CN106315804A - 一种利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阳离子型有机复合絮凝剂的制备方法，通过加入菌糠、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵溶液和引发剂在微波辐射下加热反应，制备得到阳离子型有机复合絮凝剂。本发明制作工艺简单，制备的阳离子型有机复合絮凝剂絮凝效果好，可用于工业废水和生活污水的处理，同时也对菌糠进行了资源化利用，变废为宝，降低了絮凝剂的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及絮凝剂领域，具体涉及一种利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法。
背景技术
菌糠是指以棉籽壳、锯木屑、稻草、玉米芯、甘蔗渣及多种农作物秸秆、工业废料(如酒糟、醋糟、造纸厂废液及制药厂黄浆废液等)为主要原料栽培食用菌后的废弃培养基，是食用菌菌丝残体及经食用菌酶解，结构发生质变的粗纤维等成分的复合物。上述原料主要含粗纤维、抗营养因子和少量蛋白质，这些原料作为培养基栽培食用菌后，通过食用菌菌体的生物固氮作用、酶解作用等一系列生物转化过程，粗蛋白质、粗脂肪含量有所提高，纤维素、半纤维素、木质素和抗营养因子等已被不同程度的降解，同时还产生了多种糖类、有机酸等。我国菌糠年产量约90万吨，除少量被用作畜禽饲料外，大部分当作废料而被浪费掉，很容易造成霉菌污染和害虫的滋生，给环境造成了很大的污染。
絮凝剂主要是带有正(负)电性的基团和水中带有负(正)电性的难于分离的一些粒子或者颗粒相互靠近，降低其电势，使其处于不稳定状态，并利用其聚合性质使得这些颗粒集中，并通过物理或者化学方法分离出来。目前在污水处理中絮凝剂的使用十分普遍，絮凝过程是污水处理工艺中不可缺少的关键环节，絮凝剂能有效清除污水中绝大部分的悬浮物质和胶体物质，以及降低水中的化学需氧量(COD)，对于净化水质值起到了非常重要的作用。
本发明涉及一种利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法。提供了一种菌糠资源化利用的方法，同时，制备了一种阳离子型有机复合絮凝剂，该絮凝剂对印染等工业废水具有较佳的处理效果。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法，步骤如下：
(1)称取废弃菌糠，在100～110℃干燥1～2小时后粉碎，过80目筛；
(2)往菌糠粉末中依次加入丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵溶液和引发剂，置于微波反应器中，在微波功率100～500W下控制温度60～70℃，搅拌反应0.5～2h，得阳离子型有机复合絮凝剂。
优选地，步骤(1)废弃菌糠是栽培各类食用菌后废弃的培养基，其中的食用菌包括平菇、鸡腿菇、滑子菇、姬松茸、木耳、金针菇、草菇、黑蘑菇、银耳、猴头菇、灵芝、黄菊菇中的一种或多种。
优选地，步骤(1)废弃菌糠的原培养基主要原料是农作物秸秆棉籽壳、稻草、木屑、甘蔗渣、玉米芯、麦秆中的一种或多种。
优选地，步骤(1)废弃菌糠的主要成分是粗纤维10～40％、木质素5～30％、粗蛋白5～20％、矿物质1～10％。
优选地，步骤(2)丙烯酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵溶液的质量比为0.05～0.2：1。
优选地，步骤(2)二甲基二烯丙基氯化铵溶液浓度为30～70％，二甲基二烯丙基氯化铵溶液与菌糠粉末质量比为1：0.2～1.5。
优选地，步骤(2)引发剂为水溶性偶氮类引发剂偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉中的一种或多种。
优选地，步骤(2)引发剂投加量为菌糠与二甲基二烯丙基氯化铵溶液总质量的0.01～0.2％。
优选地，步骤(2)反应温度控制在60～70℃，微波功率随温度控制在100～500W。
优选地，步骤(2)反应时间为0.5～2h。
本发明中采用的废弃菌糠的主要成分见表1。
表1废弃菌糠成分
本发明的有益效果：
(1)本发明利用废弃菌糠作为絮凝剂的原料之一，不仅使废弃菌糠得到了很好的资源化利用，变废为宝，而且大大的降低了絮凝剂的生产成本；
(2)本发明的阳离子型有机复合絮凝剂絮凝效果好、适用范围广，对各种生活污水和工业废水等都有较好的絮凝效果。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，现结合以下具体实施例做进一步说明。
实施例1
一种利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法，步骤如下：
(1)取废弃稻草菌糠，在105℃干燥1小时后粉碎，过80目筛，得菌糠粉末；
(2)称取20份菌糠粉末(按质量份计)，依次加入5份丙烯酰胺、100份30％二甲基二烯丙基氯化铵溶液和0.012份偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，置于微波反应器中，在微波功率100W下控制温度60℃，搅拌反应0.5h，得阳离子型有机复合絮凝剂。
实施例2
一种利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法，步骤如下：
(1)取废弃秸秆菌糠，在105℃干燥1小时后粉碎，过80目筛，得菌糠粉末；
(2)称取150份菌糠粉末(按质量份计)，依次加入20份丙烯酰胺、100份70％二甲基二烯丙基氯化铵溶液和0.24份偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，置于微波反应器中，在微波功率500W下控制温度70℃，搅拌反应2h，得阳离子型有机复合絮凝剂。
实施例3
一种利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法，步骤如下：
(1)取废弃秸秆菌糠，在105℃干燥1小时后粉碎，过80目筛，得菌糠粉末；
(2)称取20份菌糠粉末(按质量份计)，依次加入5份丙烯酰胺、100份30％二甲基二烯丙基氯化铵溶液和0.025份偶氮二异丙基咪唑啉，置于微波反应器中，在微波功率100W下控制温度60℃，搅拌反应0.5h，得阳离子型有机复合絮凝剂。
实施例4
一种利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法，步骤如下：
(1)取废弃木屑菌糠，在105℃干燥1小时后粉碎，过80目筛，得菌糠粉末；
(2)称取150份菌糠粉末(按质量份计)，依次加入20份丙烯酰胺、100份70％二甲基二烯丙基氯化铵溶液和0.5份偶氮二异丙基咪唑啉，置于微波反应器中，在微波功率500W下控制温度70℃，搅拌反应2h，得阳离子型有机复合絮凝剂。
对比例1
一种利用废弃稻草制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法，步骤如下：
(1)取稻草，在105℃干燥1小时后粉碎，过80目筛，得稻草粉末；
(2)称取20份稻草粉末(按质量份计)，依次加入5份丙烯酰胺、100份30％二甲基二烯丙基氯化铵溶液和0.012份偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，置于微波反应器中，在微波功率100W下控制温度60℃，搅拌反应0.5h，得对比型的阳离子型有机复合絮凝剂。
对比例2
无机絮凝剂：传统无机絮凝剂聚氯化铝(PAC)。
对比例3
有机絮凝剂：聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液。
取实施例1-4制备的阳离子型有机复合絮凝剂和对比例1～3的絮凝剂分别处理某印染洗水厂综合废水，处理的小试结果见表2。
如表2所示，随着絮凝剂用量的增加，印染废水的COD去除率和脱色率都呈增加趋势，其中阳离子型有机复合絮凝剂的处理效果显著，比单纯的无机絮凝剂和有机絮凝剂的处理效果都要好，同时也比用稻草秸秆在同等条件下制成的絮凝剂效果要好。当絮凝剂的加药量为3‰时，阳离子型有机复合絮凝剂的COD去除率最高达到89.88％，脱色率最高达到96.88％，对比例1、2和3的处理效果明显较差。经过实施例絮凝剂处理后的综合废水，从暗黄色浑浊液体中析出黄绿色沉淀，上清液呈透明；而单纯的无机絮凝剂、有机絮凝剂以及用稻草制成的絮凝剂处理后的废水上清液仍有淡黄色，说明絮凝不彻底。所以，本发明的阳离子型有机复合絮凝剂具有用量少、絮凝效果高的特点。
表2实施例和对比例的絮凝剂处理印染洗水厂综合废水的结果
Claims (10)
1.一种利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法，步骤如下：
(1)称取废弃菌糠，在100～110℃下干燥1～2小时后粉碎，过80目筛；
(2)往菌糠粉末中依次加入丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵溶液和引发剂，置于微波反应器中，在微波功率100～500W下控制温度60～70℃，搅拌反应0.5～2h，得到阳离子型有机复合絮凝剂。
2.根据权利要求1所述的利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法，其特征在于：步骤(1)中的废弃菌糠是栽培食用菌后废弃的培养基。
3.根据权利要求2所述的利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法，所述食用菌包括平菇、鸡腿菇、滑子菇、姬松茸、木耳、金针菇、草菇、黑蘑菇、银耳、猴头菇、灵芝、黄菊菇中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法，其特征在于：步骤(1)中废弃菌糠的原培养基主要原料是农作物秸秆棉籽壳、稻草、木屑、甘蔗渣、玉米芯、麦秆中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法，其特征在于：步骤(1)中废弃菌糠的主要成分是粗纤维10～40％、木质素5～30％、粗蛋白5～20％、矿物质1～10％。
6.根据权利要求1所述的利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法，其特征在于：步骤(2)中二甲基二烯丙基氯化铵溶液的浓度为30～70％。
7.根据权利要求1或6所述的利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法，其特征在于：步骤(2)中丙烯酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵溶液的质量比为0.05～0.2：1。
8.根据权利要求1或6所述的利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法，其特征在于：步骤(2)中二甲基二烯丙基氯化铵溶液与菌糠粉末质量比为1：0.2～1.5。
9.根据权利要求1所述的利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法，其特征在于：步骤(2)中引发剂为水溶性偶氮类引发剂偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉中的一种或多种。
10.根据权利要求1或6所述的利用废弃菌糠制备阳离子型有机复合絮凝剂的方法，其特征在于：步骤(2)中引发剂的投加量为菌糠粉末与二甲基二烯丙基氯化铵溶液总质量的0.01～0.2％。
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| CN101733075A (zh) * | 2008-11-07 | 2010-06-16 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种用于染料废水脱色的改性菌糠吸附剂的制备方法 |
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