CN109399772A - 一种天然桃胶复合絮凝剂的制备方法 - Google Patents

一种天然桃胶复合絮凝剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于水净化领域，尤其涉及一种天然桃胶复合絮凝剂的制备方法。本发明不使用聚丙烯酰胺，故没有聚丙烯酰胺的残留单体丙烯酰胺(AN)的存在，桃胶水解多糖是天然有机高分子物质，安全无毒，和铝盐、铁盐复合，可以得到更好的混凝效果；桃胶水解多糖复合铁盐铝盐混凝剂，联合发挥吸附架桥、网捕卷扫，压缩双电层、吸附电中和作用，提高混凝效果。

Description

一种天然桃胶复合絮凝剂的制备方法
技术领域
本发明属于水净化领域，尤其涉及一种天然桃胶复合絮凝剂的制备方法。
背景技术
聚丙烯酰胺是一种高分子絮凝剂，在自来水净化过程中一般被当做助凝剂使用（配合常规混凝剂使用）。聚丙烯酰胺本身及其水解体没有毒性，聚丙烯酰胺的毒性来自其残留单体丙烯酰胺(AN)。丙烯酰胺为神经性致毒剂，对神经系统有损伤作用，中毒后表性出肌体无力，运动失调等症状。因此各国卫生部门均有规定聚丙烯酰胺工业产品中残留的丙烯酰胺含量，一般为0.5%---0.05%。聚丙烯酰胺用于工业和城市污水的净化处理方面时，一般允许丙烯酰胺含量0.2%以下，用于直接饮用水处理时，丙烯酰胺含量需在0.05%以下。国际健康卫生组织1985年出生的聚丙烯酰胺标准指出：聚丙烯酰胺中残留丙烯酰胺量控制在0.05%以下并控制用量时，处理后水中的含量将低于0.25ug/L，符合大多数国家的饮用水标准。目前欧美主要国家一般规定，饮用水处理及食品用聚丙烯酰胺中残留丙烯酰胺含量在0.05%以下，并控制PAM用量。
桃胶是一种天然树胶，在我国有丰富的储备量。桃胶水解多糖是天然有机高分子物质，安全无毒，和铝盐、铁盐复合，可以得到更好的混凝效果。
桃胶多糖是一种酸性多糖，由半乳糖（42%），阿拉伯糖（36-37%），糖醛酸（7-13%），木糖（7%）和甘露糖（2%）组成。中医药书籍中记载和报道了原桃胶的性质，但主要是在药用和食用方面，而当前大量应用在工农业中的是商品桃胶。商品桃胶呈白色粉末状或颗粒状，无味或略带煮熟味，当溶液浓度为 1%时为弱酸性（pH 5.5～7.5），呈无色透明的粘稠状液体。目前对商品桃胶性质的研究主要集中在溶解性和溶液的流变学性质等方面，缺乏对其系统的理化性质的研究。桃胶多糖的组成与阿拉伯胶较为相似，同阿拉伯胶相比，桃胶多糖中半乳糖、鼠李糖、糖醛酸含量少，而阿拉伯糖含量较多。组成和含量不能决定桃胶也具备阿拉伯胶的相关性能，结构才是决定性能的关键因素，这有待进一步研究。
发明内容
本发明的目的在于为了解决现有自来水净化过程中一般使用聚丙烯酰胺作为絮凝剂，而使得饮用水处理及食品用聚丙烯酰胺中残留丙烯酰胺含量偏高的缺陷而提供一种安全无毒、可以得到更好的混凝效果的天然桃胶复合絮凝剂的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种天然桃胶复合絮凝剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
a）将10-15重量份的桃胶水解多糖加入到100-150重量份的去离子水中，搅拌溶解后加入20-25重量份的铝盐混凝剂与5-10重量份的铁盐混凝剂，继续搅拌45-60min后通入臭氧水并同时微波处理，将混合后的混合液于零下4-10℃冷冻2-4小时，室温解冻后得到凝胶状产物；
b）将步骤a）得到的凝胶状产物洗涤至中性后进行冷冻干燥处理，然后将冷冻干燥后的产物在惰性气体氛围下450-500℃加热保温30-45min，冷却后制得天然桃胶复合絮凝剂。在本技术方案中，桃胶水解多糖复合铁盐铝盐混凝剂，联合发挥吸附架桥、网捕卷扫，压缩双电层、吸附电中和作用，提高混凝效果。
作为优选，桃胶水解多糖的制备方法为将2-5重量份的天然桃胶浸泡在200-300重量份的水中搅拌过夜，去杂洗净后再将其压过200-400目的筛网，得到桃胶悬浮液；用1-1.5M的盐酸调节桃胶悬浮液的pH值到2.1-3.5，再将桃胶悬浮液用微波加热至120-140℃水解，反应3-4h后调节pH值到中性，过滤透析，截留分子量为1800Da，并冷冻干燥得到桃胶水解多糖。
作为优选，步骤a）中臭氧水中臭氧的含量为1.6-3.2mg/L，臭氧水的通入速度为0.05-1L/min。
作为优选，步骤a）微波处理中前一半处理时间的功率为25-30KW，后一半处理时间的功率为40-45KW。
作为优选，铝盐混凝剂为聚合氯化铝，铁盐混凝剂为聚合硫酸铁或聚合氯化铁。
作为优选，微波加热的功率为40-45KW。
作为优选，步骤a）中臭氧水的通入时间为10-20min。
本发明的有益效果是本发明不使用聚丙烯酰胺，故没有聚丙烯酰胺的残留单体丙烯酰胺(AN)的存在，桃胶水解多糖是天然有机高分子物质，安全无毒，和铝盐、铁盐复合，可以得到更好的混凝效果；桃胶水解多糖复合铁盐铝盐混凝剂，联合发挥吸附架桥、网捕卷扫，压缩双电层、吸附电中和作用，提高混凝效果。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明做进一步的解释：
实施例1
一种天然桃胶复合絮凝剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
a）将10重量份的桃胶水解多糖加入到100重量份的去离子水中，搅拌溶解后加入20重量份的铝盐混凝剂与5重量份的铁盐混凝剂，继续搅拌45min后通入臭氧水并同时微波处理，通入时间为10min，微波处理中前5min的功率为25KW，后5min的功率为40KW；臭氧水中臭氧的含量为1.6mg/L，臭氧水的通入速度为0.05L/min；将混合后的混合液于零下4℃冷冻2小时，室温解冻后得到凝胶状产物；
b）将步骤a）得到的凝胶状产物洗涤至中性后进行冷冻干燥处理，然后将冷冻干燥后的产物在惰性气体氛围下450℃加热保温30min，冷却后制得天然桃胶复合絮凝剂。
桃胶水解多糖的制备方法为将2重量份的天然桃胶浸泡在200重量份的水中搅拌过夜，去杂洗净后再将其压过200目的筛网，得到桃胶悬浮液；用1M的盐酸调节桃胶悬浮液的pH值到2.1，再将桃胶悬浮液用微波加热至120℃水解，微波加热的功率为40KW，反应3h后调节pH值到中性，过滤透析，截留分子量为1800Da，并冷冻干燥得到桃胶水解多糖。
铝盐混凝剂为聚合氯化铝，铁盐混凝剂为聚合硫酸铁。
实施例2
一种天然桃胶复合絮凝剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
a）将12重量份的桃胶水解多糖加入到130重量份的去离子水中，搅拌溶解后加入22重量份的铝盐混凝剂与8重量份的铁盐混凝剂，继续搅拌50min后通入臭氧水并同时微波处理，通入时间为12min，微波处理中前6min的功率为28KW，后6min的功率为42KW；臭氧水中臭氧的含量为1.8mg/L，臭氧水的通入速度为0.5L/min；将混合后的混合液于零下8℃冷冻3小时，室温解冻后得到凝胶状产物；
b）将步骤a）得到的凝胶状产物洗涤至中性后进行冷冻干燥处理，然后将冷冻干燥后的产物在惰性气体氛围下480℃加热保温42min，冷却后制得天然桃胶复合絮凝剂。
桃胶水解多糖的制备方法为将3重量份的天然桃胶浸泡在220重量份的水中搅拌过夜，去杂洗净后再将其压过300目的筛网，得到桃胶悬浮液；用1.2M的盐酸调节桃胶悬浮液的pH值到2.7，再将桃胶悬浮液用微波加热至130℃水解，微波加热的功率为42KW，反应3.5h后调节pH值到中性，过滤透析，截留分子量为1800Da，并冷冻干燥得到桃胶水解多糖。
铝盐混凝剂为聚合氯化铝，铁盐混凝剂为聚合氯化铁。
实施例3
一种天然桃胶复合絮凝剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
a）将15重量份的桃胶水解多糖加入到150重量份的去离子水中，搅拌溶解后加入25重量份的铝盐混凝剂与10重量份的铁盐混凝剂，继续搅拌45-60min后通入臭氧水并同时微波处理，通入时间为20min，微波处理中前一半处理时间的功率为30KW，后一半处理时间的功率为45KW；臭氧水中臭氧的含量为3.2mg/L，臭氧水的通入速度为1L/min；将混合后的混合液于零下10℃冷冻4小时，室温解冻后得到凝胶状产物；
b）将步骤a）得到的凝胶状产物洗涤至中性后进行冷冻干燥处理，然后将冷冻干燥后的产物在惰性气体氛围下500℃加热保温45min，冷却后制得天然桃胶复合絮凝剂。
桃胶水解多糖的制备方法为将5重量份的天然桃胶浸泡在300重量份的水中搅拌过夜，去杂洗净后再将其压过400目的筛网，得到桃胶悬浮液；用1.5M的盐酸调节桃胶悬浮液的pH值到3.5，再将桃胶悬浮液用微波加热至140℃水解，微波加热的功率为45KW，反应4h后调节pH值到中性，过滤透析，截留分子量为1800Da，并冷冻干燥得到桃胶水解多糖。
铝盐混凝剂为聚合氯化铝，铁盐混凝剂为聚合氯化铁。
本发明的天然桃胶复合絮凝剂，能够使水净化后的水质优于硫酸铝絮凝剂，净水成本与之相比低15－30%。絮凝体形成快、沉降速度快，比硫酸铝等传统产品处理能力大。消耗水中碱度低于各种无机絮凝剂，因而可不投或少投碱剂。适应的源水PH5 .0- 9 .0范围均可凝聚。腐蚀性小，操作条件好。溶解性优于硫酸铝。有利于离子交换处理和高纯制水，对源水温度的适应性优于硫酸铝等无机絮凝剂。

Claims (7)

1.一种天然桃胶复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
a）将10-15重量份的桃胶水解多糖加入到100-150重量份的去离子水中，搅拌溶解后加入20-25重量份的铝盐混凝剂与5-10重量份的铁盐混凝剂，继续搅拌45-60min后通入臭氧水并同时微波处理，将混合后的混合液于零下4-10℃冷冻2-4小时，室温解冻后得到凝胶状产物；
b）将步骤a）得到的凝胶状产物洗涤至中性后进行冷冻干燥处理，然后将冷冻干燥后的产物在惰性气体氛围下450-500℃加热保温30-45min，冷却后制得天然桃胶复合絮凝剂。
2.根据权利要求1所述的一种天然桃胶复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，桃胶水解多糖的制备方法为将2-5重量份的天然桃胶浸泡在200-300重量份的水中搅拌过夜，去杂洗净后再将其压过200-400目的筛网，得到桃胶悬浮液；用1-1.5M的盐酸调节桃胶悬浮液的pH值到2.1-3.5，再将桃胶悬浮液用微波加热至120-140℃水解，反应3-4h后调节pH值到中性，过滤透析，截留分子量为1800Da，并冷冻干燥得到桃胶水解多糖。
3.根据权利要求1所述的一种天然桃胶复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤a）中臭氧水中臭氧的含量为1.6-3.2mg/L，臭氧水的通入速度为0.05-1L/min。
4.根据权利要求1所述的一种天然桃胶复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤a）微波处理中前一半处理时间的功率为25-30KW，后一半处理时间的功率为40-45KW。
5.根据权利要求1所述的一种天然桃胶复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，铝盐混凝剂为聚合氯化铝，铁盐混凝剂为聚合硫酸铁或聚合氯化铁。
6.根据权利要求2所述的一种天然桃胶复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，微波加热的功率为40-45KW。
7.根据权利要求1所述的一种天然桃胶复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，步骤a）中臭氧水的通入时间为10-20min。
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