CN105084501A - 利用植物冬青制备生物助凝剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天然植物助凝剂，该助凝剂组分配方为：按重量百分比计，1～10％的冬青植物大分子物质、0.2～2％的改性剂、其余为水。还提供一种天然植物助凝剂的制备方法。本发明的效果是天然植物助凝剂与铝盐、铁盐絮凝剂配合使用，可增加网捕微小悬浮颗粒的作用，形成的絮凝物矾花大，沉降迅速，大大降低絮凝剂的使用量。有效地解决了已有水处理过程的絮凝技术中存在的絮凝剂用量过大问题，提高了饮用水安全性。通过添加这种植物助凝剂能够使絮凝剂的使用量降低30～50％，能够达到或超过单独使用大量絮凝剂的絮凝效果。具有一定的应用价值，应用前景广阔。

Description

利用植物冬青制备生物助凝剂及其制备方法

技术领域

本发明是关于一种助凝剂及其制备方法，特别是关于一种利用植物冬青制备生物助凝剂及其制备方法。

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。

因此，当前新兴的植物絮凝剂研究已经引起人们的关注，它具有效果稳定、可植物降解、无二次污染、安全无害等优异的特性。目前由于植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。

发明内容

为解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种利用植物冬青制备生物助凝剂及其制备方法，通过对植物冬青进行改性研制而成的。本发明的另一目的是解决已有水处理过程中絮凝技术中存在的絮凝剂用量过大以及提高饮用水安全性问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种天然植物助凝剂，其中该助凝剂组分配方为：按重量百分比计，1～10％的冬青植物大分子物质、0.2～2％的改性剂、其余成分为水；所述改性剂有两种，改性剂1由市售的醋酸和硅酸钠按照10:1的比例复配而成，改性剂2由市售的氢氧化钠和氢氧化钾按照10:1的比例复配而成。

还提供一种天然植物助凝剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)采收加工处理：采收生长旺盛期及后期的冬青植物的叶和枝，进行风干处理，要求含水量≦3％，保存备用。

(2)粉碎提取处理：将风干保存的冬青植物使用粉碎机进行粉碎，粉碎粒度要求小于100目，从而获得冬青植物粉末。

(3)湿热改性处理：

将步骤(2)冬青植物粉末按照一定重量百分比置于盛有40～60℃温水的耐碱容器中，搅拌均匀，浸泡20～30分钟，得到混合的液体；

然后按照一定重量百分比向上述容器的液体中添加所述改性剂1，搅拌均匀后继续浸泡15～20分钟，得到完成第一次改性后的混合液体。

接着进行第二次改性，按照一定的重量百分比向上述完成第一次改性的容器中的液体添加改性剂2，搅拌均匀后继续浸泡20分钟，得到完成第二次改性后的混合液体；

(4)过滤处理：使用300目筛绢对完成第二次改性后的混合液进行过滤，取出液体中杂物，得到过滤后的液体，即为冬青助凝剂；

(5)密封保存：将冬青助凝剂封存于耐碱容器中，置于阴凉处保存。

本发明的效果是制备天然植物助凝剂的原材料为冬青植物，容易获得，加工工艺简单，该产品为天然植物大分子物质。与絮凝剂配合使用，可增加网捕微小悬浮颗粒的作用，形成的絮凝物矾花大，沉降迅速，大大降低絮凝剂的使用量。该产品具有用量少，适应PH范围广，不受水温影响，使用方便，安全无害，可自然降解等特点。该天然植物助凝剂不是一种絮凝剂，而是一种配合絮凝剂使用的助凝剂。通过反复试验证明，通过添加这种植物助凝剂能够使絮凝剂的使用量降低30～50％，并能达到或超过单独使用大量絮凝剂的絮凝效果。

具体实施方式

结合实施例对本发明的利用植物冬青制备生物助凝剂及其制备方法加以说明。

本发明的天然植物助凝剂，该助凝剂组分配方为：按重量百分比计，1～10％的冬青植物大分子物质、0.2～2％的改性剂、其余成分为水；所述改性剂有两种，改性剂1由市售的醋酸和硅酸钠按照10:1的比例复配而成，改性剂2由市售的氢氧化钠和氢氧化钾按照10:1的比例复配而成。

还提供一种天然植物助凝剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)采收加工处理：采收生长旺盛期及后期的冬青植物的叶和枝，进行风干处理，要求含水量≦3％，保存备用。

(2)粉碎提取处理：将风干保存的冬青植物使用粉碎机进行粉碎，粉碎粒度要求小于100目，从而获得冬青植物粉末。

(3)湿热改性处理：

将步骤(2)冬青植物粉末按照一定重量百分比置于盛有40～60℃温水的耐碱容器中，搅拌均匀，浸泡20～30分钟，得到混合的液体；

然后按照一定重量百分比向上述容器的液体中添加所述改性剂1，搅拌均匀后继续浸泡15～20分钟，得到完成第一次改性后的混合液体。

接着进行第二次改性，按照一定的重量百分比向上述完成第一次改性的容器中的液体添加改性剂2，搅拌均匀后继续浸泡20分钟，得到完成第二次改性后的混合液体；

(4)过滤处理：使用300目筛绢对完成第二次改性后的混合液进行过滤，取出液体中杂物，得到过滤后的液体，即为冬青助凝剂；

(5)密封保存：将冬青助凝剂封存于耐碱容器中，置于阴凉处保存.

本发明的天然植物助凝剂在应用时按以下步骤操作：

①首先通过实验室烧杯试验确定原水絮凝单独使用絮凝剂的最佳用量。

②然后，通过实验室烧杯试验确定植物助凝剂最佳用量，首先按照絮凝剂最佳使用量减半添加絮凝剂，1分钟后添加0.05～2.00mg/l不同浓度梯度植物助凝剂进行絮凝实验，确定植物助凝剂最佳用量。

③最后用植物助凝剂最佳用量与不同浓度梯度絮凝剂进行絮凝实验，确定絮凝剂与助凝剂的最佳配比。

在生产实际中参照上述试验确定的药剂使用量即可。

实施例1：

首先采收冬青植物的叶和枝，进行风干处理，要求含水量≦3％；然后将风干保存的冬青植物使用粉碎机进行粉碎，粉碎粒度要求小于100目，获得冬青植物粉末。称取冬青植物粉末2g置于盛有100ml的40～60℃温水的烧杯中，搅拌均匀，浸泡20～30分钟，得到混合的液体；然后向上述容器的液体中添加0.2g改性剂1，搅拌均匀后继续浸泡15～20分钟，而后向烧杯液体中添加0.4g改性剂2，搅拌均匀后继续浸泡20分钟；改性完成后，使用300目筛绢对完成第二次改性后的混合液进行过滤，取出液体中杂物，得到过滤后的液体，即为冬青助凝剂；密封后置于阴凉处保存备用.

应用实例1:

对某自来水厂原水进行絮凝处理，使用聚合氯化铝做絮凝剂，首先通过实验室烧杯试验确定原水絮凝单独使用聚合氯化铝的最佳使用量。如果最佳使用量为10mg/l，然后，通过实验室烧杯试验确定植物助凝剂最佳用量，首先按照单独使用铝盐的最佳铝盐使用量减半添加铝盐5mg/l，然后添加0.05～2.00mg/l不同浓度梯度植物助凝剂，确定植物助凝剂最佳用量。如果植物助凝剂最佳用量为1mg/l，再与不同浓度梯度絮凝剂进行絮凝实验，确定絮凝剂与助凝剂的最佳配比。如果聚合氯化铝用量为6mg/l，植物助凝剂用量1mg/l时絮凝效果最好，生产实际中参照上述试验结果对水体进行絮凝处理，即可达到良好的絮凝效果。

通过添加植物助凝剂，使原水絮凝处理铝盐的施用量减少40％，减少了水体中残留的铝，同时能够有效地减弱因大量使用铝盐给水体造成的二次污染，增强了沉淀物的自然降解能力。

实施例2：

首先采收冬青植物的叶和枝，进行风干处理，要求含水量≦3％；然后将风干保存的冬青植物使用粉碎机进行粉碎，粉碎粒度要求小于100目，获得冬青植物粉末。称取冬青植物粉末4g置于盛有100ml的40～60℃温水的烧杯中，搅拌均匀，浸泡20～30分钟，得到混合的液体；然后向上述容器的液体中添加0.4g改性剂1，搅拌均匀后继续浸泡15～20分钟，而后向烧杯液体中添加0.8g改性剂2，搅拌均匀后继续浸泡20分钟；改性完成后，使用300目筛绢对完成第二次改性后的混合液进行过滤，取出液体中杂物，得到过滤后的液体，即为冬青助凝剂；密封后置于阴凉处保存备用.

应用实例2:

对某自来水厂原水进行絮凝处理，使用聚合硫酸铁做絮凝剂，首先通过实验室烧杯试验确定原水絮凝单独使用聚合硫酸铁的最佳使用量。如果最佳使用量为8mg/l，然后，通过实验室烧杯试验确定植物助凝剂最佳用量，首先按照单独使用聚合硫酸铁的最佳使用量减半添加聚合硫酸铁4mg/l，然后添加0.05～2.00mg/l不同浓度梯度植物助凝剂，确定植物助凝剂最佳用量。如果植物助凝剂最佳用量为0.8mg/l，再与不同浓度梯度絮凝剂进行絮凝实验，确定絮凝剂与助凝剂的最佳配比。如果聚合硫酸铁用量为5mg/l，植物助凝剂用量0.8mg/l时絮凝效果最好，生产实际中参照上述试验结果对水体进行絮凝处理，即可达到良好的絮凝效果。

通过添加植物助凝剂，使原水絮凝处理聚合硫酸铁的使用量减少37.5％，同时能够有效地减弱因大量使用聚合硫酸铁给水体造成的二次污染，增强了沉淀物的自然降解能力。

实施例3：

首先采收冬青植物的叶和枝，进行风干处理，要求含水量≦3％；然后将风干保存的冬青植物使用粉碎机进行粉碎，粉碎粒度要求小于100目，获得冬青植物粉末。称取冬青植物粉末10g置于盛有1000ml的40～60℃温水的烧杯中，搅拌均匀，浸泡20～30分钟，得到混合的液体；然后向上述容器的液体中添加2g改性剂1，搅拌均匀后继续浸泡15～20分钟，而后向烧杯液体中添加4g改性剂2，搅拌均匀后继续浸泡20分钟；改性完成后，使用300目筛绢对完成第二次改性后的混合液进行过滤，取出液体中杂物，得到过滤后的液体，即为冬青助凝剂；密封后置于阴凉处保存备用.

应用实例3:

对某厂海水进行絮凝处理，使用聚合硫酸铁做絮凝剂，首先通过实验室烧杯试验确定污水絮凝单独使用聚合硫酸铁的最佳使用量。如果最佳使用量为30mg/l，然后，通过实验室烧杯试验确定植物助凝剂最佳用量，首先按照单独使用聚合硫酸铁的最佳使用量减半添加聚合硫酸铁15mg/l，然后添加0.50～3.00mg/l不同浓度梯度植物助凝剂，确定植物助凝剂最佳用量。如果植物助凝剂最佳用量为1.80mg/l，再与不同浓度梯度絮凝剂进行絮凝实验，确定絮凝剂与助凝剂的最佳配比。如果聚合硫酸铁用量为15mg/l，植物助凝剂用量1.80mg/l时絮凝效果最好，生产实际中参照上述试验结果对水体进行絮凝处理，即可达到良好的絮凝效果。

通过添加植物助凝剂，使海水絮凝处理聚合硫酸铁的使用量减少50％，同时能够有效地减弱因大量使用聚合硫酸铁给水体造成的二次污染，增强了沉淀物的自然降解能力。

Claims (4)

1.一种天然植物助凝剂，其特征是：该助凝剂组分配方为：按重量百分比计，1～10％的冬青植物大分子物质、0.2～2％的改性剂、其余成分为水。

2.根据权利要求1所述的天然植物助凝剂，其特征是：所述冬青植物大分子物质是将天然冬青植物风干、粉碎、水提浸泡获得。

3.根据权利要求1所述天然植物助凝剂，所述改性剂包括有两种，改性剂1为市售的醋酸和硅酸钠复配而成，改性剂2为市售的氢氧化钠和氢氧化钾复配而成。

4.根据权利要求1所述天然植物助凝剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)采收加工处理：采收生长旺盛期及后期的冬青植物的叶和枝，进行风干处理，要求含水量≦3％，保存备用；

(2)粉碎提取处理：将风干保存的冬青植物使用粉碎机进行粉碎，粉碎粒度要求小于100目，从而获得冬青植物粉末；

(3)湿热改性处理：

将步骤(2)冬青植物粉末按照一定重量百分比置于盛有40～60℃温水的耐碱容器中，搅拌均匀，浸泡20～30分钟，得到混合的液体；

然后按照一定重量百分比向上述容器的液体中添加所述改性剂1，搅拌均匀后继续浸泡15～20分钟，得到完成第一次改性后的混合液体；

接着进行第二次改性，按照一定的重量百分比向上述完成第一次改性的容器中的液体添加改性剂2，搅拌均匀后继续浸泡20分钟，得到完成第二次改性后的混合液体；

(4)过滤处理：使用300目筛绢对完成第二次改性后的混合液进行过滤，取出液体中杂物，得到过滤后的液体，即为冬青助凝剂；

(5)密封保存：将冬青助凝剂封存于耐碱容器中，置于阴凉处保存。