CN110759413B - 一种印染废水处理剂及处理方法 - Google Patents

一种印染废水处理剂及处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110759413B
CN110759413B CN201911058256.7A CN201911058256A CN110759413B CN 110759413 B CN110759413 B CN 110759413B CN 201911058256 A CN201911058256 A CN 201911058256A CN 110759413 B CN110759413 B CN 110759413B
Authority
CN
China
Prior art keywords
starch
printing
modified nano
nano
dyeing wastewater
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.)
Active
Application number
CN201911058256.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110759413A (zh
Inventor
杨雯雯
李桂云
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.)
Shandong Xintai Water Treatment Technology Co Ltd
Original Assignee
Shandong Xintai Water Treatment Technology 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 Shandong Xintai Water Treatment Technology Co Ltd filed Critical Shandong Xintai Water Treatment Technology Co Ltd
Priority to CN201911058256.7A priority Critical patent/CN110759413B/zh
Publication of CN110759413A publication Critical patent/CN110759413A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110759413B publication Critical patent/CN110759413B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/286Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using natural organic sorbents or derivatives thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28004Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28016Particle form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56Macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/20Heavy metals or heavy metal compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/308Dyes; Colorants; Fluorescent agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/30Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the textile industry

Landscapes

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

Abstract

本发明提供了一种印染废水处理剂及处理方法。所述印染废水处理剂包括改性纳米淀粉吸附剂和改性纳米淀粉絮凝剂。本发明采用纳米淀粉作为吸附剂基体,加入柠檬酸与所述纳米淀粉颗粒进行酯化交联;再通过过硫酸钾引发剂将丙烯酰胺接枝到纳米淀粉颗粒上,得到改性纳米淀粉吸附剂。本发明还采用纳米淀粉作为絮凝剂基体,以3‑氯‑2‑羟丙基三甲基氯化铵为阳离子醚化剂,氢氧化钠为催化剂,制备得到改性纳米淀粉絮凝剂。本发明还提供了一种印染废水的处理方法,首先调节待处理印染废水pH值;分两步依次投加所述改性纳米淀粉吸附剂和所述改性纳米淀粉絮凝剂,搅拌进行充分反应。本发明提供的处理方法对染料和重金属污染物的吸附絮凝性能优异且无二次污染。

Description

一种印染废水处理剂及处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域,尤其涉及一种印染废水处理剂及处理方法。
背景技术
印染废水是纺织品在印花染色过程中染料随废水排放形成的一种有害工业废水,具有排放量大、有机污染物含量高、毒性大难降解、碱性高、水质变化大、抗氧化性强等特点,主要含有染料、重金属、浆料、有机助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、无机盐等各种复杂成分。因此,印染废水的高色度、高盐度、pH值变化大以及大量不同种类的染料、重金属和无机盐等污染物导致其成为较难处理的工业废水之一。
目前,处理印染废水的方法主要有吸附法、絮凝法、催化氧化法、电化学法等。其中,吸附分离处理技术主要是利用特定的吸附剂对染料进行吸附,该法操作简单、实用性强。絮凝法是通过投加絮凝剂与印染废水中的有色化合物或其他污染物发生物理或化学作用,产生絮状物或较大颗粒物便于沉淀分离的方法,是最有效的处理方法之一。将两者结合进行废水处理,能够在一定程度上提高印染废水的处理效果。
公开号为CN110255780A的发明专利公开了一种印染废水处理剂及处理方法,该印染废水处理剂各自独立的包括吡啶酮双酯改性纤维素吸附剂、聚硅酸铝铁硼镁复合絮凝剂和芬顿试剂;利用经化学改性后的纤维素吸附剂的吸附特性可以有效吸附印染废水中的重金属离子具有较好的吸附效果;聚硅酸盐类絮凝剂可以有效去除印染废水的色度,COD等,具有絮凝聚集体大、沉降速度快、脱色效果好等优点,利用聚硅酸盐类絮凝剂和芬顿试剂的协同作用可以更加有效的去除印染废水中的COD和氨氮化合物等。但是该方法的不足之处在于会造成环境的二次污染,成本较高,不能满足经济环保的要求。
淀粉是最丰富的天然高分子生物多糖之一,具有原料广泛、价格低廉、稳定性良好、可生物降解及再生等优点,可分为直链淀粉和支链淀粉。淀粉链段上含有大量的羟基,具有较强的反应活性,可以通过醚化、酯化、氧化、交联、接枝、共聚等化学改性手段,使其活性基团大大增加,对废水具有更强大的吸附、促凝和促沉作用。
申请号为CN201610196420.0的发明专利公开了一种印染废水处理剂及其制备方法,将膨润土、玉米淀粉、小麦淀粉按照一定比例混合均匀挤压成颗粒,进行煅烧后与丙烯酰胺溶液混合,加入引发剂引发聚合反应,再加入交联剂引发交联反应,得到印染废水处理剂。该方法充分利用膨润土具有的膨胀性和吸附性,对水中的色度、磷、重金属离子、有机物等都具有较强吸附作用。但是该方法的不足之处在于,其吸附性能和絮凝性能并没有得到很大程度上的改善。
申请号为CN201410192061.2的发明专利公开了一种交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂的合成方法。该方法将玉米淀粉首先与阴离子酯化交联剂进行酯化交联,然后用阳离子醚化试剂反应得到的双变性淀粉印染废水处理剂;所述阴离子酯化交联剂为乙酸酐与己二酸制成的混酐。该方法制得的醋酸酯阳离子双变性淀粉阳离子基团在水中完全电离,正电荷密度高,能捕捉带负电荷的悬浮粒子,而阴离子基团又可促进无机悬浮物的沉降,起架桥助凝的作用,两种基团发挥不同的吸附絮凝性能。但是该方法的不足之处在于,其吸附性能和絮凝性能并没有得到很大程度上的改善。
申请号为CN201510121487.3发明专利公开了一种具有重金属捕集作用的纳米淀粉基絮凝剂的制备方法。所述的纳米淀粉基絮凝剂以纳米淀粉为基本骨架,纳米淀粉交联得到交联纳米淀粉;然后引发丙烯酰胺自由基聚合得到交联纳米淀粉丙烯酰胺聚合物;接着在碱性条件下与二硫化碳作用得到交联纳米淀粉丙烯酰胺黄原酸酯。该方法制备的纳米淀粉基絮凝剂具有絮凝和重金属捕集双重作用。但其吸附絮凝性能并没有得到很大程度上的改善。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明的目的是提供一种高效且无二次污染的印染废水处理剂及处理方法。
为了实现上述发明目的,本发明提供了一种印染废水处理剂,包括改性纳米淀粉吸附剂和改性纳米淀粉絮凝剂;按质量分数计,所述改性纳米淀粉吸附剂与所述改性纳米淀粉絮凝剂的比例为30~70%:70~30%。
优选的,所述改性纳米淀粉吸附剂的制备方法,具体为:
S1、将预定比例的纳米淀粉颗粒、柠檬酸和磷酸二氢钾加入水中至完全溶解,加热至130~150℃下反应3~5h;然后洗涤抽滤,并且干燥处理,得到酯化的纳米淀粉颗粒;
S2、将所述酯化的纳米淀粉颗粒和过硫酸钾加入到水中,加热至70~90℃下搅拌0.5~1h配制成混合溶液;再加入预定浓度的丙烯酰胺溶液,在70~90℃条件下搅拌2~4h,进行丙烯酰胺接枝反应,然后洗涤抽滤,并且干燥处理,得到改性纳米淀粉吸附剂。
优选的,在步骤S1中,所述纳米淀粉颗粒、所述柠檬酸和所述磷酸二氢钾的比例为75~85%:8~14%:7~11%。
优选的,在步骤S2中,所述过硫酸钾的浓度为0.003~0.008mol/L;所述丙烯酰胺的浓度为0.5~2mol/L。
优选的,所述改性纳米淀粉絮凝剂的制备方法,具体为:
A1、配制预定质量分数的氢氧化钠和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵混合溶液,活化10~20min;
A2、在活化后的所述混合溶液中加入纳米淀粉颗粒,搅拌30~60min至完全溶解,在50~60℃下密封反应2~3h后,用有机溶剂洗涤干燥,得到改性纳米淀粉絮凝剂。
优选的,在步骤A1中,所述氢氧化钠的质量分数为1.0~2.5wt%。
优选的,在步骤A1中,所述3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的质量分数为15~25wt%。
为了实现上述发明目的,本发明还提供了一种印染废水处理方法,采用上述印染废水处理剂进行处理,包括如下步骤:
P1、调节待处理印染废水的pH值;
P2、分两步进行所述印染废水处理剂的投加:先投加所述改性纳米淀粉吸附剂,搅拌进行充分反应0.5~1h;然后再投加所述改性纳米淀粉絮凝剂,搅拌进行充分反应0.5~2h。
优选的,所述pH值为4~8。
优选的,所述印染废水处理剂的添加量为1~6g/L;所述改性纳米淀粉吸附剂与所述改性纳米淀粉絮凝剂的比例为30~70%:70~30%。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1.本发明提供的印染废水处理剂,通过柠檬酸和丙烯酰胺对纳米淀粉颗粒进行酯化和接枝改性,得到表面含有大量的羧基基团以及氨基基团的改性纳米淀粉吸附剂。利用改性纳米淀粉吸附剂表面丰富的功能基团在水体中的质子化过程,很大程度上提升了该处理剂对于印染废水中大量的染料以及重金属污染物的吸附去除效果。且羧基基团以及氨基基团能有效的对不同电性的染料污染物以及重金属离子污染物进行吸附。
2.本发明提供的印染废水处理剂,采用3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为阳离子醚化剂,接枝带有正电的季铵盐基团,制备成阳离子型改性纳米淀粉絮凝剂,对废水中的阴离子型染料和非离子型染料均表现出优异的絮凝效果。改性后的纳米淀粉絮凝剂性质稳定,表面电荷和架桥能力较强,絮凝效果优异且持久。
3.本发明提供的印染废水处理剂,采用纳米淀粉为基材,纳米级淀粉是至少在一个维度上为纳米量级(10~1 000nm)的淀粉,相比于常规淀粉颗粒,不仅具有天然的淀粉优势,还具备纳米尺寸效应。其具备较高的胶体稳定性,而且其表面积和表面能急剧增加,吸附能力和吸附速度大大提高,能较快地达到吸附分离。且纳米淀粉的链段上含有大量的羟基,具有较强的反应活性,本发明通过酯化交联、接枝共聚的化学改性方法,使纳米淀粉活性基团大大增加,加之纳米淀粉颗粒的纳米尺寸效应,使改性后的纳米淀粉对印染废水的吸附和絮凝性能得到了很大的提升。
4.本发明提供的印染废水处理剂,采用纳米淀粉为基材,废水处理效果优异、无二次污染、经济环保,而且原料丰富可再生,具备巨大的应用前景。
附图说明
图1为本发明提供的改性纳米淀粉吸附剂的制备方法流程图。
图2为本发明提供的改性纳米淀粉絮凝剂的制备方法流程图。
图3为本发明提供的印染废水的处理方法流程示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发明所保护的范围。
请参阅图1-3所示,本发明提供了一种印染废水处理剂及处理方法。
所述印染废水处理剂,包括改性纳米淀粉吸附剂和改性纳米淀粉絮凝剂;按质量分数计,所述改性纳米淀粉吸附剂与所述改性纳米淀粉絮凝剂的比例为30~70%:70~30%。
进一步地,所述改性纳米淀粉吸附剂的制备方法,具体为:
S1、将纳米淀粉颗粒、柠檬酸和磷酸二氢钾(质量百分比为75~85%:8~14%:7~11%)加入水中至完全溶解,加热至130~150℃下反应3~5h;然后洗涤抽滤,并且干燥处理,得到酯化的纳米淀粉颗粒;
S2、将所述酯化的纳米淀粉颗粒和过硫酸钾(浓度0.003~0.008mol/L)加入到水中,加热至70~90℃下搅拌0.5~1h配制成混合溶液;再加入0.5~2mol/L的丙烯酰胺溶液,在70~90℃条件下搅拌2~4h,进行丙烯酰胺接枝反应,然后洗涤抽滤,并且干燥处理,得到改性纳米淀粉吸附剂。
进一步地,所述改性纳米淀粉絮凝剂的制备方法,具体为:
A1、配制氢氧化钠(质量分数1.0~2.5wt%)和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(质量分数15~25wt%)混合溶液,活化10~20min;
A2、在活化后的所述混合溶液中加入纳米淀粉颗粒,搅拌30~60min至完全溶解,在50~60℃下密封反应2~3h后,用有机溶剂洗涤干燥,得到改性纳米淀粉絮凝剂。
所述印染废水处理方法,采用上述印染废水处理剂进行处理,包括如下步骤:
P1、调节待处理印染废水的pH值在4~8范围内;
P2、先投加所述改性纳米淀粉吸附剂,搅拌进行充分反应0.5~1h;然后再投加所述改性纳米淀粉絮凝剂,搅拌进行充分反应0.5~2h。
进一步地,所述印染废水处理剂的添加量为1~6g/L;所述改性纳米淀粉吸附剂与所述改性纳米淀粉絮凝剂的比例为30~70%:70~30%。
下面通过实施例1-13以及对比例1并结合附图1-3对本发明提供的一种印染废水处理剂及处理方法做进一步的详细描述。
实施例1
印染废水处理剂的制备:
1)改性纳米淀粉吸附剂的制备:
S1、将纳米淀粉颗粒、柠檬酸和磷酸二氢钾按照质量百分比为80%:11%:9%的比例,加入装有去离子水的容器中至完全溶解,放入烘箱中,在140℃条件下进行酯化交联反应4h;使用去离子水清洗至中性,再通过抽滤仪器过滤出固体,干燥处理,得到酯化的纳米淀粉颗粒;
S2、将所述酯化的纳米淀粉颗粒和过硫酸钾加入到装有去离子水的容器中,加热至80℃下搅拌0.5h配制成混合溶液,其中过硫酸钾浓度为0.006mol/L;再加入1mol/L的丙烯酰胺溶液,在80℃条件下搅拌4h,进行丙烯酰胺接枝反应,然后冷却至室温,抽滤,用水清洗干净并且干燥处理,得到改性纳米淀粉吸附剂。
2)改性纳米淀粉絮凝剂的制备:
A1、配制碱性催化剂氢氧化钠和阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵,混合溶液,活化15min;其中,氢氧化钠的质量分数为质量分数2wt%,3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵质量分数为20wt%;
A2、在活化后的所述混合溶液中加入适量纳米淀粉颗粒,搅拌60min至完全溶解,在55℃条件下密封反应3h后,用乙醇洗涤干燥,得到改性纳米淀粉絮凝剂。
采用本发明制备的印染废水处理剂,进行印染废水处理的方法:
P1、调节待处理印染废水的pH值为5;
在本发明提供的待处理印染废水中,选择阳离子染料为亚甲基蓝、阴离子染料为甲基橙、重金属离子为Cu2+、非离子型染料为分散艳蓝为指示参数,进行吸附和絮凝性能参数的测定;
P2、根据印染废水的体积,分两步投加印染废水处理剂:先投加2g/L所述改性纳米淀粉吸附剂,搅拌进行充分吸附分离反应2h;其中,印染废水的温度为25℃;
然后再投加2g/L所述改性纳米淀粉絮凝剂,搅拌进行充分絮凝沉降反应1h;其中,所述改性纳米淀粉吸附剂与所述改性纳米淀粉絮凝剂的比例为50%:50%。
对比例1
与实施例1的不同之处在于:采用普通淀粉颗粒作为基材,其他步骤均与实施例1相同,在此不再赘述。
实施例2-5
与实施例1的不同之处在于:pH值的调节设置不同,如表1所示,其他步骤均与实施例1相同,在此不再赘述。
表1为实施例1-5及对比例1中pH值的调节设置及其吸附性能参数测定值
Figure BDA0002257140490000081
请参阅表1所示,随着印染废水pH值变大,改性纳米淀粉吸附剂对亚甲基蓝的吸附效果逐渐增强,亚甲基蓝为阳离子染料,呈现正电性。本发明通过柠檬酸接枝交联的吸附剂上的羧酸基团(-COOH),在pH增大后具有去质子化过程,-COOH脱去H形成-COO-,进而对表面呈现正电性的亚甲基蓝具有优异的吸附作用。当pH值逐渐增大后,吸附剂表面羧酸基团去质子化完全,吸附逐渐达到平衡,因此吸附性能变化开始变小。
随着印染废水pH值变大,改性纳米淀粉吸附剂对甲基橙的吸附效果逐渐减弱,甲基橙作为阴离子染料,呈现负电性。通过丙烯酰胺接枝共聚的吸附剂上具有氨基基团(-NH2),当pH值较小时,具有质子化过程,-NH2得到印染废水中的H+形成-NH3+,进而对表面呈现负电性的甲基橙具有优异的吸附作用。且氨基基团需要在强酸下才具有较好的质子化效果,因此随着pH值变大,吸附剂对阴离子染料的吸附能力下降。
随着印染废水pH值变大,改性纳米淀粉吸附剂对Cu2+吸附效果增强,由于Cu2+在水中呈现正电性,主要依赖吸附剂上的羧基基团和氨基基团的去质子化对Cu2+进行吸附。这主要是由于改性纳米淀粉吸附剂的淀粉链段形成网状大分子结构,其上含有大量的羟基和氨基基团,能够和大多数重金属离子螯合,进而使重金属离子吸附沉降。
表2为实施例1-5及对比例1中絮凝沉淀性能参数测定值
Figure BDA0002257140490000091
请参阅表2所示,本发明制备的改性纳米淀粉絮凝剂采用3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为阳离子醚化剂,接枝带有正电的季铵盐基团,制备成阳离子型改性纳米淀粉絮凝剂。纳米淀粉进行阳离子改性后活性基团数目大大增加,分散的季铵盐基团对印染废水悬浮体系中颗粒物和胶体有较强的捕捉与促沉作用,对印染废水中的阴离子型染料甲基橙和非离子型染料分散艳蓝均表现出优异的絮凝效果。随着pH值的增大,絮凝能力增大。本发明制备的改性纳米淀粉絮凝剂对阴离子染料甲基橙的吸附以化学吸附促凝为主,对非离子染料分散艳蓝吸附以物理吸附促凝为主。
淀粉絮凝剂的反应机理在于:本发明通过接枝反应,引入活性基团季铵盐基团后,由于淀粉长链结构,具有良好的黏结架桥作用形成更大的絮体,通过自身的桥联作用,利用吸附在纳米淀粉上的活性基团产生网捕作用,网捕其它杂质颗粒一同下沉,有效去除污染物并降低浊度。还通过电中和与黏结架桥作用去除废水中污染物与初级絮体,加之纳米淀粉的纳米尺寸效应,促进淀粉的絮凝作用,大大提高絮凝效果。
本发明提供的印染废水的处理方法,采用本发明制备的印染废水处理剂,分两步进行处理剂的投加,采用了吸附分离和絮凝沉淀两个过程来进行印染废水中多种不同类型染料和重金属污染物的去除。本发明采用纳米淀粉为基材,纳米淀粉不仅具有天然的淀粉优势,还具备纳米尺寸效应。其具备较高的胶体稳定性,而且其表面积和表面能急剧增加,吸附能力和吸附速度大大提高,能较快地达到吸附分离。本发明通过酯化交联、接枝共聚的化学改性方法,使纳米淀粉活性基团大大增加,加之纳米淀粉颗粒的纳米尺寸效应,使改性后的纳米淀粉对印染废水的吸附和絮凝性能得到了很大的提升,处理效果优异且无二次污染。因此,对比例1制备的印染废水处理剂的吸附和絮凝性能都远低于实施例1制备的印染废水处理剂。
实施例6-7
与实施例1的不同之处在于:改性纳米淀粉吸附剂制备工艺参数的不同,如表3所示,其他步骤均与实施例1相同,在此不再赘述。
表3为实施例1及实施例6-7中改性纳米淀粉吸附剂制备工艺参数的设置
实施例 纳米淀粉:柠檬酸:磷酸二氢钾 丙烯酰胺 过硫酸钾
实施例1 80%:11%:9% 1mol/L 0.006mol/L
实施例6 85%:8%:7% 2mol/L 0.008mol/L
实施例7 75%:14%:11% 0.5mol/L 0.003mol/L
本发明在制备改性纳米淀粉吸附剂的过程中,纳米淀粉、柠檬酸和磷酸二氢钾的质量比例,以及温度和时间的变化均会对纳米淀粉颗粒通过柠檬酸进行的酯化交联反应产生一定的影响,进而影响纳米淀粉颗粒上羧基基团的交联数量,导致吸附剂对阳离子染料和重金属离子的吸附性能产生一定的影响。另外,丙烯酰胺以及过硫酸钾的浓度的变化,以及反应温度和时间的变化,均会对纳米淀粉颗粒的接枝反应产生影响,进而影响纳米淀粉颗粒上氨基基团的接枝数量,导致吸附剂对阴离子染料和重金属离子的吸附性能产生一定的影响。
实施例8-9
与实施例1的不同之处在于:改性纳米淀粉絮凝剂制备工艺参数的不同,如表4所示,其他步骤均与实施例1相同,在此不再赘述。
表4为实施例1及实施例8-9中改性纳米淀粉吸附剂制备工艺参数的设置
实施例 3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵 氢氧化钠
实施例1 20wt% 2wt%
实施例8 15wt% 1wt%
实施例9 25wt% 2.5wt%
本发明在制备改性纳米淀粉絮凝剂的过程中,阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵和碱性催化剂氢氧化钠质量分数的变化,以及反应时间和温度的变化,均会对纳米淀粉颗粒的接枝反应产生影响,进行影响纳米淀粉接枝带有正电的季铵盐基团的数量,导致絮凝剂对印染废水中污染物的絮凝沉降性能产生一定的影响。
实施例10-13
与实施例1的不同之处在于:改性纳米淀粉吸附剂与改性纳米淀粉絮凝剂投加量以及投加比例的不同,如表5所示,其他步骤均与实施例1相同,在此不再赘述。
表5为实施例1及实施例10-13中吸附剂与絮凝剂投加量以及投加比例的设置
Figure BDA0002257140490000111
本发明提供的印染废水的处理方法,采用印染废水处理剂,分两步进行处理剂的投加,即依次投加改性纳米淀粉吸附剂与改性纳米淀粉絮凝剂,采用了吸附分离和絮凝沉淀两个过程来进行印染废水的处理。改性纳米淀粉吸附剂和絮凝剂的投加量以及投加比例的变化,均会影响印染废水处理过程中,不同类型染料以及不同种类重金属离子污染物的处理效果。
需要注意的是,本领域的技术人员应该理解,针对不同来源不同种类的印染废水,根据该印染废水中染料种类和浓度差异,以及重金属离子的种类和浓度差异,在进行印染废水处理剂两步投加的过程中,改性纳米淀粉吸附剂与改性纳米淀粉絮凝剂投加量以及投加比例应当能够进行适当地调整,用以进行不同印染废水的处理。
综上所述,本发明提供了一种印染废水处理剂及处理方法。所述印染废水处理剂包括改性纳米淀粉吸附剂和改性纳米淀粉絮凝剂。本发明采用纳米淀粉作为吸附剂基体,加入柠檬酸与所述纳米淀粉颗粒进行酯化交联;再通过过硫酸钾引发剂将丙烯酰胺接枝到纳米淀粉颗粒上,得到改性纳米淀粉吸附剂。本发明还采用纳米淀粉作为絮凝剂基体,以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为阳离子醚化剂,氢氧化钠为催化剂,制备得到改性纳米淀粉絮凝剂。本发明还提供了一种印染废水的处理方法,首先调节待处理印染废水的pH值;然后分两步,依次投加所述改性纳米淀粉吸附剂和所述改性纳米淀粉絮凝剂,搅拌进行充分反应。本发明提供的处理方法高效且无二次污染。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。

Claims (3)

1.一种印染废水处理剂,其特征在于:所述印染废水处理剂包括改性纳米淀粉吸附剂和改性纳米淀粉絮凝剂;所述改性纳米淀粉吸附剂与所述改性纳米淀粉絮凝剂的质量分数比为30~70%:70~30%;
所述改性纳米淀粉吸附剂的制备方法,包括如下步骤:
S1、按照纳米淀粉颗粒、柠檬酸及磷酸二氢钾的质量百分比为75~85%:8~14%:7~11%将纳米淀粉颗粒、柠檬酸和磷酸二氢钾加入水中至完全溶解,加热至130~150℃下反应3~5h;然后洗涤抽滤,并且干燥处理,得到酯化的纳米淀粉颗粒;
S2、将所述酯化的纳米淀粉颗粒和浓度为0.003~0.008mol/L的过硫酸钾加入到水中,加热至70~90℃下搅拌0.5~1h配制成混合溶液;再加入0.5~2mol/L的丙烯酰胺溶液,在70~90℃条件下搅拌2~4h,进行丙烯酰胺接枝反应,然后洗涤抽滤,并且干燥处理,得到改性纳米淀粉吸附剂;
所述改性纳米淀粉絮凝剂的制备方法,包括如下步骤:
A1、配制质量分数为1.0~2.5wt%的氢氧化钠和质量分数为15~25wt%的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵混合溶液,活化10~20 min;
A2、在活化后的所述混合溶液中加入纳米淀粉颗粒,搅拌30~60 min至完全溶解,在50~60℃下密封反应2~3 h后,用有机溶剂洗涤干燥,得到改性纳米淀粉絮凝剂。
2.一种印染废水的处理方法,其特征在于:采用权利要求1所述的一种印染废水处理剂进行处理,包括如下步骤:
P1、将待处理印染废水的pH值调节至4~8;
P2、按照改性纳米淀粉吸附剂与改性纳米淀粉絮凝剂的质量分数比为30~70%:70~30%分两步进行所述印染废水处理剂的投加:先投加所述改性纳米淀粉吸附剂,搅拌进行充分反应0.5~1h;然后再投加所述改性纳米淀粉絮凝剂,搅拌进行充分反应0.5~2h。
3.根据权利要求2所述的印染废水的处理方法,其特征在于:所述印染废水处理剂的添加量为1~6g/L。
CN201911058256.7A 2019-11-01 2019-11-01 一种印染废水处理剂及处理方法 Active CN110759413B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911058256.7A CN110759413B (zh) 2019-11-01 2019-11-01 一种印染废水处理剂及处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911058256.7A CN110759413B (zh) 2019-11-01 2019-11-01 一种印染废水处理剂及处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110759413A CN110759413A (zh) 2020-02-07
CN110759413B true CN110759413B (zh) 2020-08-14

Family

ID=69335056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911058256.7A Active CN110759413B (zh) 2019-11-01 2019-11-01 一种印染废水处理剂及处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110759413B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022110089A1 (zh) * 2020-11-28 2022-06-02 南京溧水高新创业投资管理有限公司 一种用于印染废水的污水处理组合物及其制备方法
CN114014428B (zh) * 2021-12-06 2023-06-13 山东金洋药业有限公司 一种环保絮凝剂及其应用

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7595007B2 (en) * 2005-10-14 2009-09-29 Aquero Company Amino acid and carbohydrate polymers for use in soil retention, water conservation, water clarification, and dust control
CN103012680B (zh) * 2013-01-07 2013-09-04 江西宏大化工有限公司 一种复合改性淀粉浆料的制备方法
CN103087265A (zh) * 2013-02-17 2013-05-08 南京大学 一种接枝型两性淀粉絮凝剂的制备方法
CN103755873A (zh) * 2013-12-13 2014-04-30 扬州大学 一种阴离子型改性天然高分子聚合物絮凝剂的制备
CN103992413B (zh) * 2014-05-08 2016-06-01 江阴职业技术学院 交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂的合成方法
CN104761680B (zh) * 2015-03-19 2017-12-08 东北师范大学 一种具有重金属捕集作用的纳米淀粉基絮凝剂的制备方法
CN105820296B (zh) * 2016-05-10 2017-12-29 嘉兴艾尔瑞环境科技有限公司 一种交联型丙烯酰胺接枝淀粉的制备方法
CN108219072A (zh) * 2018-01-31 2018-06-29 中海石油(中国)有限公司 一种双水相方式合成淀粉接枝共聚纳米微球的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110759413A (zh) 2020-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109734145B (zh) 一种印染废水处理用复合絮凝剂
CN103387279B (zh) 一种化学键链接的强阳离子型接枝两性壳聚糖絮凝剂及其制法
CN110759413B (zh) 一种印染废水处理剂及处理方法
CN111470753B (zh) 一种提高污泥脱水率的污泥处理剂及其制备方法
CN110282856A (zh) 一种全强阳离子型接枝天然高分子污泥调理剂及其制备方法
CN108299598B (zh) 一种阳离子高分子聚合物的制备方法
CN112919602A (zh) 一种瓜尔胶-无机盐杂化型绿色絮凝剂及其制备方法
CN108996646B (zh) 一种聚硅酸铝钙-海藻酸钠复合絮凝剂的制备方法
Fan et al. Preparation and dewatering property of two sludge conditioners chitosan/AM/AA and chitosan/AM/AA/DMDAAC
CN108059224B (zh) 用于处理工业废水的复配型絮凝剂
CN113104900A (zh) 一种复合型聚合氯化铝铁絮凝除磷剂及其制备方法
CN111484148A (zh) 一种高效污水絮凝剂及其制备方法
CN112624565A (zh) 一种用于污泥深度脱水的多羟基有机阳离子高分子污泥调理剂及其制备方法
CN113121002A (zh) 一种絮凝剂及其制备方法和应用
CN115650391A (zh) 一种改性聚合氯化铝絮凝剂及其制备方法
Mishra et al. Tamarindus indica mucilage and its acrylamide-grafted copolymer as flocculants for removal of dyes
CN112456625B (zh) 一种工业废水处理剂及其制备方法
CN110040831B (zh) 一种海藻酸钠-聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵有机絮凝剂的制备方法
CN109019811B (zh) 一种基于有机铁的造纸废水处理用絮凝剂及其制备方法
CN117164764B (zh) 一种化学键链接的杂合天然高分子污泥调理剂及其制备方法与应用
CN115490313B (zh) 污水处理用絮凝剂及其制备方法
CN115140798B (zh) 一种用于纸业废水的污水处理剂及其制备方法
CN115057499B (zh) 一种城市污水处理剂及其制备方法
CN114773531A (zh) 一种改性壳聚糖絮凝剂及其制备方法和应用
CN115073669B (zh) 一种可用于废水处理的纤维素基吸附絮凝材料的制备方法

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
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200717

Address after: Shandong City, Zaozhuang province 277100 City District Xi Wang Zhuang Township resident

Applicant after: Shandong Xintai water treatment technology Limited by Share Ltd.

Address before: No. 505, Dongyue building, Aokema Avenue, jiehu street, Yinan County, Linyi City, Shandong Province

Applicant before: Linyi Shunchi Ecological Technology Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A kind of printing and dyeing wastewater treatment agent and treatment method

Effective date of registration: 20220819

Granted publication date: 20200814

Pledgee: Postal Savings Bank of China Co.,Ltd. Zaozhuang Branch

Pledgor: Shandong Xintai water treatment technology Limited by Share Ltd.

Registration number: Y2022980012975

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20231212

Granted publication date: 20200814

Pledgee: Postal Savings Bank of China Co.,Ltd. Zaozhuang Branch

Pledgor: Shandong Xintai water treatment technology Limited by Share Ltd.

Registration number: Y2022980012975

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A printing and dyeing wastewater treatment agent and treatment method

Effective date of registration: 20231215

Granted publication date: 20200814

Pledgee: Postal Savings Bank of China Limited Zaozhuang Shizhong District Branch

Pledgor: Shandong Xintai water treatment technology Limited by Share Ltd.

Registration number: Y2023980072267