基葡萄糖，聚合反应后得到共聚物溶液，釜体内溶液浓缩后在聚合物的不良溶剂中沉淀，真空干燥直至恒重，得到嵌段共聚物絮凝剂，且絮凝剂为线性结构的丙烯酰胺-氨基葡萄糖-丙烯酰胺嵌段共聚物，属于A-B-A型，即—[A-B-A]_n—，其中A为丙烯酰胺，B为氨基葡萄糖。

实施例2

本发明嵌段共聚物的制备在热引发、氧化还原引发或辐照引发的条件下进行。制备方法具体为：向高压釜中加入引发剂和丙烯酰胺单体，密封冷冻，抽真空、通氮气循环数次后，加入单体氨基葡萄糖和壳聚糖，聚合反应后得到共聚物溶液，釜体内溶液浓缩后在聚合物的不良溶剂中沉淀，真空干燥直至恒重，得到嵌段共聚物絮凝剂，且絮凝剂为线性结构的丙烯酰胺-氨基葡萄糖-壳聚糖-氨基葡萄糖-丙烯酰胺嵌段共聚物，属于A-B-C-B-A型，即—[A-B-C-B-A]_n—，其中A为丙烯酰胺，B为氨基葡萄糖，C为壳聚糖。

实施例3

本发明嵌段共聚物的制备在热引发、氧化还原引发或辐照引发的条件下进行。制备方法具体为：向高压釜中加入引发剂和二甲基丙烯酰胺单体，密封冷冻，抽真空、通氮气循环数次后，加入另一种单体羧甲基葡萄糖，聚合反应后得到共聚物溶液，釜体内溶液浓缩后在聚合物的不良溶剂中沉淀，真空干燥直至恒重，得到嵌段共聚物絮凝剂，且絮凝剂为线性结构的二甲基丙烯酰胺-氨基葡萄糖-二甲基丙烯酰胺嵌段共聚物，属于A-B-A型，即—[A-B-A]_n—，其中A为二甲基丙烯酰胺，B为羧甲基葡萄糖。

实施例4

本发明嵌段共聚物的制备在热引发、氧化还原引发或辐照引发的条件下进行。制备方法具体为：向高压釜中加入引发剂和二甲基丙烯酰胺单体，密封冷冻，抽真空、通氮气循环数次后，加入另一种单体葡糖醛酸，聚合反应后得到共聚物溶液，釜体内溶液浓缩后在聚合物的不良溶剂中沉淀，真空干燥直至恒重，得到嵌段共聚物絮凝剂，且絮凝剂为星型结构的二甲基丙烯酰胺-羧甲基葡萄糖-二甲基丙烯酰胺嵌段共聚物，属于(SB)nR型，其中S为二甲基丙烯酰胺，B为羧甲基葡萄糖，星型结构嵌段共聚物是通过偶联剂（例如SiCl4）将SBS直链分子之间产生交联，得到星型结构，表示为(SB)nR。

实施例5

本发明嵌段共聚物的制备在热引发、氧化还原引发或辐照引发的条件下进行。制备方法具体为：向高压釜中加入引发剂和丙烯酰胺单体，密封冷冻，抽真空、通氮气循环数次后，加入另一种单体N-己酰基-D-葡萄糖胺，聚合反应后得到共聚物溶液，釜体内溶液浓缩后在聚合物的不良溶剂中沉淀，真空干燥直至恒重，得到嵌段共聚物絮凝剂，且絮凝剂为线性结构的丙烯酰胺-（N-己酰基-D-葡萄糖胺）-丙烯酰胺嵌段共聚物，属于A-B-A型，即—[A-B-A]_n—，其中A为丙烯酰胺，B为N-己酰基-D-葡萄糖胺。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (5)

1.一种高效废水处理絮凝剂，其特征在于：所述絮凝剂为嵌段共聚物絮凝剂。

2.根据权利要求1所述的高效废水处理絮凝剂，其特征在于，所述嵌段共聚物为线型结构嵌段共聚物、星形结构嵌段共聚物、或者高支化度嵌段共聚物中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的高效废水处理絮凝剂，其特征在于，所述嵌段共聚物絮凝剂包括至少两种单体。

4.根据权利要求3所述的高效废水处理絮凝剂，其特征在于，所述单体为丙烯酰胺、丙烯酰胺同系物、葡萄糖、壳聚糖、氨基葡萄糖、烷基葡萄糖、酰基葡萄糖、葡糖醛酸、或者羧甲基葡萄糖。

5.根据权利要求4所述的高效废水处理絮凝剂，其特征在于，所述酰基葡萄糖为N-己酰基-D-葡萄糖胺。