CN104261494B - 一种聚丙烯酰胺污水处理剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚丙烯酰胺污水处理剂及其制备方法，污水处理剂以重量组分计包括：聚合氯化铝30-40份，聚丙烯酰胺15-25份，石英砂3-8份，硅藻土1-5份，二甲基二烯丙基氯化铵3-6份，丙烯酰胺5-10份，脂肪胺0.5-2份，聚乙二醇2000？0.5-1份，聚山梨酯0.8-1.5份，EDTA0.1-0.5份，羟丙基甲基纤维素钠1-5份，去离子水60-70份；制备方法为将二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、EDTA、聚乙二醇2000、聚山梨酯和去离子水10-20份加入反应釜中搅拌均匀，在氮气保护下加入脂肪胺，升温反应得到中间物一；将剩余组分混合得到中间物二，最后将中间物一与中间物二混合即得。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种聚丙烯酰胺污水处理剂及其制备方法。
背景技术
随着我国人民生活水平的日益提高，以及城市化进程的迅猛加快，各种废水如工业废水和生活污水产生量的增长速度惊人，数量巨大。据不完全统计，我国每年产生的高重金属含量工业废水便达数亿吨，这些工业废水中的有机物污染物和重金属，如酚类、染料、镉、铬、汞等常含有剧毒，因此，使得所处区域的水体环境严重污染，对局部环境造成了破坏与威胁。
生活污水虽然重金属含量小，但当其排放到河流、湖泊中时，常会使得藻类滋生、水体富营养化、发臭，并严重污染了水源，这都严重威胁着城市居民的生活质量和健康，限制了城市自身的绿色发展。生活污水一般表现为高COD值、高SS含量以及高色度，虽然现在有很多处理这类污水的方法，但是绝大多数处理效果并不理想，并且处理需要占用专门的场地以及设备，因此就需要一种使用方便，且能够高效地降低污水中COD、SS以及色度的处理剂。
发明内容
本发明的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种聚丙烯酰胺污水处理剂及其制备方法，能够有效地降低污水中的COD、SS以及色度。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种聚丙烯酰胺污水处理剂，以重量组分计包括：聚合氯化铝30-40份，聚丙烯酰胺15-25份，石英砂3-8份，硅藻土1-5份，二甲基二烯丙基氯化铵3-6份，丙烯酰胺5-10份，脂肪胺0.5-2份，聚乙二醇20000.5-1份，聚山梨酯0.8-1.5份，EDTA0.1-0.5份，羟丙基甲基纤维素钠1-5份，去离子水60-70份。
所述的污水处理剂，可以优选为以重量组分计包括：聚合氯化铝33-38份，聚丙烯酰胺18-23份，石英砂5-7份，硅藻土2-4份，二甲基二烯丙基氯化铵4-6份，丙烯酰胺7-9份，脂肪胺0.8-1.5份，聚乙二醇20000.6-0.8份，聚山梨酯1-1.3份，EDTA0.2-0.4份，羟丙基甲基纤维素钠2-4份，去离子水65-68份。
以上所述的污水处理剂，石英砂粒径可以为100-200目。
一种以上所述的污水处理剂的制备方法，按照以下步骤进行制备：
步骤一，按照重量份精确称取各组分；
步骤二，将二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、EDTA、聚乙二醇2000、聚山梨酯和去离子水10-20份加入到反应釜中，搅拌混合均匀；
步骤三，在反应釜中通入氮气，在氮气保护的氛围中搅拌升温至40-50℃，加入脂肪胺，搅拌混合均匀；
步骤四，在步骤三的混合物中加入羟丙基甲基纤维素钠，保持温度为40-50℃，搅拌反应2-4小时后，降至常温，得到中间物一；
步骤五，将聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、石英砂和硅藻土加入到剩余的去离子水中，常温下搅拌30-50分钟，得到中间物二；
步骤六，将中间物一与中间物二混合搅拌均匀，得到污水处理剂。
所述的污水处理剂的制备方法，步骤三中搅拌混合的速度可以为80-100转/分钟。
本发明提供的污水处理剂由中间物一与中间物二混合而成，二者进行协同作用能够极大的降低污水中的COD、SS以及色度，经试验表明，本发明提供的污水处理剂处理污水后可以使得水体中COD值降至75mg/L以下，SS降至63mg/L以下，色度降至6倍以下。
具体实施方式：
实施例1
一种聚丙烯酰胺污水处理剂，以重量组分计包括：聚合氯化铝30份，聚丙烯酰胺15份，石英砂（100目）3份，硅藻土1份，二甲基二烯丙基氯化铵3份，丙烯酰胺5份，脂肪胺0.5份，聚乙二醇20000.5份，聚山梨酯800.8份，EDTA0.1份，羟丙基甲基纤维素钠1份，去离子水60份。
以上所述的污水处理剂的制备方法，按照以下步骤进行制备：
步骤一，按照重量份精确称取各组分；
步骤二，将二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、EDTA、聚乙二醇2000、聚山梨酯80和去离子水10份加入到反应釜中，搅拌混合均匀；
步骤三，在反应釜中通入氮气，在氮气保护的氛围中搅拌升温至40℃，加入脂肪胺，以80转/分钟进行搅拌混合均匀；
步骤四，在步骤三的混合物中加入羟丙基甲基纤维素钠，保持温度为40℃，搅拌反应2小时后，降至常温，得到中间物一；
步骤五，将聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、石英砂和硅藻土加入到剩余的去离子水中，常温下搅拌30分钟，得到中间物二；
步骤六，将中间物一与中间物二混合搅拌均匀，得到污水处理剂。
实施例2
一种聚丙烯酰胺污水处理剂，以重量组分计包括：聚合氯化铝33份，聚丙烯酰胺18份，石英砂（150目）5份，硅藻土2份，二甲基二烯丙基氯化铵4份，丙烯酰胺7份，脂肪胺0.8份，聚乙二醇20000.6份，聚山梨酯601份，EDTA0.2份，羟丙基甲基纤维素钠2份，去离子水65份。
以上所述的污水处理剂的制备方法，按照以下步骤进行制备：
步骤一，按照重量份精确称取各组分；
步骤二，将二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、EDTA、聚乙二醇2000、聚山梨酯60和去离子水15份加入到反应釜中，搅拌混合均匀；
步骤三，在反应釜中通入氮气，在氮气保护的氛围中搅拌升温至42℃，加入脂肪胺，以85转/分钟进行搅拌混合均匀；
步骤四，在步骤三的混合物中加入羟丙基甲基纤维素钠，保持温度为42℃，搅拌反应3小时后，降至常温，得到中间物一；
步骤五，将聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、石英砂和硅藻土加入到剩余的去离子水中，常温下搅拌36分钟，得到中间物二；
步骤六，将中间物一与中间物二混合搅拌均匀，得到污水处理剂。
实施例3
一种聚丙烯酰胺污水处理剂，以重量组分计包括：聚合氯化铝35份，聚丙烯酰胺22份，石英砂（150目）6份，硅藻土3份，二甲基二烯丙基氯化铵5份，丙烯酰胺8份，脂肪胺1.2份，聚乙二醇20000.7份，聚山梨酯801.2份，EDTA0.3份，羟丙基甲基纤维素钠3份，去离子水66份。
以上所述的污水处理剂的制备方法，按照以下步骤进行制备：
步骤一，按照重量份精确称取各组分；
步骤二，将二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、EDTA、聚乙二醇2000、聚山梨酯80和去离子水20份加入到反应釜中，搅拌混合均匀；
步骤三，在反应釜中通入氮气，在氮气保护的氛围中搅拌升温至46℃，加入脂肪胺，以90转/分钟进行搅拌混合均匀；
步骤四，在步骤三的混合物中加入羟丙基甲基纤维素钠，保持温度为46℃，搅拌反应3小时后，降至常温，得到中间物一；
步骤五，将聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、石英砂和硅藻土加入到剩余的去离子水中，常温下搅拌40分钟，得到中间物二；
步骤六，将中间物一与中间物二混合搅拌均匀，得到污水处理剂。
实施例4
一种聚丙烯酰胺污水处理剂，以重量组分计包括：聚合氯化铝38份，聚丙烯酰胺23份，石英砂（180目）7份，硅藻土4份，二甲基二烯丙基氯化铵6份，丙烯酰胺9份，脂肪胺1.5份，聚乙二醇20000.8份，聚山梨酯201.3份，EDTA0.4份，羟丙基甲基纤维素钠4份，去离子水68份。
以上所述的污水处理剂的制备方法，按照以下步骤进行制备：
步骤一，按照重量份精确称取各组分；
步骤二，将二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、EDTA、聚乙二醇2000、聚山梨酯20和去离子水20份加入到反应釜中，搅拌混合均匀；
步骤三，在反应釜中通入氮气，在氮气保护的氛围中搅拌升温至50℃，加入脂肪胺，以100转/分钟进行搅拌混合均匀；
步骤四，在步骤三的混合物中加入羟丙基甲基纤维素钠，保持温度为50℃，搅拌反应3小时后，降至常温，得到中间物一；
步骤五，将聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、石英砂和硅藻土加入到剩余的去离子水中，常温下搅拌45分钟，得到中间物二；
步骤六，将中间物一与中间物二混合搅拌均匀，得到污水处理剂。
实施例5
一种聚丙烯酰胺污水处理剂，以重量组分计包括：聚合氯化铝40份，聚丙烯酰胺25份，石英砂（200目）8份，硅藻土5份，二甲基二烯丙基氯化铵6份，丙烯酰胺10份，脂肪胺2份，聚乙二醇20001份，聚山梨酯801.5份，EDTA0.5份，羟丙基甲基纤维素钠5份，去离子水70份。
以上所述的污水处理剂的制备方法，按照以下步骤进行制备：
步骤一，按照重量份精确称取各组分；
步骤二，将二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、EDTA、聚乙二醇2000、聚山梨酯80和去离子水20份加入到反应釜中，搅拌混合均匀；
步骤三，在反应釜中通入氮气，在氮气保护的氛围中搅拌升温至50℃，加入脂肪胺，以90转/分钟进行搅拌混合均匀；
步骤四，在步骤三的混合物中加入羟丙基甲基纤维素钠，保持温度为50℃，搅拌反应4小时后，降至常温，得到中间物一；
步骤五，将聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、石英砂和硅藻土加入到剩余的去离子水中，常温下搅拌50分钟，得到中间物二；
步骤六，将中间物一与中间物二混合搅拌均匀，得到污水处理剂。
利用以上实施例制备得到的污水处理剂进行城市污水处理，处理前测得污水中COD值为5000mg/L，SS约3200mg/L，色度约200倍；取处理前的污水500mL，加入以上实施例制备得到的污水处理剂50mg，常温搅拌30分钟，静置沉淀，去上清液测量其中的COD值与SS值，结果见表1：
表1实施例1-5处理污水后测试结果
| 测定项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| COD（mg/L） | 75 | 68 | 65 | 67 | 70 |
| SS（mg/L） | 63 | 57 | 52 | 56 | 58 |
| 色度（倍） | 6 | 6 | 5 | 5 | 6 |
从以上结果可以看出，本发明提供的污水处理剂，能够有效降低污水中的COD、SS以及色度，达到非常好的处理效果，同时实施例3制备得到的污水处理剂处理效果最好，因此可以作为最优实施例。
对照例1
按照实施例3提供的方法进行污水处理剂的制备，将中间物一作为污水处理剂。
对照例2
按照实施例3提供的方法进行污水处理剂的制备，将中间物二作为污水处理剂。
对照例3
按照实施例3提供的方法进行污水处理剂的制备，其中不加入羟丙基甲基纤维素钠，其他与实施例3相同，具体如下：
一种聚丙烯酰胺污水处理剂，以重量组分计包括：聚合氯化铝35份，聚丙烯酰胺22份，石英砂（150目）6份，硅藻土3份，二甲基二烯丙基氯化铵5份，丙烯酰胺8份，脂肪胺1.2份，聚乙二醇20000.7份，聚山梨酯801.2份，EDTA0.3份，去离子水66份。
以上所述的污水处理剂的制备方法，按照以下步骤进行制备：
步骤一，按照重量份精确称取各组分；
步骤二，将二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、EDTA、聚乙二醇2000、聚山梨酯80和去离子水20份加入到反应釜中，搅拌混合均匀；
步骤三，在反应釜中通入氮气，在氮气保护的氛围中搅拌升温至46℃，加入脂肪胺，以90转/分钟进行搅拌混合均匀；
步骤四，将步骤三的混合物保持温度为46℃，搅拌反应3小时后，降至常温，得到中间物一；
步骤五，将聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、石英砂和硅藻土加入到剩余的去离子水中，常温下搅拌40分钟，得到中间物二；
步骤六，将中间物一与中间物二混合搅拌均匀，得到污水处理剂。
对以上对照例按照与实施例相同的污水处理方式进行污水处理，结果见表2。
表2对照例1-3处理污水后测试结果
| 测定项目 | 对照例1 | 对照例2 | 对照例3 |
| COD（mg/L） | 203 | 126 | 108 |
| SS（mg/L） | 186 | 98 | 90 |
| 色度（倍） | 96 | 62 | 49 |
从以上试验结果可以看出，中间物一与中间物二均有比较明显的污水处理能力，其中中间物二的处理能力更强，但是对照例3中为没有加入羟丙基甲基纤维素钠后的中间物一与中间物二混合后的处理污水能力，可以看出，虽然二者结合具有一定地增强污水处理能力的作用，但是与前文实施例3的测试结果相比，具有明显的劣势，分析原因可能因为羟丙基甲基纤维素钠的加入增强了中间物一与中间物二的融合性，同时增加了污水处理剂的粘附性，使得最终得到的污水处理剂能够更加有效的发挥作用。
对照例4
按照实施例3提供的方法进行污水处理剂的制备，其中不加入聚乙二醇2000，其他与实施例3相同，具体如下：
一种聚丙烯酰胺污水处理剂，以重量组分计包括：聚合氯化铝35份，聚丙烯酰胺22份，石英砂（150目）6份，硅藻土3份，二甲基二烯丙基氯化铵5份，丙烯酰胺8份，脂肪胺1.2份，聚山梨酯801.2份，EDTA0.3份，羟丙基甲基纤维素钠3份，去离子水66份。
以上所述的污水处理剂的制备方法，按照以下步骤进行制备：
步骤一，按照重量份精确称取各组分；
步骤二，将二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、EDTA、聚山梨酯80和去离子水20份加入到反应釜中，搅拌混合均匀；
步骤三，在反应釜中通入氮气，在氮气保护的氛围中搅拌升温至46℃，加入脂肪胺，以90转/分钟进行搅拌混合均匀；
步骤四，在步骤三的混合物中加入羟丙基甲基纤维素钠，保持温度为46℃，搅拌反应3小时后，降至常温，得到中间物一；
步骤五，将聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、石英砂和硅藻土加入到剩余的去离子水中，常温下搅拌40分钟，得到中间物二；
步骤六，将中间物一与中间物二混合搅拌均匀，得到污水处理剂。
对照例5
按照实施例3提供的方法进行污水处理剂的制备，其中不加入脂肪胺，其他与实施例3相同，具体如下：
一种聚丙烯酰胺污水处理剂，以重量组分计包括：聚合氯化铝35份，聚丙烯酰胺22份，石英砂（150目）6份，硅藻土3份，二甲基二烯丙基氯化铵5份，丙烯酰胺8份，聚乙二醇20000.7份，聚山梨酯801.2份，EDTA0.3份，羟丙基甲基纤维素钠3份，去离子水66份。
以上所述的污水处理剂的制备方法，按照以下步骤进行制备：
步骤一，按照重量份精确称取各组分；
步骤二，将二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、EDTA、聚乙二醇2000、聚山梨酯80和去离子水20份加入到反应釜中，搅拌混合均匀；
步骤三，在反应釜中通入氮气，在氮气保护的氛围中搅拌升温至46℃，以90转/分钟进行搅拌混合均匀；
步骤四，在步骤三的混合物中加入羟丙基甲基纤维素钠，保持温度为46℃，搅拌反应3小时后，降至常温，得到中间物一；
步骤五，将聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、石英砂和硅藻土加入到剩余的去离子水中，常温下搅拌40分钟，得到中间物二；
步骤六，将中间物一与中间物二混合搅拌均匀，得到污水处理剂。
对以上对照例4-5制备得到的污水处理剂按照与实施例相同的污水处理方式进行污水处理，结果见表3。
表3对照例4-5处理污水后测试结果
| 测定项目 | 对照例4 | 对照例5 |
| COD（mg/L） | 106 | 98 |
| SS（mg/L） | 58 | 82 |
| 色度（倍） | 9 | 31 |
从以上试验结果可以看出，对照例4在没有加入聚乙二醇2000后，污水处理剂处理污水后COD值相比实施例仍然比较高，因此可以说明，聚乙二醇2000的加入可以协助降低污水中的COD值，而由实际情况可以得知，聚乙二醇2000本身可以增强水体中的COD值，这里加入了聚乙二醇2000反而降低了COD，说明加入以后聚乙二醇2000与其他组分发生了一定的反应，使得污水处理剂可以更好地识别并降低水体中的COD，起到了协同增强作用的效果。
综合以上，本发明提供的污水处理剂可以高效率地降低污水中的COD、SS以及色度，起到净化水质的作用，同时本发明提供的污水处理剂制备工艺简单，应用方便，成本地，适合工业化生产和使用。
Claims (4)
1.一种聚丙烯酰胺污水处理剂的制备方法，其特征在于，污水处理剂以重量组分计包括：聚合氯化铝30-40份，聚丙烯酰胺15-25份，石英砂3-8份，硅藻土1-5份，二甲基二烯丙基氯化铵3-6份，丙烯酰胺5-10份，脂肪胺0.5-2份，聚乙二醇20000.5-1份，聚山梨酯0.8-1.5份，EDTA0.1-0.5份，羟丙基甲基纤维素钠1-5份，去离子水60-70份；按照以下步骤进行制备：
步骤一，按照重量份精确称取各组分；
步骤二，将二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、EDTA、聚乙二醇2000、聚山梨酯和去离子水10-20份加入到反应釜中，搅拌混合均匀；
步骤三，在反应釜中通入氮气，在氮气保护的氛围中搅拌升温至40-50℃，加入脂肪胺，搅拌混合均匀；
步骤四，在步骤三的混合物中加入羟丙基甲基纤维素钠，保持温度为40-50℃，搅拌反应2-4小时后，降至常温，得到中间物一；
步骤五，将聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、石英砂和硅藻土加入到剩余的去离子水中，常温下搅拌30-50分钟，得到中间物二；
步骤六，将中间物一与中间物二混合搅拌均匀，得到污水处理剂。
2.根据权利要求1所述的污水处理剂的制备方法，其特征在于，污水处理剂以重量组分计包括：聚合氯化铝33-38份，聚丙烯酰胺18-23份，石英砂5-7份，硅藻土2-4份，二甲基二烯丙基氯化铵4-6份，丙烯酰胺7-9份，脂肪胺0.8-1.5份，聚乙二醇20000.6-0.8份，聚山梨酯1-1.3份，EDTA0.2-0.4份，羟丙基甲基纤维素钠2-4份，去离子水65-68份。
3.根据权利要求1或2所述的污水处理剂的制备方法，其特征在于，石英砂粒径为100-200目。
4.根据权利要求1所述的污水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤三中搅拌混合的速度为80-100转/分钟。
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