CN109319909A - 改性淀粉絮凝剂的制备方法及其产品和应用 - Google Patents

改性淀粉絮凝剂的制备方法及其产品和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109319909A
CN109319909A CN201811391925.8A CN201811391925A CN109319909A CN 109319909 A CN109319909 A CN 109319909A CN 201811391925 A CN201811391925 A CN 201811391925A CN 109319909 A CN109319909 A CN 109319909A
Authority
CN
China
Prior art keywords
starch
polymer
modified starch
flocculant
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811391925.8A
Other languages
English (en)
Inventor
何丹农
代卫国
童琴
胡丹
赵昆峰
阳靖峰
金彩虹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd filed Critical Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Priority to CN201811391925.8A priority Critical patent/CN109319909A/zh
Publication of CN109319909A publication Critical patent/CN109319909A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/16—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from metallurgical processes, i.e. from the production, refining or treatment of metals, e.g. galvanic wastes

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

本发明涉及一种改性淀粉絮凝剂的制备方法及其产品和应用，以硝酸铈铵为引发剂，将淀粉与丙烯腈接枝共聚生成聚合物；以盐酸羟胺为还原剂，将聚合物上的腈基还原为氨基，得到改性淀粉絮凝剂。与现有技术相比，本发明中使用的淀粉来源广，价格低廉，并且产物可以完全被生物降解，因此不会对环境造成二次污染。将淀粉改性后，其活性基团大大增加，聚合物呈枝化结构，因而对悬浮体系中颗粒物有更强的网捕与吸附架桥能力。具有絮凝效果好，沉降速度快，制备简单，安全环保等优点。

Description

改性淀粉絮凝剂的制备方法及其产品和应用
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体是一种改性淀粉絮凝剂的制备方法及其产品和应用。
背景技术
随着水环境污染的加剧，近年来工业水处理技术有了很大的发展。目前水处理的方法有多种，如吸附、化学氧化、电渗析、生化、离子交换等，但絮凝沉淀法仍是一种较为有效的预处理方法。该方法处理工艺简单，占地面积少，处理速度快。处理成本相对较低。而改性淀粉絮凝剂作为天然高分子碳水化合物改性而得的水处理剂，它对环境无毒无害，且其处理残渣易被微生物降解。因此，不会对环境造成二次污染。有着广阔的应用前景。
改性后的天然高分子絮凝剂与合成有机高分子絮凝剂相比，具有选择性大、无毒、价廉等显著特点。在众多天然改性高分子絮凝剂中，淀粉改性絮凝剂的研究、开发尤为引人注目。因为淀粉来源广，价格低廉，并且产物完全可被生物降解，因此，改性淀粉絮凝剂的研制开发呈现出明显的增长势头，美、日、英等国家在废水处理中已开始使用淀粉衍生物絮凝剂，近几年，我国研究淀粉衍生物作为水处理絮凝剂也已取得了较大的进展。
淀粉分子带有很多羟基，通过这些羟基的醚化、氧化、酯化、交联、接枝共聚等化学改性，其活性基团大大增加，聚合物呈枝化结构，分散了絮凝基团，因而对悬浮体系中颗粒物有更强的捕捉与促沉作用。改性淀粉絮凝剂性质比较稳定，能够进行生物降解，不会对环境造成二次污染，从而减轻污水后续处理的压力。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种改性淀粉絮凝剂的制备方法。
本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的改性淀粉絮凝剂产品。
本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。
本发明目的通过下述方案实现：一种改性淀粉絮凝剂的制备方法，其特征在于先将淀粉与丙烯腈接枝共聚，然后将聚合物上的腈基还原为氨基，具体步骤如下：
一种改性淀粉絮凝剂的制备方法，其特征在于，先将淀粉与丙烯腈接枝共聚，然后将聚合物上的腈基还原为氨基，包括如下步骤：
（1）淀粉与丙烯腈接枝共聚生成聚合物
将淀粉和蒸馏水按一定比例置于三口烧瓶中，使淀粉、蒸馏水的质量比为1：（10~20），水浴加热并充分搅拌至糊化，然后，加入丙烯腈，搅拌混合均匀后再加入引发剂硝酸铈铵，持续搅拌反应一段时候后得到聚合物，其中，淀粉与丙烯腈的质量比为1：（1~2）；淀粉与硝酸铈铵的质量比为（20~30）：1；
（2）将聚合物上的腈基还原为氨基
量取（1）中的聚合物于三口烧瓶中，加入还原剂盐酸羟胺，使聚合物与盐酸羟胺的质量比为 1：（10~15），在一定温度下搅拌反应一段时间后，用氢氧化钠溶液调节pH至中性，得到改性淀粉絮凝剂。
在上述方案基础上，步骤（1）中糊化反应的工艺条件为在（60~80）℃下反应（1~2）h。
步骤（1）中聚合反应时间为（2-5）h。
步骤（2）中还原反应的工艺条件为在（70~90）℃下反应（12~24）h。
步骤（2）中pH范围为6~8。
本发明提供一种改性淀粉絮凝剂，根据上述任一所述方法制备得到。
本发明提供一种改性淀粉絮凝剂对钢铁废水进行处理的应用。
本发明中先将淀粉与丙烯腈接枝共聚，使淀粉的活性基团大大增加，因而对悬浮体系中颗粒物有更强的网捕能力和吸附架桥能力，从而使体系中的微粒脱稳、絮凝而加快沉降速度。然后将聚合物上的腈基还原为氨基，能对金属离子进行螯合沉降，从而进一步加强对重金属离子的絮凝效果。
淀粉是一种天然的有机高分子物质，来源广，价格低廉，无毒无害，并且产物完全可被生物降解。将淀粉与丙烯腈接枝共聚后，其活性基团大大增加，聚合物呈枝化结构，分散了絮凝基团，因而对悬浮体系中颗粒物有更强的捕捉能力。将聚合物上的腈基还原为氨基后能对金属离子进行螯合沉降，从而进一步加强对重金属离子的絮凝效果。该絮凝剂具有絮凝效果好，沉降速度快，制备简单，安全环保等优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种改性淀粉絮凝剂的制备方法，先将淀粉与丙烯腈接枝共聚，然后将聚合物上的腈基还原为氨基，按如下步骤：
（1）淀粉与丙烯腈接枝共聚生成聚合物
将淀粉和蒸馏水按质量比为1:10置于三口烧瓶中，水浴加热到60℃，经过2h的充分搅拌糊化后，加入丙烯腈，淀粉、丙烯腈的质量比为1：1，搅拌混合均匀后再加入引发剂硝酸铈铵，淀粉、硝酸铈铵的质量比为20：1，持续搅拌反应2h后得到聚合物；
（2）将聚合物上的腈基还原为氨基
将上述制得的聚合物和盐酸羟胺按照质量比为1:10加入到三口烧瓶中，在70℃下搅拌反应24h后，用氢氧化钠溶液调节pH为6，得到改性淀粉絮凝剂。
用所制备的改性淀粉絮凝剂对某钢铁废水进行处理，钢铁废水的初始COD值为377mg/L，絮凝剂的投加量为3‰，经过15分钟的絮凝沉淀，COD的去除率为57.1%。
实施例2
一种改性淀粉絮凝剂的制备方法，与实施例近似，按如下步骤：
（1）淀粉与丙烯腈接枝共聚生成聚合物
将淀粉和蒸馏水按质量比为1:12置于三口烧瓶中，水浴加热到65℃，经过1.5h的充分搅拌糊化后，加入丙烯腈，淀粉、丙烯腈的质量比为1：2，搅拌混合均匀后再加入引发剂硝酸铈铵，淀粉、硝酸铈铵的质量比为22：1，持续搅拌反应3h后得到聚合物；
（2）将聚合物上的腈基还原为氨基
将上述制得的聚合物和盐酸羟胺按照质量比为1:11加入到三口烧瓶中，在75℃下搅拌反应21h后，用氢氧化钠溶液调节pH为7，得到改性淀粉絮凝剂。
用所制备的改性淀粉絮凝剂对某钢铁废水进行处理，钢铁废水的初始COD值为377mg/L，絮凝剂的投加量为3‰，经过15分钟的絮凝沉淀，COD的去除率为55.8%。
实施例3
一种改性淀粉絮凝剂的制备方法，与实施例近似，按如下步骤：
（1）淀粉与丙烯腈接枝共聚生成聚合物
将淀粉和蒸馏水按质量比为1:15置于三口烧瓶中，水浴加热到70℃，经过1h的充分搅拌糊化后，加入丙烯腈，淀粉、丙烯腈的质量比为1：1，搅拌混合均匀后再加入引发剂硝酸铈铵，淀粉、硝酸铈铵的质量比为25：1，持续搅拌反应4h后得到聚合物；
（2）将聚合物上的腈基还原为氨基
将上述制得的聚合物和盐酸羟胺按照质量比为1:12加入到三口烧瓶中，在80℃下搅拌反应18h后，用氢氧化钠溶液调节pH为8，得到改性淀粉絮凝剂。
用所制备的改性淀粉絮凝剂对某钢铁废水进行处理，钢铁废水的初始COD值为377mg/L，絮凝剂的投加量为3‰，经过15分钟的絮凝沉淀，COD的去除率为58.5%。
实施例4
一种改性淀粉絮凝剂的制备方法，与实施例近似，按如下步骤：
（1）淀粉与丙烯腈接枝共聚生成聚合物
将淀粉和蒸馏水按质量比为1:17置于三口烧瓶中，水浴加热到75℃，经过2h的充分搅拌糊化后，加入丙烯腈，淀粉、丙烯腈的质量比为1：2，搅拌混合均匀后再加入引发剂硝酸铈铵，淀粉、硝酸铈铵的质量比为27：1，持续搅拌反应5h后得到聚合物；
（2）将聚合物上的腈基还原为氨基
将上述制得的聚合物和盐酸羟胺按照质量比为1:13加入到三口烧瓶中，在85℃下搅拌反应15h后，用氢氧化钠溶液调节pH为6，得到改性淀粉絮凝剂。
用所制备的改性淀粉絮凝剂对某钢铁废水进行处理，钢铁废水的初始COD值为377mg/L，絮凝剂的投加量为3‰，经过15分钟的絮凝沉淀，COD的去除率为54.9%。
实施例5
一种改性淀粉絮凝剂的制备方法，与实施例近似，按如下步骤：
（1）淀粉与丙烯腈接枝共聚生成聚合物
将淀粉和蒸馏水按质量比为1:20置于三口烧瓶中，水浴加热到80℃，经过1h的充分搅拌糊化后，加入丙烯腈，淀粉、丙烯腈的质量比为1：1，搅拌混合均匀后再加入引发剂硝酸铈铵，淀粉、硝酸铈铵的质量比为30：1，持续搅拌反应3h后得到聚合物；
（2）将聚合物上的腈基还原为氨基
将上述制得的聚合物和盐酸羟胺按照质量比为1:15加入到三口烧瓶中，在90℃下搅拌反应12h后，用氢氧化钠溶液调节pH为7，得到改性淀粉絮凝剂。
用所制备的改性淀粉絮凝剂对某钢铁废水进行处理，钢铁废水的初始COD值为377mg/L，絮凝剂的投加量为3‰，经过15分钟的絮凝沉淀，COD的去除率为57.4%。

Claims (7)

1.一种改性淀粉絮凝剂的制备方法，其特征在于，先将淀粉与丙烯腈接枝共聚，然后将聚合物上的腈基还原为氨基，包括如下步骤：
（1）淀粉与丙烯腈接枝共聚生成聚合物
将淀粉和蒸馏水按一定比例置于三口烧瓶中，使淀粉、蒸馏水的质量比为1：（10~20），水浴加热并充分搅拌至糊化，然后，加入丙烯腈，搅拌混合均匀后再加入引发剂硝酸铈铵，持续搅拌反应一段时候后得到聚合物，其中，淀粉与丙烯腈的质量比为1：（1~2）；淀粉与硝酸铈铵的质量比为（20~30）：1；
（2）将聚合物上的腈基还原为氨基
量取（1）中的聚合物于三口烧瓶中，加入还原剂盐酸羟胺，使聚合物与盐酸羟胺的质量比为 1：（10~15），在一定温度下搅拌反应一段时间后，用氢氧化钠溶液调节pH至中性，得到改性淀粉絮凝剂。
2.根据权利要求1所述改性淀粉絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中糊化反应的工艺条件为在（60~80）℃下反应（1~2）h。
3.根据权利要求1所述改性淀粉絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中聚合反应时间为（2-5）h。
4.根据权利要求1所述改性淀粉絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中还原反应的工艺条件为在（70~90）℃下反应（12~24）h。
5.根据权利要求1所述改性淀粉絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中pH范围为6~8。
6.一种改性淀粉絮凝剂，其特征在于根据权利要求1-5任一所述方法制备得到。
7.一种根据权利要求6所述改性淀粉絮凝剂钢铁废水进行处理的应用。
CN201811391925.8A 2018-11-21 2018-11-21 改性淀粉絮凝剂的制备方法及其产品和应用 Pending CN109319909A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811391925.8A CN109319909A (zh) 2018-11-21 2018-11-21 改性淀粉絮凝剂的制备方法及其产品和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811391925.8A CN109319909A (zh) 2018-11-21 2018-11-21 改性淀粉絮凝剂的制备方法及其产品和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109319909A true CN109319909A (zh) 2019-02-12

Family

ID=65258289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811391925.8A Pending CN109319909A (zh) 2018-11-21 2018-11-21 改性淀粉絮凝剂的制备方法及其产品和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109319909A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115092998A (zh) * 2022-07-04 2022-09-23 庆阳新庄煤业有限公司新庄煤矿 一种用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5981689A (en) * 1997-11-19 1999-11-09 Amcol International Corporation Poly(vinylamine)-based superabsorbent gels and method of manufacturing the same
JP2000248028A (ja) * 1999-03-03 2000-09-12 Mitsubishi Chemicals Corp 水性分散液及びその製造方法
CN103059226A (zh) * 2013-01-08 2013-04-24 桂林理工大学 一种交联型硫酸酯化三元接枝木薯淀粉的制备方法
CN104692513A (zh) * 2015-03-05 2015-06-10 孙安顺 一种污水处理絮凝剂
CN108341912A (zh) * 2018-01-18 2018-07-31 九洲生物技术（苏州）有限公司 一种施胶增强剂的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5981689A (en) * 1997-11-19 1999-11-09 Amcol International Corporation Poly(vinylamine)-based superabsorbent gels and method of manufacturing the same
JP2000248028A (ja) * 1999-03-03 2000-09-12 Mitsubishi Chemicals Corp 水性分散液及びその製造方法
CN103059226A (zh) * 2013-01-08 2013-04-24 桂林理工大学 一种交联型硫酸酯化三元接枝木薯淀粉的制备方法
CN104692513A (zh) * 2015-03-05 2015-06-10 孙安顺 一种污水处理絮凝剂
CN108341912A (zh) * 2018-01-18 2018-07-31 九洲生物技术（苏州）有限公司 一种施胶增强剂的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
B-W. ZHANG等: "Synthesis of amidoxime-containing modified starch", 《REACTIVE POLYMERS》 *
S.E. ABDEL-AAL等: "Use of rice straw and radiation-modified maize starch/acrylonitrile in the treatment of wastewater", 《JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS》 *
李青山等: "《材料科学与工程实验教程 高分子分册》", 31 August 2012, 冶金工业出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115092998A (zh) * 2022-07-04 2022-09-23 庆阳新庄煤业有限公司新庄煤矿 一种用于回风大巷集水池的减盐减灰除煤尘絮凝剂

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. A review on chitosan-based flocculants and their applications in water treatment
CN108996647B (zh) 磁性复合絮凝剂的制备方法及其产品和应用
CN104130351A (zh) 一种接枝共聚型阳离子多糖生物絮凝剂及其制备方法
CN111592069B (zh) 一种改性硅藻土-纳米氢氧化钙复合污水处理药剂
CN103708631A (zh) 一种多功能污水处理剂及其制备方法
CN104556335B (zh) 一种接枝改性天然高分子絮凝剂及其制备方法与应用
CN105036269B (zh) 一种多效水处理剂及其制备方法和水处理方法
CN105129944A (zh) 一种无机-改性壳聚糖复合型高分子絮凝剂
CN109679015B (zh) 一种用于赤泥沉降的含硅丙烯酸类聚合物及其制备方法
CN101774673A (zh) 一种难降解有机物的处理方法
CN108359103A (zh) 一种疏水改性壳聚糖絮凝剂及其制备方法和应用
CN108059225B (zh) 钛凝胶－聚二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂及其应用
CN110665486A (zh) 一种磁性四氧化三铁-pamam-抗体复合体及其制备方法和应用
CN103304016B (zh) 一种利用凹凸棒石制备杂化絮凝剂的方法
CN102432090B (zh) 用于蓝藻沼液预处理的助凝剂制备方法
CN105000649A (zh) 一种聚硅酸铝镁-壳聚糖复合絮凝剂的制备方法
CN109319909A (zh) 改性淀粉絮凝剂的制备方法及其产品和应用
CN102408146B (zh) 复合型生物絮凝剂接枝丙烯酰胺絮凝剂及其制备方法
CN102260029A (zh) 一种利用铝合金污泥制备多元共聚双酸净水剂的方法
CN103214044A (zh) 一种提高己内酰胺氨肟化工艺生产废水可生化性的方法
CN115043475B (zh) 含铁氰络合物和草酸盐废水的处理方法
CN109052593A (zh) 复合絮凝剂的制备方法及其产品和应用
CN112607841A (zh) 一种高效污水处理添加剂及其制备方法
CN100519436C (zh) 絮凝剂的一步法制备方法
Leong et al. Influence of bio (de) flocculation on activated sludge processes in membrane bioreactors

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190212

RJ01 Rejection of invention patent application after publication