CN106865647A - 一种适用于食品工业污水的处理剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于食品工业污水的处理剂及其制备方法，其以脲醛树脂、甲基丙烯酸叔丁酯、羧甲基淀粉钠为主要成分，通过加入聚铝硅氧烷、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺、十二烷基二甲基苄基氯化铵、三乙醇胺、丙烯酰基吗啉、硼砂、硫酸铁、没食子酸、木聚糖酶、黄孢原毛平革菌菌粉、引发剂、偶联剂，辅以超声处理、高温煅烧、混合球磨、高温搅拌、喷洒造粒、低温干燥等工艺，使得制备而成的处理剂可以显著降低食品加工污水的COD、BOD、SS、氨氮值，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。

Description

一种适用于食品工业污水的处理剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及污水综合处理技术领域，特别涉及一种适用于食品工业污水的处理剂及其制备方法。

背景技术

食品工业原料广泛，制品种类繁多，加工过程要使用大量水，因此有很多废物作为污水的形式排放。排出污水的水量、水质差异很大。其中污水中主要污染物有：漂浮在污水中固体物质，如菜叶、果皮、碎肉、禽羽等；悬浮在污水中的物质有食品加工、蛋白质、淀粉、胶体物质等；溶解在污水中的酸、碱、盐、糖类等；原料夹带的泥砂及其他有机物等；致病菌、病毒等。

目前，处理食品工业污水主要有物理、化学、生物等多种方法。物理方法即通过物理分离作用回收污水中的不溶解的悬浮污染物，这种方式可分为重力分离、离心分离等，方法虽然简单，但是只能做基础处理，处理不完全，多存在处理效果不佳、处理率不稳定问题。生物处理法是通过微生物的代谢作用使污水中溶解、胶体和悬浮状态的有机污染物转化为稳定的无害物。但该方法设备投资大，运行成本高，而且难以去除重金属离子，冬季也不适宜操作，不适宜推广使用。

因此，目前多采用化学方法，化学方法是用投放的化学试剂处理污染物，包括中和、絮凝、氧化还原等反应，这种方式处理污水较为彻底，处理后能够达到排放标准；而污水处理剂则是污水化学处理法的主要原料。现有的污水处理剂按照作用方式可分为以下几类：絮凝剂：可以有效的将顽固物质从液体中分离出来，常常用在初沉池、二沉池、三级处理或深度处理等工艺环节中，主要使用的是聚丙烯酰胺。助凝剂：辅助絮凝剂发挥作用，加强混凝效果。调理剂：对脱水前剩余污泥进行调理。破乳剂：主要是应用在含油污水预处理中。消泡剂：主要是用于消除曝气或搅拌过程中产生的大量气泡。氧化还原剂：主要应用于含有氧化物质或还原物质的污水处理。消毒剂：应用于污水排放或回用前的消毒处理中。此外还有除臭剂、PH调节剂等。现在主要使用的污水处理剂功能单一，因此必须在水处理系统中分别投加絮凝剂、缓蚀剂、杀菌剂等多种药剂，处理工艺流程复杂、设备多、操作过程繁杂、药剂投加量大、费用多，而且多种试剂之间会通过各种化学反应相互抵抗，致使药效降低。

因此，污水处理剂的研发需要向着更高层次、更多领域迈进。未来污水处理剂的专用性要提升，让用户可以根据行业分类进行选择，避免选择错误导致使用效果不佳。还需要研发多功能污水处理剂，通过添加生物酶、菌粉等措施，使化学处理剂能够综合生物处理剂的优点，扩展污水处理剂的使用范围。同时，研制绿色污水处理剂也是未来发展的必然趋势，降低药剂使用产生的污染，最终达到零污染产生的目标。然而，目前该方面的研究尚不够充分，相关产品也远远没有达到市场的需求，给我国的污水处理工业的快速发展带来了不小的挑战。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种适用于食品工业污水的处理剂，通过采用特定的原料进行组合，配合特定的生产工艺，使得制备而成的处理剂可以显著降低食品加工污水的COD、BOD、SS、氨氮值，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种适用于食品工业污水的处理剂，由下列重量份的原料制成：脲醛树脂60-70份、甲基丙烯酸叔丁酯55-65份、羧甲基淀粉钠40-50份、聚铝硅氧烷20-30份、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺15-19份、十二烷基二甲基苄基氯化铵12-16份、三乙醇胺8-10份、丙烯酰基吗啉6-8份、硼砂4-6份、硫酸铁4-6份、没食子酸2-4份、木聚糖酶2-4份、黄孢原毛平革菌菌粉1-3份、引发剂3-5份、偶联剂3-5份。

优选地，所述引发剂选自过氧化苯甲酰、亚硫酸氢钠、聚氧乙烯中的任意一种。

优选地，所述偶联剂选自1，3-二环己基碳二亚胺、双-3-三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物、3-四甲基铵四氟硼酸盐中的任意一种。

所述的适用于食品工业污水的处理剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将脲醛树脂、甲基丙烯酸叔丁酯、羧甲基淀粉钠、聚铝硅氧烷、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺、十二烷基二甲基苄基氯化铵加入质量8～10倍的无水乙醇，在85～90℃下超声处理45～50 min，超声功率为800～900 W，得超声处理混合物；

（2）将硼砂、硫酸铁充分混合，先于85～95℃下干燥6 h，再于450～500℃下煅烧2 h，得煅烧处理混合物；

（3）将超声处理混合物与煅烧处理混合物混合，加入球磨机，再加入三乙醇胺，混合均匀后球磨至细度小于35μm，得球磨混合物；

（4）向球磨混合物中加入丙烯酰基吗啉、引发剂、偶联剂，混合均匀后微波处理15～20min，随后加入反应釜中，升温至150～180℃，以350 rpm的转速搅拌25～35 min，冷却至室温后加入没食子酸、木聚糖酶、黄孢原毛平革菌菌粉，得中间混合物；

（5）按照每克中间混合物喷洒蒸馏水0.1 ml的标准进行喷洒操作，然后加入造粒机进行造粒，粒径为2 mm，再将造粒所得颗粒在烘箱中低温干燥，出料后得成品处理剂。

优选地，所述步骤（4）中的微波频率为2250 MHz，微波功率为60 W，微波处理时间为20 min。

优选地，所述步骤（5）中，干燥温度为40～50℃，干燥时间为90 min。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

（1）本发明的适用于食品工业污水的处理剂以脲醛树脂、甲基丙烯酸叔丁酯、羧甲基淀粉钠为主要成分，通过加入聚铝硅氧烷、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺、十二烷基二甲基苄基氯化铵、三乙醇胺、丙烯酰基吗啉、硼砂、硫酸铁、没食子酸、木聚糖酶、黄孢原毛平革菌菌粉、引发剂、偶联剂，辅以超声处理、高温煅烧、混合球磨、高温搅拌、喷洒造粒、低温干燥等工艺，使得制备而成的处理剂可以显著降低食品加工污水的COD、BOD、SS、氨氮值，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。

（2）本发明的适用于食品工业污水的处理剂原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。

具体实施方式

下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

按照重量份称取脲醛树脂60份、甲基丙烯酸叔丁酯55份、羧甲基淀粉钠40份、聚铝硅氧烷20份、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺15份、十二烷基二甲基苄基氯化铵12份、三乙醇胺8份、丙烯酰基吗啉6份、硼砂4份、硫酸铁4份、没食子酸2份、木聚糖酶2份、黄孢原毛平革菌菌粉1份、过氧化苯甲酰3份、1，3-二环己基碳二亚胺3份；

（1）将脲醛树脂、甲基丙烯酸叔丁酯、羧甲基淀粉钠、聚铝硅氧烷、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺、十二烷基二甲基苄基氯化铵加入质量8倍的无水乙醇，在85℃下超声处理45 min，超声功率为800 W，得超声处理混合物；

（2）将硼砂、硫酸铁充分混合，先于85℃下干燥6 h，再于450℃下煅烧2 h，得煅烧处理混合物；

（3）将超声处理混合物与煅烧处理混合物混合，加入球磨机，再加入三乙醇胺，混合均匀后球磨至细度小于35μm，得球磨混合物；

（4）向球磨混合物中加入丙烯酰基吗啉、过氧化苯甲酰、1，3-二环己基碳二亚胺，混合均匀后微波处理20 min，其中微波频率为2250 MHz，微波功率为60 W，随后加入反应釜中，升温至150℃，以350 rpm的转速搅拌25 min，冷却至室温后加入没食子酸、木聚糖酶、黄孢原毛平革菌菌粉，得中间混合物；

（5）按照每克中间混合物喷洒蒸馏水0.1 ml的标准进行喷洒操作，然后加入造粒机进行造粒，粒径为2 mm，再将造粒所得颗粒在烘箱中低温干燥，干燥温度为40℃，干燥时间为90 min，出料后得成品处理剂。

制得的适用于食品工业污水的处理剂的使用效果测试结果如表1所示。

实施例2

按照重量份称取脲醛树脂65份、甲基丙烯酸叔丁酯60份、羧甲基淀粉钠45份、聚铝硅氧烷25份、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺17份、十二烷基二甲基苄基氯化铵14份、三乙醇胺9份、丙烯酰基吗啉7份、硼砂5份、硫酸铁5份、没食子酸3份、木聚糖酶3份、黄孢原毛平革菌菌粉2份、亚硫酸氢钠4份、双-3-三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物4份；

（1）将脲醛树脂、甲基丙烯酸叔丁酯、羧甲基淀粉钠、聚铝硅氧烷、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺、十二烷基二甲基苄基氯化铵加入质量9倍的无水乙醇，在88℃下超声处理47 min，超声功率为850 W，得超声处理混合物；

（2）将硼砂、硫酸铁充分混合，先于90℃下干燥6 h，再于475℃下煅烧2 h，得煅烧处理混合物；

（3）将超声处理混合物与煅烧处理混合物混合，加入球磨机，再加入三乙醇胺，混合均匀后球磨至细度小于35μm，得球磨混合物；

（4）向球磨混合物中加入丙烯酰基吗啉、亚硫酸氢钠、双-3-三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物，混合均匀后微波处理20 min，其中微波频率为2250 MHz，微波功率为60 W，随后加入反应釜中，升温至165℃，以350 rpm的转速搅拌30 min，冷却至室温后加入没食子酸、木聚糖酶、黄孢原毛平革菌菌粉，得中间混合物；

（5）按照每克中间混合物喷洒蒸馏水0.1 ml的标准进行喷洒操作，然后加入造粒机进行造粒，粒径为2 mm，再将造粒所得颗粒在烘箱中低温干燥，干燥温度为45℃，干燥时间为90 min，出料后得成品处理剂。

制得的适用于食品工业污水的处理剂的使用效果测试结果如表1所示。

实施例3

按照重量份称取脲醛树脂70份、甲基丙烯酸叔丁酯65份、羧甲基淀粉钠50份、聚铝硅氧烷30份、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺19份、十二烷基二甲基苄基氯化铵16份、三乙醇胺10份、丙烯酰基吗啉8份、硼砂6份、硫酸铁6份、没食子酸4份、木聚糖酶4份、黄孢原毛平革菌菌粉3份、聚氧乙烯5份、3-四甲基铵四氟硼酸盐5份；

（1）将脲醛树脂、甲基丙烯酸叔丁酯、羧甲基淀粉钠、聚铝硅氧烷、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺、十二烷基二甲基苄基氯化铵加入质量10倍的无水乙醇，在90℃下超声处理50min，超声功率为900W，得超声处理混合物；

（2）将硼砂、硫酸铁充分混合，先于95℃下干燥6 h，再于500℃下煅烧2 h，得煅烧处理混合物；

（3）将超声处理混合物与煅烧处理混合物混合，加入球磨机，再加入三乙醇胺，混合均匀后球磨至细度小于35μm，得球磨混合物；

（4）向球磨混合物中加入丙烯酰基吗啉、聚氧乙烯、3-四甲基铵四氟硼酸盐，混合均匀后微波处理20 min，其中微波频率为2250 MHz，微波功率为60 W，随后加入反应釜中，升温至180℃，以350 rpm的转速搅拌35 min，冷却至室温后加入没食子酸、木聚糖酶、黄孢原毛平革菌菌粉，得中间混合物；

（5）按照每克中间混合物喷洒蒸馏水0.1 ml的标准进行喷洒操作，然后加入造粒机进行造粒，粒径为2 mm，再将造粒所得颗粒在烘箱中低温干燥，干燥温度为50℃，干燥时间为90 min，出料后得成品处理剂。

制得的适用于食品工业污水的处理剂的使用效果测试结果如表1所示。

实施例4

按照重量份称取脲醛树脂70份、甲基丙烯酸叔丁酯55份、羧甲基淀粉钠50份、聚铝硅氧烷20份、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺19份、十二烷基二甲基苄基氯化铵12份、三乙醇胺10份、丙烯酰基吗啉6份、硼砂6份、硫酸铁4份、没食子酸4份、木聚糖酶2份、黄孢原毛平革菌菌粉3份、过氧化苯甲酰3份、3-四甲基铵四氟硼酸盐5份；

（1）将脲醛树脂、甲基丙烯酸叔丁酯、羧甲基淀粉钠、聚铝硅氧烷、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺、十二烷基二甲基苄基氯化铵加入质量8倍的无水乙醇，在90℃下超声处理45 min，超声功率为900 W，得超声处理混合物；

（2）将硼砂、硫酸铁充分混合，先于85℃下干燥6 h，再于500℃下煅烧2 h，得煅烧处理混合物；

（3）将超声处理混合物与煅烧处理混合物混合，加入球磨机，再加入三乙醇胺，混合均匀后球磨至细度小于35μm，得球磨混合物；

（4）向球磨混合物中加入丙烯酰基吗啉、过氧化苯甲酰、3-四甲基铵四氟硼酸盐，混合均匀后微波处理20 min，其中微波频率为2250 MHz，微波功率为60 W，随后加入反应釜中，升温至150℃，以350 rpm的转速搅拌35 min，冷却至室温后加入没食子酸、木聚糖酶、黄孢原毛平革菌菌粉，得中间混合物；

（5）按照每克中间混合物喷洒蒸馏水0.1 ml的标准进行喷洒操作，然后加入造粒机进行造粒，粒径为2 mm，再将造粒所得颗粒在烘箱中低温干燥，干燥温度为40℃，干燥时间为90 min，出料后得成品处理剂。

制得的适用于食品工业污水的处理剂的使用效果测试结果如表1所示。

对比例1

按照重量份称取脲醛树脂65份、甲基丙烯酸叔丁酯60份、羧甲基淀粉钠45份、聚铝硅氧烷25份、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺17份、十二烷基二甲基苄基氯化铵14份、三乙醇胺9份、丙烯酰基吗啉7份、硼砂5份、硫酸铁5份、木聚糖酶3份、黄孢原毛平革菌菌粉2份、亚硫酸氢钠4份、双-3-三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物4份；

（1）将脲醛树脂、甲基丙烯酸叔丁酯、羧甲基淀粉钠、聚铝硅氧烷、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺、十二烷基二甲基苄基氯化铵加入质量9倍的无水乙醇，在88℃下超声处理47 min，超声功率为850 W，得超声处理混合物；

（2）将硼砂、硫酸铁充分混合，先于90℃下干燥6 h，再于475℃下煅烧2 h，得煅烧处理混合物；

（3）将超声处理混合物与煅烧处理混合物混合，加入球磨机，再加入三乙醇胺，混合均匀后球磨至细度小于35μm，得球磨混合物；

（4）向球磨混合物中加入丙烯酰基吗啉、亚硫酸氢钠、双-3-三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物，混合均匀后微波处理20 min，其中微波频率为2250 MHz，微波功率为60 W，随后加入反应釜中，升温至165℃，以350 rpm的转速搅拌30 min，冷却至室温后加入木聚糖酶、黄孢原毛平革菌菌粉，得中间混合物；

（5）按照每克中间混合物喷洒蒸馏水0.1 ml的标准进行喷洒操作，然后加入造粒机进行造粒，粒径为2 mm，再将造粒所得颗粒在烘箱中低温干燥，干燥温度为45℃，干燥时间为90 min，出料后得成品处理剂。

制得的适用于食品工业污水的处理剂的使用效果测试结果如表1所示。

对比例2

按照重量份称取脲醛树脂70份、甲基丙烯酸叔丁酯55份、羧甲基淀粉钠50份、聚铝硅氧烷20份、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺19份、十二烷基二甲基苄基氯化铵12份、三乙醇胺10份、丙烯酰基吗啉6份、硫酸铁4份、没食子酸4份、黄孢原毛平革菌菌粉3份、过氧化苯甲酰3份、3-四甲基铵四氟硼酸盐5份；

（1）将脲醛树脂、甲基丙烯酸叔丁酯、羧甲基淀粉钠、聚铝硅氧烷、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺、十二烷基二甲基苄基氯化铵加入质量8倍的无水乙醇，在90℃下超声处理45 min，超声功率为900 W，得超声处理混合物；

（2）将硫酸铁先于85℃下干燥6 h，再于500℃下煅烧2 h，得煅烧处理混合物；

（3）将超声处理混合物与煅烧处理混合物混合，加入球磨机，再加入三乙醇胺，混合均匀后球磨至细度小于35μm，得球磨混合物；

（4）向球磨混合物中加入丙烯酰基吗啉、过氧化苯甲酰、3-四甲基铵四氟硼酸盐，混合均匀后微波处理20 min，其中微波频率为2250 MHz，微波功率为60 W，随后加入反应釜中，升温至150℃，以350 rpm的转速搅拌35 min，冷却至室温后加入没食子酸、黄孢原毛平革菌菌粉，得中间混合物；

（5）按照每克中间混合物喷洒蒸馏水0.1 ml的标准进行喷洒操作，然后加入造粒机进行造粒，粒径为2 mm，再将造粒所得颗粒在烘箱中低温干燥，干燥温度为40℃，干燥时间为90 min，出料后得成品处理剂。

制得的适用于食品工业污水的处理剂的使用效果测试结果如表1所示。

将实施例1-4和对比例1-2的适用于食品工业污水的处理剂分别对食品加工污水（COD、BOD、SS、氨氮值分别为695mg/L、280mg/L、98mg/L、45mg/L）处理后测定污水的COD、BOD、SS、氨氮这几项指标，结果显示完全达到一级A排放标准。

表1

	COD（mg/L）	BOD（mg/L）	SS（mg/L）	氨氮（mg/L）
					实施例1	28	6.4	5.1	2.8
实施例2	21	5.0	3.8	2.2
					实施例3	23	5.2	4.0	2.5
实施例4	25	6.2	4.5	2.7
					对比例1	35	7.9	6.7	3.4
对比例2	46	8.2	7.3	3.6

本发明的适用于食品工业污水的处理剂以脲醛树脂、甲基丙烯酸叔丁酯、羧甲基淀粉钠为主要成分，通过加入聚铝硅氧烷、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺、十二烷基二甲基苄基氯化铵、三乙醇胺、丙烯酰基吗啉、硼砂、硫酸铁、没食子酸、木聚糖酶、黄孢原毛平革菌菌粉、引发剂、偶联剂，辅以超声处理、高温煅烧、混合球磨、高温搅拌、喷洒造粒、低温干燥等工艺，使得制备而成的处理剂可以显著降低食品加工污水的COD、BOD、SS、氨氮值，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的适用于食品工业污水的处理剂原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种适用于食品工业污水的处理剂，其特征在于：由下列重量份的原料制成：脲醛树脂60-70份、甲基丙烯酸叔丁酯55-65份、羧甲基淀粉钠40-50份、聚铝硅氧烷20-30份、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺15-19份、十二烷基二甲基苄基氯化铵12-16份、三乙醇胺8-10份、丙烯酰基吗啉6-8份、硼砂4-6份、硫酸铁4-6份、没食子酸2-4份、木聚糖酶2-4份、黄孢原毛平革菌菌粉1-3份、引发剂3-5份、偶联剂3-5份。

2.根据权利要求1所述的适用于食品工业污水的处理剂，其特征在于：所述引发剂选自过氧化苯甲酰、亚硫酸氢钠、聚氧乙烯中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的适用于食品工业污水的处理剂，其特征在于：所述偶联剂选自1，3-二环己基碳二亚胺、 双-3-三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物、3-四甲基铵四氟硼酸盐中的任意一种。

4.根据权利要求1～3任一所述的适用于食品工业污水的处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将脲醛树脂、甲基丙烯酸叔丁酯、羧甲基淀粉钠、聚铝硅氧烷、高氮聚异丁烯丁二酰亚胺、十二烷基二甲基苄基氯化铵加入质量8～10倍的无水乙醇，在85～90℃下超声处理45～50 min，超声功率为800～900 W，得超声处理混合物；

（2）将硼砂、硫酸铁充分混合，先于85～95℃下干燥6 h，再于450～500℃下煅烧2 h，得煅烧处理混合物；

（3）将超声处理混合物与煅烧处理混合物混合，加入球磨机，再加入三乙醇胺，混合均匀后球磨至细度小于35μm，得球磨混合物；

（4）向球磨混合物中加入丙烯酰基吗啉、引发剂、偶联剂，混合均匀后微波处理15～20min，随后加入反应釜中，升温至150～180℃，以350 rpm的转速搅拌25～35 min，冷却至室温后加入没食子酸、木聚糖酶、黄孢原毛平革菌菌粉，得中间混合物；

（5）按照每克中间混合物喷洒蒸馏水0.1 ml的标准进行喷洒操作，然后加入造粒机进行造粒，粒径为2 mm，再将造粒所得颗粒在烘箱中低温干燥，出料后得成品处理剂。

5.根据权利要求4所述的适用于食品工业污水的处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的微波频率为2250 MHz，微波功率为60 W，微波处理时间为20 min。

6.根据权利要求4所述的适用于食品工业污水的处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，干燥温度为40～50℃，干燥时间为90 min。