CN110937673A - 一种环保生物基絮凝剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保生物基絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：A：向带蒸汽夹套的反应锅内加入30%‑31%的盐酸，加热到40‑50℃时，加入烧渣，进行搅拌，当反应锅内溶液达到38‑80波美度时，停止加渣，继续搅拌，反应1‑1.5h，当料达到40‑42波美度时，反应基本完成，将反应溶液移入另一容器内，静止一昼夜，上部黄色透明液体为三氯化铁；B：将微生物絮凝剂和天然高分子阴离子改性絮凝剂复合，复合方式为在80‑150rpm搅拌条件下，将微生物絮凝剂与天然高分子阴离子改性絮凝剂按重量比（1‑2）:1混合，配成均匀的溶液，制备得到复合生物絮凝剂。本发明能腐蚀混凝土和使某些塑料变形，可用于饮用水及工业给水净化处理，无毒无害、对环境友好、易生物降解。
Description
技术领域
本发明涉及环保生物基絮凝剂制备技术领域，具体为一种环保生物基絮凝剂的制备方法。
背景技术
生物絮凝剂是一类由微生物产生的，可使液体中不易降解的固体悬浮颗粒凝聚、沉淀的特殊高分子代谢产物，该类絮凝剂是具有高效、廉价、无毒、无二次污染的水处理剂，可广泛应用于饮用水处理、废水处理、食品工业和发酵工业等领域，生物絮凝剂是典型的环境友好型功能材料，适应当代可持续发展的理念，对人体健康和环境保护都有很重要的现实意义。
絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类，其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂；有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂，絮凝剂在废水处理中的应用有效的提升了污水处理速率，使废水处理效果显著，目前，该药剂在各行业废水处理中应用较为广泛，絮凝沉淀法是选用无机絮凝剂和有机阴离子型絮凝剂聚丙烯酰铵配制成水溶液加入废水中，便会产生压缩双电层，使废水中的悬浮微粒失去稳定性，胶粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝体、矾花。絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀，从而去除废水中的大量悬浮物，从而达到水处理的效果，为提高分离效果，可适时、适量加入助凝剂。
无机絮凝剂应用广泛，但是其絮凝效果差和在金属废液中残留浓度高而在废水处理中受到限制，有机絮凝剂因其在较低浓度的废水处理中显著的絮凝能力被广泛使用但是其难以生物降解和会在水中残留，对环境和人类造成一定伤害，不符合环保要求，为此我们提供了一种环保生物基絮凝剂的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保生物基絮凝剂的制备方法，具备环保，净水效果好，对悬浮物具有更好的促凝效果的优点，解决了无机絮凝剂和有机絮凝剂在废水处理用受到限制，生物降解中会产生残留，不符合环保要求的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保生物基絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
A：向带蒸汽夹套的反应锅内加入30%-31%的盐酸，加热到40-50℃时，加入烧渣，进行搅拌，当反应锅内溶液达到38-80波美度时，停止加渣，继续搅拌，反应1-1.5h，当料达到40-42波美度时，反应基本完成，将反应溶液移入另一容器内，静止一昼夜，上部黄色透明液体为三氯化铁；
B：将微生物絮凝剂和天然高分子阴离子改性絮凝剂复合，复合方式为在80-150rpm搅拌条件下，将微生物絮凝剂与天然高分子阴离子改性絮凝剂按重量比（1-2）:1混合，配成均匀的溶液，制备得到复合生物絮凝剂；
C：将淀粉、预处理棉花籽壳按照重量比6:1进行混合，随后送入到蒸汽物料仓中进行爆破处理，压力为1-2MPa，处理20-30min，随后进行泄压，将爆破处理后的混合物送入到温度为120-130°C的植物油中，边搅拌边加入，搅拌20-30min，随后于-5-5°C下冷冻2-3h，取出，恢复至室温，制得改性淀粉；
D：将步骤A中三氯化铁液体、步骤B中复合生物絮凝剂和步骤C中改性淀粉送入磁力搅拌器中，随后将温度升至70-80°C，搅拌40-60mim，制得环保生物基絮凝剂。
优选的，所述在步骤A中烧渣与盐酸的质量比为(0.3-0.5)∶1。
优选的，所述在步骤B中天然高分子阴离子改性絮凝剂是由含胶木粉通过羧甲基改性得到，所述微生物絮凝剂是由烟曲霉原变种HHE-A8发酵产生。
优选的，所述烟曲霉原变种由中国典型培养物保藏中心保藏，其简称为CCTCC，保藏编号为：CCTCC NO:M2012081，保藏日期为2012年3月14日。
优选的，所述在步骤C中植物油为菜籽油、蓖麻油、大豆油、棉花籽油中的一种或多种的组合物。
优选的，所述在步骤C中预处理棉花籽壳为棉花籽壳在100°C水中蒸煮2-3h，随后捣碎处理，再于65-75°C下干燥5-9h。
优选的，所述在步骤D中磁力搅拌器搅拌转速升至260-280r/min，搅拌30-40min，再将转速降至110-120r/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明淀粉是一种天然的高分子絮凝材料，其淀粉链段上含有大量羟基，将其先与预处理棉花籽壳进行蒸汽爆破处理，预处理棉花籽壳含有纤维素和木质素，爆破处理后表面体积增大，原料活性进一步增强，而木质素是一种可再生有机资源，吸附性、粘接性等性能好，纤维素韧性好，可提高淀粉作为基料在处理污水时的稳定性，同时可增强材料的絮凝效果，淀粉、预处理棉花籽壳二者再经过植物油改性后，油浴后植物油表面含有大量的羟基，可与淀粉链段结合，使其活性基团对悬浮物具有更好的促凝效果具备环保，净水效果好，对悬浮物具有更好的促凝效果的优点。
2、本发明三氯化铁沉淀速度快，不受温度的影响，用它来处理浊度高的废水，效果更显著，它的腐蚀性大，比硫酸亚铁的腐蚀性强，能腐蚀混凝土和使某些塑料变形，可用于饮用水及工业给水净化处理，无毒无害、对环境友好、易生物降解。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种环保生物基絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
A：向带蒸汽夹套的反应锅内加入30%-31%的盐酸，加热到40-50℃时，加入烧渣，进行搅拌，当反应锅内溶液达到38-80波美度时，停止加渣，继续搅拌，反应1-1.5h，当料达到40-42波美度时，反应基本完成，将反应溶液移入另一容器内，静止一昼夜，上部黄色透明液体为三氯化铁；
B：将微生物絮凝剂和天然高分子阴离子改性絮凝剂复合，复合方式为在80-150rpm搅拌条件下，将微生物絮凝剂与天然高分子阴离子改性絮凝剂按重量比（1-2）:1混合，配成均匀的溶液，制备得到复合生物絮凝剂；
C：将淀粉、预处理棉花籽壳按照重量比6:1进行混合，随后送入到蒸汽物料仓中进行爆破处理，压力为1-2MPa，处理20-30min，随后进行泄压，将爆破处理后的混合物送入到温度为120-130°C的植物油中，边搅拌边加入，搅拌20-30min，随后于-5-5°C下冷冻2-3h，取出，恢复至室温，制得改性淀粉；
D：将步骤A中三氯化铁液体、步骤B中复合生物絮凝剂和步骤C中改性淀粉送入磁力搅拌器中，随后将温度升至70-80°C，搅拌40-60mim，制得环保生物基絮凝剂。
实施例一：
一种环保生物基絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
A：向带蒸汽夹套的反应锅内加入30%的盐酸，加热到40℃时，加入烧渣，进行搅拌，当反应锅内溶液达到38波美度时，停止加渣，继续搅拌，反应1h，当料达到40波美度时，反应基本完成，将反应溶液移入另一容器内，静止一昼夜，上部黄色透明液体为三氯化铁，在步骤A中烧渣与盐酸的质量比为0.3∶1；
B：将微生物絮凝剂和天然高分子阴离子改性絮凝剂复合，复合方式为在80rpm搅拌条件下，将微生物絮凝剂与天然高分子阴离子改性絮凝剂按重量比1:1混合，配成均匀的溶液，制备得到复合生物絮凝剂；
C：将淀粉、预处理棉花籽壳按照重量比6:1进行混合，随后送入到蒸汽物料仓中进行爆破处理，压力为1MPa，处理20min，随后进行泄压，将爆破处理后的混合物送入到温度为120°C的植物油中，边搅拌边加入，搅拌20min，随后于-5°C下冷冻2h，取出，恢复至室温，制得改性淀粉；
D：将步骤A中三氯化铁液体、步骤B中复合生物絮凝剂和步骤C中改性淀粉送入磁力搅拌器中，随后将温度升至70°C，搅拌40mim，制得环保生物基絮凝剂。
实施例二：
一种环保生物基絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
A：向带蒸汽夹套的反应锅内加入30%的盐酸，加热到45℃时，加入烧渣，进行搅拌，当反应锅内溶液达到50波美度时，停止加渣，继续搅拌，反应1.2h，当料达到40波美度时，反应基本完成，将反应溶液移入另一容器内，静止一昼夜，上部黄色透明液体为三氯化铁，在步骤A中烧渣与盐酸的质量比为0.4∶1；
B：将微生物絮凝剂和天然高分子阴离子改性絮凝剂复合，复合方式为在100rpm搅拌条件下，将微生物絮凝剂与天然高分子阴离子改性絮凝剂按重量比1.5:1混合，配成均匀的溶液，制备得到复合生物絮凝剂，在步骤B中天然高分子阴离子改性絮凝剂是由含胶木粉通过羧甲基改性得到，微生物絮凝剂是由烟曲霉原变种HHE-A8发酵产生，烟曲霉原变种由中国典型培养物保藏中心保藏，其简称为CCTCC，保藏编号为：CCTCC NO:M2012081，保藏日期为2012年3月14日；
C：将淀粉、预处理棉花籽壳按照重量比6:1进行混合，随后送入到蒸汽物料仓中进行爆破处理，压力为1.4MPa，处理25min，随后进行泄压，将爆破处理后的混合物送入到温度为125°C的植物油中，边搅拌边加入，搅拌25min，随后于-3°C下冷冻2.5h，取出，恢复至室温，制得改性淀粉；
D：将步骤A中三氯化铁液体、步骤B中复合生物絮凝剂和步骤C中改性淀粉送入磁力搅拌器中，随后将温度升至75°C，搅拌45mim，制得环保生物基絮凝剂。
实施例三：
一种环保生物基絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
A：向带蒸汽夹套的反应锅内加入31%的盐酸，加热到48℃时，加入烧渣，进行搅拌，当反应锅内溶液达到38-80波美度时，停止加渣，继续搅拌，反应1.3h，当料达到42波美度时，反应基本完成，将反应溶液移入另一容器内，静止一昼夜，上部黄色透明液体为三氯化铁，烧渣与盐酸的质量比为0.4∶1；
B：将微生物絮凝剂和天然高分子阴离子改性絮凝剂复合，复合方式为在110rpm搅拌条件下，将微生物絮凝剂与天然高分子阴离子改性絮凝剂按重量比2:1混合，配成均匀的溶液，制备得到复合生物絮凝剂，天然高分子阴离子改性絮凝剂是由含胶木粉通过羧甲基改性得到，微生物絮凝剂是由烟曲霉原变种HHE-A8发酵产生，烟曲霉原变种由中国典型培养物保藏中心保藏，其简称为CCTCC，保藏编号为：CCTCC NO:M2012081，保藏日期为2012年3月14日；
C：将淀粉、预处理棉花籽壳按照重量比6:1进行混合，随后送入到蒸汽物料仓中进行爆破处理，压力为2MPa，处理30min，随后进行泄压，将爆破处理后的混合物送入到温度为130°C的植物油中，边搅拌边加入，搅拌30min，随后于-1°C下冷冻2.6h，取出，恢复至室温，制得改性淀粉，植物油为菜籽油、蓖麻油、大豆油、棉花籽油中的一种或多种的组合物，预处理棉花籽壳为棉花籽壳在100°C水中蒸煮2.6h，随后捣碎处理，再于70°C下干燥7h；
D：将步骤A中三氯化铁液体、步骤B中复合生物絮凝剂和步骤C中改性淀粉送入磁力搅拌器中，随后将温度升至78°C，搅拌55mim，制得环保生物基絮凝剂。
实施例四：
一种环保生物基絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
A：向带蒸汽夹套的反应锅内加入31%的盐酸，加热到50℃时，加入烧渣，进行搅拌，当反应锅内溶液达到80波美度时，停止加渣，继续搅拌，反应1.5h，当料达到42波美度时，反应基本完成，将反应溶液移入另一容器内，静止一昼夜，上部黄色透明液体为三氯化铁，烧渣与盐酸的质量比为0.5∶1；
B：将微生物絮凝剂和天然高分子阴离子改性絮凝剂复合，复合方式为在150rpm搅拌条件下，将微生物絮凝剂与天然高分子阴离子改性絮凝剂按重量比2:1混合，配成均匀的溶液，制备得到复合生物絮凝剂，天然高分子阴离子改性絮凝剂是由含胶木粉通过羧甲基改性得到，微生物絮凝剂是由烟曲霉原变种HHE-A8发酵产生，烟曲霉原变种由中国典型培养物保藏中心保藏，其简称为CCTCC，保藏编号为：CCTCC NO:M2012081，保藏日期为2012年3月14日；
C：将淀粉、预处理棉花籽壳按照重量比6:1进行混合，随后送入到蒸汽物料仓中进行爆破处理，压力为2MPa，处理30min，随后进行泄压，将爆破处理后的混合物送入到温度为130°C的植物油中，边搅拌边加入，搅拌30min，随后于-1°C下冷冻3h，取出，恢复至室温，制得改性淀粉，植物油为菜籽油、蓖麻油、大豆油、棉花籽油中的一种或多种的组合物，预处理棉花籽壳为棉花籽壳在100°C水中蒸煮3h，随后捣碎处理，再于75°C下干燥9h；
D：将步骤A中三氯化铁液体、步骤B中复合生物絮凝剂和步骤C中改性淀粉送入磁力搅拌器中，随后将温度升至80°C，搅拌60mim，制得环保生物基絮凝剂，磁力搅拌器搅拌转速升至280r/min，搅拌40min，再将转速降至120r/min。
综上所述：该环保生物基絮凝剂的制备方法，具备环保，净水效果好，对悬浮物具有更好的促凝效果的优点，解决了无机絮凝剂和有机絮凝剂在废水处理用受到限制，生物降解中会产生残留，不符合环保要求的问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种环保生物基絮凝剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
A：向带蒸汽夹套的反应锅内加入30%-31%的盐酸，加热到40-50℃时，加入烧渣，进行搅拌，当反应锅内溶液达到38-80波美度时，停止加渣，继续搅拌，反应1-1.5h，当料达到40-42波美度时，反应基本完成，将反应溶液移入另一容器内，静止一昼夜，上部黄色透明液体为三氯化铁；
B：将微生物絮凝剂和天然高分子阴离子改性絮凝剂复合，复合方式为在80-150rpm搅拌条件下，将微生物絮凝剂与天然高分子阴离子改性絮凝剂按重量比（1-2）:1混合，配成均匀的溶液，制备得到复合生物絮凝剂；
C：将淀粉、预处理棉花籽壳按照重量比6:1进行混合，随后送入到蒸汽物料仓中进行爆破处理，压力为1-2MPa，处理20-30min，随后进行泄压，将爆破处理后的混合物送入到温度为120-130°C的植物油中，边搅拌边加入，搅拌20-30min，随后于-5-5°C下冷冻2-3h，取出，恢复至室温，制得改性淀粉；
D：将步骤A中三氯化铁液体、步骤B中复合生物絮凝剂和步骤C中改性淀粉送入磁力搅拌器中，随后将温度升至70-80°C，搅拌40-60mim，制得环保生物基絮凝剂。
2.根据权利要求1所述的一种环保生物基絮凝剂的制备方法，其特征在于：所述在步骤A中烧渣与盐酸的质量比为(0.3-0.5)∶1。
3.根据权利要求1所述的一种环保生物基絮凝剂的制备方法，其特征在于：所述在步骤B中天然高分子阴离子改性絮凝剂是由含胶木粉通过羧甲基改性得到，所述微生物絮凝剂是由烟曲霉原变种HHE-A8发酵产生。
4.根据权利要求3所述的一种环保生物基絮凝剂的制备方法，其特征在于：所述烟曲霉原变种由中国典型培养物保藏中心保藏，其简称为CCTCC，保藏编号为：CCTCC NO:M2012081，保藏日期为2012年3月14日。
5.根据权利要求1所述的一种环保生物基絮凝剂的制备方法，其特征在于：所述在步骤C中植物油为菜籽油、蓖麻油、大豆油、棉花籽油中的一种或多种的组合物。
6.根据权利要求1所述的一种环保生物基絮凝剂的制备方法，其特征在于：所述在步骤C中预处理棉花籽壳为棉花籽壳在100°C水中蒸煮2-3h，随后捣碎处理，再于65-75°C下干燥5-9h。
7.根据权利要求1所述的一种环保生物基絮凝剂的制备方法，其特征在于：所述在步骤D中磁力搅拌器搅拌转速升至260-280r/min，搅拌30-40min，再将转速降至110-120r/min。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200331 |
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