CN111847610A

CN111847610A - 可生物分解絮凝剂及其制作方法

Info

Publication number: CN111847610A
Application number: CN201910354866.5A
Authority: CN
Inventors: 郑元隆; 刘钟顺
Original assignee: Quancheng Xingye Co ltd
Current assignee: Quancheng Xingye Co ltd
Priority date: 2019-04-29
Filing date: 2019-04-29
Publication date: 2020-10-30

Abstract

本发明揭露一种可生物分解絮凝剂及其制作方法，而可生物分解絮凝剂是包含多醣、葡萄糖、天然陶土、醋酸及水，且PH值为2～4之间，且其制作方法包含依序进行的陶土悬浮液制作步骤、加热步骤、添加多醣步骤、第一搅拌步骤、添加葡萄糖步骤、第二搅拌步骤以及调整酸碱值步骤。由于可生物分解絮凝剂不会释出有害离子，且本身会被自然分解，再加上经可生物分解絮凝剂处理过后的产物可被生物分解为基础元素，所以不会累积在系统中，能实现商业化的全封闭式的全回圈零排放的污水处理系统。

Description

可生物分解絮凝剂及其制作方法

技术领域

本发明有关于一种可生物分解絮凝剂及其制作方法，尤其是利用陶土悬浮液制作步骤、加热步骤、添加多醣步骤、第一搅拌步骤、添加葡萄糖步骤、第二搅拌步骤以及调整酸碱值步骤将多醣、葡萄糖、天然陶土、醋酸及水制作成可生物分解絮凝剂，可实现商业化的全封闭式的全回圈零排放的污水处理系统。

背景技术

随着整体工业的发展，各种工业所制造的污水也不断增加，比如布料染整业、皮革加工业、表面处理业、电镀业，等等。而在环保意识日益高涨的国际氛围下，为避免对环境造成冲击，同时保障生活品质，这类工业污水必须经过适当处理。目前，各国已针对污水的排放标准订下严格的法规。

简而言之，工业污水一般会包含重金属、或具生物毒性的有机物及无机物，而在实际处理手段上，常常使用絮凝剂先将污水中微小的固态颗粒聚集成较大颗粒，以方便后续的沉降处理，进而以沉淀物的方式分离，达到移除的目标。

在水处理的现有技术中，一般是使用聚氯化铝(Polyaluminium Chloride，PAC)作为主要的絮凝剂成分，并以聚丙烯酰胺(Polyacrylamide，PAM)做为助凝剂的成分。

具体而言，聚氯化铝(PAC)是一种多羟基、多核络合体的阳离子型无机高分子絮凝剂，本身为黄色或灰色片状、粒状或粉末状固体，且易溶于水，有较强的架桥吸附性，并在水解过程中伴随电化学、凝聚、吸附和沉淀等物理化变化而达到水质凈化的作用。聚氯化铝(PAC)不具毒性，但是所包含的铝离子对人体有害，过多摄入会导致缺钙，会对大脑造成损伤，且会积聚在肝、脾、肾等部位，妨碍人体的消化吸收功能。

聚丙烯酰胺(PAM)具有良好的热稳定性，易溶于冷水，其水溶液的粘度与浓度近似于对数关系，且具有很高的粘度，对电解质有很好的容忍性。再者，聚丙烯酰胺本身不具毒性，但是在高温下会分解还原出少量的丙烯酰胺单体，而丙烯酰胺单体是种神经毒素。聚丙烯酰胺的分子链很长，能再两个粒子之间形成架桥，用以加速微颗粒的沉降速度，因此是很好的助凝剂。

虽然聚氯化铝(PAC)/聚丙烯酰胺(PAM)的组合具有优异的絮凝作用，并已广泛使用于各种水处理领域，然而，现有技术的缺点在于聚氯化铝在水中溶解会释出氯离子及铝离子，前者会造成生物分解池的生物活性降低，后者会对人体产生危害，而聚丙烯酰胺的单体丙烯酰胺泽对哺乳类具有神经毒性、生殖与基因毒性以及致癌性。

此外，目前市场上仍未出现商业化的全封闭式污水处理系统，即全回圈零排放废水，其关键因素即在于传统絮凝剂PAC/PAM所释出的产物无法被自然分解，会不断累积在系统当中，最终导致系统崩溃。

因此，非常需要一种创新的可生物分解絮凝剂及其制作方法，能实现全回圈零排放废水的目标，藉以解决上述现有技术的所有问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可生物分解絮凝剂，包括多醣、葡萄糖、天然陶土、醋酸及水，其中多醣可包含氨基多醣聚合物、岩藻多糖、聚糖酰胺、低聚壳聚糖以及酵母聚糖的至少其中之一，而天然陶土可包含蒙托土(Montmorillonite)、高领土(Kaolinite)、蛭石(Vermiculite)以及滑石(Talc)的至少其中之一，尤其，多醣、葡萄糖、天然陶土、醋酸占整体可生物分解絮凝剂的重量百分比分别为1％～10％、1％～10％、5％～20％、1％～10％，且可生物分解絮凝剂的PH值为2～4之间。

本发明的另一目的在于提供一种可生物分解絮凝剂的制作方法，包括陶土悬浮液制作步骤、加热步骤、添加多醣步骤、第一搅拌步骤、添加葡萄糖步骤、第二搅拌步骤以及调整酸碱值步骤，用以制作可生物分解絮凝剂。

具体而言，在陶土悬浮液制作步骤中，取10～30％的天然陶土与水混合而调制成陶土悬浮液，在加热步骤中，是将陶土悬浮液加热至40-60℃，而添加多醣步骤是加入1～10％的多醣到已加热的陶土悬浮液中。

接着，在第一搅拌步骤中，于恒温下搅拌10～50分钟，藉以形成均匀相溶液，并进入添加葡萄糖步骤，缓慢加入1～10％的葡萄糖于均匀相溶液中，然后执行第二搅拌步骤，搅拌约10～30分至葡萄糖完全溶解。

最后进入调整酸碱值步骤，加入适量的醋酸，藉以调整pH值至2-4，而得到所需的可生物分解絮凝剂。

由于本发明的可生物分解絮凝剂不会释出有害离子，且本身会被自然分解，尤其是经本发明可生物分解絮凝剂处理过后的产物可被生物分解为基础元素，所以不会累积在废水处理系统中，能实现商业化的全封闭式污水处理系统，即全回圈零排放废水的环保目标。因此，本发明的可生物分解絮凝剂可完全取代一般现有的聚氯化铝(PAC)及助凝剂的聚丙烯酰胺(PAM)，当作污水处理的主要絮凝剂成分。

附图说明

图1显示依据本发明实施例可生物分解絮凝剂的制作方法的示意图。

其中，附图标记说明如下：

S10陶土悬浮液制作步骤

S20加热步骤

S30添加多醣步骤

S40第一搅拌步骤

S50添加葡萄糖步骤

S60第二搅拌步骤

S70调整酸碱值步骤

具体实施方式

以下配合图示及元件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。

本发明的第一实施例为可生物分解絮凝剂，主要包含多醣、葡萄糖、天然陶土、醋酸及水，其中多醣可包含聚氨基多醣聚合物、岩藻多糖、聚糖酰胺、低聚壳聚糖以及酵母聚糖的至少其中之一，，而天然陶土可包含蒙托土(Montmorillonite)、高领土(Kaolinite)、蛭石(Vermiculite)以及滑石(Talc)的至少其中之一，尤其，多醣、葡萄糖、天然陶土、醋酸占整体可生物分解絮凝剂的重量百分比分别为1％～10％、1％～10％、5％～20％、1％～10％，且可生物分解絮凝剂的PH值为2～4之间。

接着请参考图1，本发明第二实施例可生物分解絮凝剂的制作方法的示意图。如图1所示，本发明第二实施例可生物分解絮凝剂的制作方法包括依序进行的陶土悬浮液制作步骤S10、加热步骤S20、添加多醣步骤S30、第一搅拌步骤S40、添加葡萄糖步骤S50、第二搅拌步骤S60以及调整酸碱值步骤S70，用以制作上述第一实施例的可生物分解絮凝剂。

具体而言，本发明首先进行陶土悬浮液制作步骤S10，取10～30％天然陶土与水混合而调制成陶土悬浮液，接着在加热步骤S20中，将陶土悬浮液加热至40-60℃。之后，进入添加多醣步骤S30，加入1～10％的多醣到加热的陶土悬浮液中，并在第一搅拌步骤S40中，于恒温下搅拌10～50分钟，藉以形成均匀相溶液。

然后，在添加葡萄糖步骤S50中，缓慢加入1～10％的葡萄糖于均匀相溶液，并进入第二搅拌步骤S60，搅拌约10～30分至葡萄糖完全溶解。

最后进入调整酸碱值步骤S70，加入醋酸以调整pH值至2-4，因而得到所需的可生物分解絮凝剂，其中所使用的醋酸为重量百分浓度90％的工业级醋酸。

在实际应用上，本发明的可生物分解絮凝剂可完全取代一般现有的聚氯化铝(PAC)及助凝剂的聚丙烯酰胺(PAM)，而作为污水处理的主要絮凝剂成分。

由于本发明的可生物分解絮凝剂不会释出有害离子，且本身会被自然分解，再加上经本发明可生物分解絮凝剂处理过后的产物可被生物分解为基础元素，所以不会累积在废水处理系统中，能实现商业化的全封闭式污水处理系统，亦即全回圈零排放废水的环保目标。

此外，本发明的可生物分解絮凝剂不但在成为污泥排出后可自然被生物分解，亦可配合好氧/厌氧微生物处理技术，当作生物分解池中微生物所需的养分，助长分解池的效率，尤其，可生物分解絮凝剂的添加过程不会释出无法被系统所分解的产物积累于系统当中，造成微生物之死亡。

此外，为了提供使用者在佳使用条件下使用本发明可生物分解絮凝剂，因而可针对目标处理之水样进行瓶杯实验(Jar test)，以获得最佳的加药量与使用环境，比如酸碱值、加料顺序、反应时间，等等。

综上所述，本发明的特点在于利用多醣、天然陶土提供絮凝作用，并藉醋酸调节最佳的酸值范围以加强絮凝作用，尤其不会释放任何有害物质，所以使用上非常安全，可完全取代聚氯化铝(PAC)/聚丙烯酰胺(PAM)。

本发明的另一特点在于絮凝剂本身具有可被生物分解的特性，而且其中的葡萄糖可当作后续生物分解时的养份，用于加速分解速度，提高分解效率，所以能确实达到商业化全封闭式污水处理系统，实现全回圈零排放废水的环保目标。

以上所述仅为用以解释本发明之较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims

1.一种可生物分解絮凝剂，其特征在于，包含多醣、葡萄糖、天然陶土、醋酸及水，其中该天然陶土可包含蒙托土(Montmorillonite)、高领土(Kaolinite)、蛭石(Vermiculite)以及滑石(Talc)的至少其中之一，且该多醣、该葡萄糖、该天然陶土以及该醋酸占整体的该可生物分解絮凝剂的重量百分比分别为1％～10％、1％～10％、5％～20％、1％～10％，而且该可生物分解絮凝剂的PH值为2～4之间。

2.根据权利要求1所述的可生物分解絮凝剂，其特征在于，该多醣包含聚氨基多醣聚合物、岩藻多糖、聚糖酰胺、低聚壳聚糖以及酵母聚糖的至少其中之一。

3.一种可生物分解絮凝剂的制作方法，用以制作一可生物分解絮凝剂，其特征在于，包含：

一陶土悬浮液制作步骤，取10～30％的一天然陶土与水混合而调制成一陶土悬浮液；

一加热步骤，将该陶土悬浮液加热至40-60℃；

一添加多醣步骤，加入1～10％的多醣到已加热的该陶土悬浮液中；

一第一搅拌步骤，于恒温下搅拌10～50分钟，藉以形成一均匀相溶液；

一添加葡萄糖步骤，缓慢加入1～10％的葡萄糖于该均匀相溶液中；

一第二搅拌步骤，搅拌约10～30分至该葡萄糖完全溶解；以及

一调整酸碱值步骤，加入醋酸以调整pH值至2-4，而得到该可生物分解絮凝剂。

4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，该多醣包含聚氨基多醣聚合物、岩藻多糖、聚糖酰胺、低聚壳聚糖以及酵母聚糖的至少其中之一。

5.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，该天然陶土包含蒙托土、高领土、蛭石以及滑石的至少其中之一。

6.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，该多醣、该葡萄糖、该天然陶土以及该醋酸占整体的该可生物分解絮凝剂的重量百分比分别为1％～10％、1％～10％、5％～20％、1％～10％。

7.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，该醋酸为重量百分浓度90％的工业级醋酸。