CN113896309A - 一种污水处理用改性聚丙烯酰胺及其制备方法 - Google Patents
一种污水处理用改性聚丙烯酰胺及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113896309A CN113896309A CN202111249068.XA CN202111249068A CN113896309A CN 113896309 A CN113896309 A CN 113896309A CN 202111249068 A CN202111249068 A CN 202111249068A CN 113896309 A CN113896309 A CN 113896309A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- modified polyacrylamide
- sewage treatment
- sewage
- polyacrylamide
- parts
- 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
Links
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 title claims abstract description 92
- 239000010865 sewage Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- 235000018694 Solanum laxum Nutrition 0.000 claims abstract description 39
- 240000004488 Solanum wendlandii Species 0.000 claims abstract description 39
- 235000000305 Solanum wendlandii Nutrition 0.000 claims abstract description 39
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims abstract description 36
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims abstract description 36
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims abstract description 36
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims abstract description 36
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims abstract description 34
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 29
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 23
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 22
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 21
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 21
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 6
- 230000003631 expected effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 18
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 17
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical group [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 2
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000023445 Congenital pulmonary airway malformation Diseases 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000001516 effect on protein Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000001046 green dye Substances 0.000 description 1
- 238000009775 high-speed stirring Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- FDZZZRQASAIRJF-UHFFFAOYSA-M malachite green Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC=C1C(C=1C=CC=CC=1)=C1C=CC(=[N+](C)C)C=C1 FDZZZRQASAIRJF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940107698 malachite green Drugs 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000005408 paramagnetism Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
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
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/48—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
- C02F1/488—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields for separation of magnetic materials, e.g. magnetic flocculation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/08—Chemical Oxygen Demand [COD]; Biological Oxygen Demand [BOD]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/14—NH3-N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/16—Total nitrogen (tkN-N)
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明提出一种污水处理用改性聚丙烯酰胺及其制备方法，涉及净水技术领域。该污水处理用改性聚丙烯酰胺主要包括按重量份数计的以下原料：玉米秸秆5‑8份、马铃薯藤叶5‑8份、丙烯酰胺10‑15份以及磁性纳米铁0.5‑0.7份。该改性聚丙烯酰胺以玉米秸秆以及马铃薯藤叶作为多孔生物碳的原料，并且以烧制而成的多孔生物碳作为骨架，并为聚丙烯酰胺以及纳米磁性铁提供负载位点，从而配合形成净水效果较好的改性聚丙烯酰胺。当改性聚丙烯酰胺处理完污水后，可通过磁性去除的方式除去，从而达到易分离的预期效果，避免污水受到二次污染。另外，该改性聚丙烯酰胺的制备方法能够简单地制作出改性聚丙烯酰胺，且易从污水中除去，实用性更强。
Description
技术领域
本发明涉及净水技术领域，具体而言，涉及一种污水处理用改性聚丙烯酰胺及其制备方法。
背景技术
聚丙烯酰胺(cpolyacrylamids)简称PAM，又分阴离子(HPAM)阳离子(CPAM)，非离子(NPAM)是一种线型高分子聚合物。其在常温下为坚硬的玻璃态固体，具有热稳定性好，易溶于水的特点。但是聚丙烯酰胺的亲水性较好，在处理污水之后，不易与污水分离，使用效果较差。因此，针对上述问题，对聚丙烯酰胺进行改性，能够有效提升其性能，方便使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水处理用改性聚丙烯酰胺，其能够有效除去水中的污染物质，且当该改性聚丙烯酰胺处理完污水后，容易从污水中去除，使用效果较好。
本发明的另一目的在于提供一种污水处理用改性聚丙烯酰胺的制备方法，其能够通过简单的方法制备出具有上述优势的改性聚丙烯酰胺，使用价值以及实用价值较高。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一方面，本发明提出一种污水处理用改性聚丙烯酰胺，包括按重量份数计的以下原料：玉米秸秆5-8份、马铃薯藤叶5-8份、丙烯酰胺10-15份以及磁性纳米铁0.5-0.7份。
另一方面，本发明提出一种污水处理用改性聚丙烯酰胺的制备方法，主要包括以下步骤：
将玉米秸秆以及马铃薯藤叶经过预处理后，进行第一次烧制，再研磨后制得混合物；将丙烯酰胺与碱液混合后，进行紫外线照射30min-60min后，制得反应物；将混合物、反应物以及磁性纳米铁混合并搅拌后，进行第二次烧制，制得污水处理用改性聚丙烯酰胺。
本发明实施例的污水处理用改性聚丙烯酰胺及其制备方法至少具有以下有益效果：
本发明提出一种污水处理用改性聚丙烯酰胺，包括按重量份数计的以下原料：玉米秸秆5-8份、马铃薯藤叶5-8份、丙烯酰胺10-15份以及磁性纳米铁0.5-0.7份。该改性聚丙烯酰胺以玉米秸秆以及马铃薯藤叶作为多孔生物碳的原料，并且以烧制而成的多孔生物碳作为骨架，并为聚丙烯酰胺以及纳米磁性铁提供负载位点，从而配合形成净水效果较好的改性聚丙烯酰胺，增强其附加值。同时，当改性聚丙烯酰胺处理完污水后，可通过磁性去除的方式去除污水中的改性聚丙烯酰胺，从而达到容易分离的预期效果，避免污水受到二次污染，同时分离成本较低，实用性更强。
另外，本发明还提出一种污水处理用改性聚丙烯酰胺的制备方法，其能够简单的制备方法制作出性能较好的改性聚丙烯酰胺，且易从污水中除去，实用性更强。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本发明。
本发明提供一种污水处理用改性聚丙烯酰胺，包括按重量份数计的以下原料：玉米秸秆5-8份、马铃薯藤叶5-8份、丙烯酰胺10-15份以及磁性纳米铁0.5-0.7份。
其中，玉米秸秆是供作饲料为主的粮、经、饲兼用作物，同样也是农业生产的重要生产资源。玉米秸秆中含有丰富的营养以及可利用的化学成分，可用作畜牧业饲料的原料。
当将玉米秸秆进行烧制后，其可在高温条件下被制备成多孔生物炭，从而形成吸附能力强的吸附材料，进一步有效提升改性聚丙烯酰胺对污水的处理效果。
本发明中，将烧制后的玉米秸秆作为骨架，为聚丙烯酰胺提供诸多作用点位，此时，烧制后的玉米秸秆不仅能够达到进一步提升吸附效果的作用，还可使得聚丙烯酰胺附着于多孔生物炭内，以此达到提升聚丙烯酰胺性能的效果。
马铃薯藤叶：马铃薯藤叶属于农作物收割后的废弃物，由于其有毒，因此，将其作为肥料再次使用时对农作物有害，同时，马铃薯藤叶作为堆肥材料，易会造成生物菌种死亡的现象发生。可见马铃薯藤叶作为资源再次使用时具有较大的困难。
但是，由于马铃薯藤叶中含有纤维素、半纤维素以及木质素等成分，且其钾的含量较高，因此，马铃薯藤叶具有作为资源再次使用的优势。
当将马铃薯藤叶经过预处理后，进行烧制，能够制成马铃薯生物炭，从而达到预期的处理效果。即为，马铃薯藤叶经过烧制后，与玉米秸秆相似，亦可制成多孔生物炭，其可作为聚丙烯酰胺的附着骨架，位点诸多，结合较为稳固，以此使得改性聚丙烯酰胺能够具有更好地吸附效果。
同时，马铃薯中含有的钾离子不会因为烧制而损失，反而由于其的存在，使得钾离子与聚丙烯酰胺上的阴离子进行结合，以此配合形成改性聚丙烯酰胺，达到预期的处理效果。
丙烯酰胺：丙烯酰胺溶于水和乙醇，微溶于苯以及甲苯，具有易升华以及易聚合的特点，因此，将丙烯酰胺作为聚合物的原料时，其由于本身特性易聚合，因此，聚合反应较易发生，即为，其能够在环境较为温和的条件下进行，以此降低合成成本。同时，由于其聚合物对蛋白质以及淀粉等的絮凝效果较好，因此，被用作絮凝剂，以此达到净化水的效果。
磁性纳米铁：磁性纳米铁是一种具有良好的顺磁性以及生物相容性的材料。由于其纳米粒径，因此，其比表面积较大，此时，该纳米磁性铁能够在多孔生物碳上负载，且负载能力较强，不易脱落。
当纳米磁性铁与多孔生物炭混合进行烧制时，在高温的作用下，纳米磁性铁能够在能量充足，且熵值较大的条件下进行负载，以此达到预期的负载效果，避免其脱落，对污水造成二次污染。
另外，将磁性纳米铁与多孔生物碳骨架以及聚丙烯酰胺结合后，改性的聚丙烯酰胺由于磁性纳米铁的分布以及负载作用而具有磁性。因此，当将改性聚丙烯酰胺用于处理污水时，处理人可通过磁性吸附将污水中投放的改性聚丙烯酰胺除去，从而达到容易去除的效果，避免对污水造成二次污染，符合排放标准。
综上可见，本发明中，以玉米秸秆以及马铃薯藤叶作为多孔生物碳的原料，并且以烧制而成的多孔生物碳作为骨架，并为聚丙烯酰胺以及纳米磁性铁提供负载位点，从而配合形成净水效果较好的改性聚丙烯酰胺，增强其附加值。同时，当改性聚丙烯酰胺处理完污水后，可通过磁性去除的方式去除污水中的改性聚丙烯酰胺，从而达到容易分离的预期效果，避免污水受到二次污染，同时分离成本较低，实用性更强。
本发明提供一种污水处理用改性聚丙烯酰胺的制备方法，主要包括以下步骤：
将玉米秸秆以及马铃薯藤叶经过预处理后，进行第一次烧制，再研磨后制得混合物；将丙烯酰胺与碱液混合后，进行紫外线照射30min-60min后，制得反应物；将混合物、反应物以及磁性纳米铁混合并搅拌后，进行第二次烧制，制得污水处理用改性聚丙烯酰胺。
具体地，将玉米秸秆以及马铃薯藤叶经过预处理后，进行第一次烧制，再研磨后制得混合物。本发明中，将玉米秸秆以及马铃薯藤叶经过预处理能够有效提升烧制而成的多孔生物炭的质量，从而提升其对污水的处理效果。
本发明中，预处理主要包括以下步骤：将玉米秸秆以及马铃薯藤叶粉碎至粒径为0.5mm-1mm后，制得浆液，然后将浆液过滤后得到滤渣。并将滤渣在100℃-120℃的条件下进行干燥后，制得预处理物。
其中，粉碎其粒径至0.5mm-1mm能够使得玉米秸秆以及马铃薯藤叶的干燥效果较好，避免在干燥过程中产生内部干燥效果不佳的现象。
然后，以20目-40目的水相滤膜作为过滤介质进行过滤，将滤液除去，制得滤渣。并将滤渣放置在100℃-120℃条件下进行干燥，且干燥时间为6h-10h，以此除去滤渣中的游离水分，为第一次烧制提供便利，同时，还可降低烧制对烧制仪器的损害，使用效果较好。
当干燥超过该温度时，干燥的成本较高，且性比价更低，而当干燥的温度较低时，滤渣中的水分含量依然较高，对烧制的影响较大，不仅会影响多孔生物炭的形成结构，而且还对烧制仪器产生危害，使用价值较低。
经预处理后，在温度为260℃-280℃的条件下进行第一次烧制，且第一次烧制的时间为40min-50min。在该温度下进行烧制能够使得滤渣中的结合水分部分损失，从而达到降低研磨难度的效果。并且，在此步骤中，能够使得水分进一步损失，以此使得第二次烧制的效果更好，避免出现水分大量损失，造成生物炭的孔径较大，吸附效果较差。
当烧制温度超过该温度时，易使得滤渣上形成多个大孔径，而当温度较低时，达不到预期效果。
然后，将第一次烧制后的滤渣进行研磨，使得混合物的粒径为500nm-600nm，从而使得混合物能够与其他原料混合的效果更好，且在此条件下，其对污水的处理效果更好。
本发明中，将丙烯酰胺与碱液以体积比为1:(1-1.2)的比例混合，且碱液以氢氧根计的浓度为13wt％-25wt％。如此，丙烯酰胺能够在具有碱液的条件下发生聚合反应，形成阴离子聚丙烯酰胺。
当其与碱液混合后，进行紫外线照射30min-60min，达到引发反应的效果，从而使得反应能够迅速发生，效果较好。而且，在此过程中，紫外线的光强度为85μw/cm2-100μw/cm2。
经过反应后制得反应物，即为聚丙烯酰胺，并将反应物、混合物以及磁性纳米铁进行混合并搅拌，且搅拌的速度为500rpm-800rpm，搅拌时间为1h-2h。在高速搅拌下使得上述制备物混合均匀，从而使得制备的改性聚丙烯酰胺的质量较为统一和均匀，质量上乘。
当混合均匀后，在温度为300℃-320℃的条件下进行第二次烧制，一方面制成多孔生物碳，另一方面使得反应物以及磁性纳米铁进行负载，使得其能够充分地分布在生物炭的结构上，以此达到较好的处理效果。
本发明中，污水处理用改性聚丙烯酰胺的粒径小于300nm，如此，对污水的处理效果能够进一步有效提升。
本发明中，碱液可选用氢氧化钠或氢氧化钾，亦可选成碳酸氢钠。
本发明中，烧结可选用马弗炉进行烧制，亦可选用其他方式进行烧制，以此达到预期效果。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例的目的在于提供一种污水处理用改性聚丙烯酰胺，原料如下：
玉米秸秆6.5kg、马铃薯藤叶6.5kg、丙烯酰胺13kg以及磁性纳米铁0.6kg。
该污水处理用改性聚丙烯酰胺的制备方法具体如下：
将玉米秸秆和马铃薯藤叶粉碎至粒径0.7mm后，以30目过滤介质进行过滤制得滤渣，将滤渣在110℃条件下干燥8h后，制得预处理物；
将预处理物在温度270℃的条件下进行第一次烧制，烧制45min后，再研磨后制得混合物，且混合物的粒径为550nm；
将丙烯酰胺与碱液以体积比1:0.11的比例混合，其中，碱液以氢氧根计的浓度为20wt％，经混合均匀后，在光强度为95μw/cm2的条件下进行紫外线照射45min后，制得反应物；将混合物、反应物以及磁性纳米铁混合，并在650rpm的条件下搅拌1.5h后，在温度为310℃的条件下进行第二次烧制，且烧制时间为3h，制得粒径小于300nm污水处理用改性聚丙烯酰胺。
实施例2
本实施例的目的在于提供一种污水处理用改性聚丙烯酰胺，原料如下：
玉米秸秆5kg、马铃薯藤叶5kg、丙烯酰胺10kg以及磁性纳米铁0.5kg。
该污水处理用改性聚丙烯酰胺的制备方法具体如下：
将玉米秸秆和马铃薯藤叶粉碎至粒径0.5mm后，以20目过滤介质进行过滤制得滤渣，将滤渣在100℃条件下干燥6h后，制得预处理物；
将预处理物在温度260℃的条件下进行第一次烧制，烧制40min后，再研磨后制得混合物，且混合物的粒径为500nm；
将丙烯酰胺与碱液以体积比1:0.15的比例混合，其中，碱液以氢氧根计的浓度为13wt％，经混合均匀后，在光强度为85μw/cm2的条件下进行紫外线照射30min后，制得反应物；将混合物、反应物以及磁性纳米铁混合，并在500rpm的条件下搅拌1h后，在温度为300℃的条件下进行第二次烧制，且烧制时间为2h，制得粒径小于300nm污水处理用改性聚丙烯酰胺。
实施例3
本实施例的目的在于提供一种污水处理用改性聚丙烯酰胺，原料如下：
玉米秸秆8kg、马铃薯藤叶8kg、丙烯酰胺15kg以及磁性纳米铁0.7kg。
该污水处理用改性聚丙烯酰胺的制备方法具体如下：
将玉米秸秆和马铃薯藤叶粉碎至粒径1mm后，以40目过滤介质进行过滤制得滤渣，将滤渣在120℃条件下干燥10h后，制得预处理物；
将预处理物在温度280℃的条件下进行第一次烧制，烧制50min后，再研磨后制得混合物，且混合物的粒径为800nm；
将丙烯酰胺与碱液以体积比1:0.1的比例混合，其中，碱液以氢氧根计的浓度为25wt％，经混合均匀后，在光强度为100μw/cm2的条件下进行紫外线照射50min后，制得反应物；将混合物、反应物以及磁性纳米铁混合，并在800rpm的条件下搅拌2h后，在温度为320℃的条件下进行第二次烧制，且烧制时间为4h，制得粒径小于300nm污水处理用改性聚丙烯酰胺。
实施例4
本实施例的目的在于提供一种污水处理用改性聚丙烯酰胺，原料如下：
玉米秸秆5.5kg、马铃薯藤叶5.5kg、丙烯酰胺11kg以及磁性纳米铁0.55kg。
该污水处理用改性聚丙烯酰胺的制备方法具体如下：
将玉米秸秆和马铃薯藤叶粉碎至粒径0.6mm后，以25目过滤介质进行过滤制得滤渣，将滤渣在109℃条件下干燥7.5h后，制得预处理物；
将预处理物在温度268℃的条件下进行第一次烧制，烧制41min后，再研磨后制得混合物，且混合物的粒径为620nm；
将丙烯酰胺与碱液以体积比1:0.11的比例混合，其中，碱液以氢氧根计的浓度为15wt％，经混合均匀后，在光强度为90μw/cm2的条件下进行紫外线照射35min后，制得反应物；将混合物、反应物以及磁性纳米铁混合，并在550rpm的条件下搅拌1.2h后，在温度为305℃的条件下进行第二次烧制，且烧制时间为2.5h，制得粒径小于300nm污水处理用改性聚丙烯酰胺。
实施例5
本实施例的目的在于提供一种污水处理用改性聚丙烯酰胺，原料如下：
玉米秸秆7.5kg、马铃薯藤叶7.5kg、丙烯酰胺14kg以及磁性纳米铁0.65kg。
该污水处理用改性聚丙烯酰胺的制备方法具体如下：
将玉米秸秆和马铃薯藤叶粉碎至粒径0.9mm后，以35目过滤介质进行过滤制得滤渣，将滤渣在115℃条件下干燥9h后，制得预处理物；
将预处理物在温度275℃的条件下进行第一次烧制，烧制55min后，再研磨后制得混合物，且混合物的粒径为750nm；
将丙烯酰胺与碱液以体积比1:0.12的比例混合，其中，碱液以氢氧根计的浓度为23wt％，经混合均匀后，在光强度为98μw/cm2的条件下进行紫外线照射55min后，制得反应物；将混合物、反应物以及磁性纳米铁混合，并在750rpm的条件下搅拌1.5h后，在温度为315℃的条件下进行第二次烧制，且烧制时间为2.8h，制得粒径小于300nm污水处理用改性聚丙烯酰胺。
效果例1
取实施例1-5制备的改性聚丙烯酰胺50g进行磁性测试，具体方式如下：
将改性聚丙烯酰胺分别放置在蒸馏水中、四氯化碳溶液中以及孔雀绿染料溶液中分散30min后，改性聚丙烯酰胺以悬浊物的形式均匀分散在溶剂中后，用市售磁石在容器外侧进行磁性，观察悬浊物的去除情况，结果见表1。
表1 悬浊物的去除情况
| 样品 | 蒸馏水 | 四氯化碳 | 染料 |
| 实施例1 | 溶剂中几乎无剩余 | 溶剂中几乎无剩余 | 溶剂中几乎无剩余 |
| 实施例2 | 溶剂中几乎无剩余 | 溶剂中几乎无剩余 | 溶剂中几乎无剩余 |
| 实施例3 | 溶剂中几乎无剩余 | 溶剂中几乎无剩余 | 溶剂中几乎无剩余 |
| 实施例4 | 溶剂中几乎无剩余 | 溶剂中几乎无剩余 | 溶剂中几乎无剩余 |
| 实施例5 | 溶剂中几乎无剩余 | 溶剂中几乎无剩余 | 溶剂中几乎无剩余 |
由上表可知，实施例1-5制备的改性聚丙烯酰胺磁性较好，并且在不同的溶剂中均可展现较好的分离能力，可见，改性聚丙烯酰胺能够从污水中轻易分离，以此达到较好地使用效果。
效果例2
以污水厂经过曝气二级处理后的污水作为试样，并分别制作15份，随机3份为一组，并对应实施例1-5的产品分别命名为实施例1组-实施例5组，然后计算污水中物质的去除率，去除率的计算公式如下：
污染物去除率＝[原污染物浓度(mg/L)-测试后污染物浓度(mg/L)]/原污染物浓度(mg)×％；
平均去除率＝总去除率/3。
在此需要注意的是，同一组中，去除率偏差应小于3％，此时具有平行测样的有效性。
表2 试验结果
由上表可知，本发明制备而得的产品对污水中的污染物具有较好地除去效果。尤其对其中残留的COD以及氨氮具有较好的去除效果，对氨氮的去除效果较好的原因也在于产品的粒径较小，能够将含量较低的氨氮去除，效果较好。该产品对污水具有好的处理效果的同时，还易分离，实用性较强。
综上，本发明提出一种污水处理用改性聚丙烯酰胺，包括按重量份数计的以下原料：玉米秸秆5-8份、马铃薯藤叶5-8份、丙烯酰胺10-15份以及磁性纳米铁0.5-0.7份。该改性聚丙烯酰胺以玉米秸秆以及马铃薯藤叶作为多孔生物碳的原料，并且以烧制而成的多孔生物碳作为骨架，并为聚丙烯酰胺以及纳米磁性铁提供负载位点，从而配合形成净水效果较好的改性聚丙烯酰胺，增强其附加值。同时，当改性聚丙烯酰胺处理完污水后，可通过磁性去除的方式去除污水中的改性聚丙烯酰胺，从而达到容易分离的预期效果，避免污水受到二次污染，同时分离成本较低，实用性更强。
另外，本发明还提出一种污水处理用改性聚丙烯酰胺的制备方法，其能够简单的制备方法制作出性能较好的改性聚丙烯酰胺，且易从污水中除去，实用性更强。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
Claims (10)
1.一种污水处理用改性聚丙烯酰胺，其特征在于，包括按重量份数计的以下原料：玉米秸秆5-8份、马铃薯藤叶5-8份、丙烯酰胺10-15份以及磁性纳米铁0.5-0.7份。
2.一种如权利要求1所述污水处理用改性聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将玉米秸秆以及马铃薯藤叶经过预处理后，进行第一次烧制，再研磨后制得混合物；将丙烯酰胺与碱液混合后，进行紫外线照射30min-60min后，制得反应物；将所述混合物、反应物以及磁性纳米铁混合并搅拌后，进行第二次烧制，制得所述污水处理用改性聚丙烯酰胺。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述预处理包括以下步骤：将玉米秸秆和马铃薯藤叶粉碎后，过滤制得滤渣，将所述滤渣在100℃-120℃条件下干燥后，制得预处理物。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一次烧制的温度为260℃-280℃，所述第一次烧制的时间为40min-50min。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述混合物的粒径为500nm-600nm。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酰胺与碱液的体积比为1:(0.1-0.12)，所述碱液以氢氧根计的浓度为13wt％-25wt％。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，进行紫外线照射时，紫外线的光强度为85μw/cm2-100μw/cm2。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，将所述混合物、反应物以及磁性纳米铁混合搅拌时，所述搅拌的速度为500rpm-800rpm，所述搅拌的时间为1h-2h。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二次烧制的温度为300℃-320℃，所述第二次烧制的时间为2h-4h。
10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述污水处理用改性聚丙烯酰胺的粒径小于300nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111249068.XA CN113896309A (zh) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 一种污水处理用改性聚丙烯酰胺及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111249068.XA CN113896309A (zh) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 一种污水处理用改性聚丙烯酰胺及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113896309A true CN113896309A (zh) | 2022-01-07 |
Family
ID=79026329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111249068.XA Pending CN113896309A (zh) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 一种污水处理用改性聚丙烯酰胺及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113896309A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103073101A (zh) * | 2012-12-29 | 2013-05-01 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种阳离子型聚丙烯酰胺修饰的Fe3O4磁性絮凝剂及其制备方法 |
| CN109833849A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-06-04 | 湖南恒凯环保科技投资有限公司 | 用于砷污染土壤修复的改性生物炭及其制备方法与应用 |
| CN110342622A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-10-18 | 浙江大学 | 一种农田沟渠水处理碳基缓释吸磷混凝剂及其制备方法 |
-
2021
- 2021-10-26 CN CN202111249068.XA patent/CN113896309A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103073101A (zh) * | 2012-12-29 | 2013-05-01 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种阳离子型聚丙烯酰胺修饰的Fe3O4磁性絮凝剂及其制备方法 |
| CN109833849A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-06-04 | 湖南恒凯环保科技投资有限公司 | 用于砷污染土壤修复的改性生物炭及其制备方法与应用 |
| CN110342622A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-10-18 | 浙江大学 | 一种农田沟渠水处理碳基缓释吸磷混凝剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 严瑞瑄: "《水溶性高分子》", 化学工业出版社, pages: 116 - 117 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111318272B (zh) | 一种具有吸附重金属的生物炭及其制备方法与应用 | |
| CN110743498B (zh) | 一种食用菌菌渣生物炭的制备方法 | |
| CN111701568A (zh) | 一种高吸附性能蛋壳秸秆生物炭复合微球除磷吸附剂及其制备方法和应用 | |
| CN111644158A (zh) | 一种用于去除溶液中磷酸盐的炭基吸附剂 | |
| CN113896309A (zh) | 一种污水处理用改性聚丙烯酰胺及其制备方法 | |
| CN112973630A (zh) | 一种生物质基重金属吸附材料及其制备方法与应用 | |
| CN114671577B (zh) | 一种海水养殖废水反硝化净化方法 | |
| CN115920840A (zh) | 一种污泥基活性炭吸附剂及其制备方法和应用 | |
| CN114804581A (zh) | 一种联合强化污泥脱水的方法 | |
| CN113877546B (zh) | 一种壳聚糖基高效亚硝酸盐生物吸附剂及其制备方法 | |
| CN112897686B (zh) | 一种固定化活性污泥及其制备方法 | |
| CN118002080B (zh) | 一种固废改性秸秆生物炭及其制备方法和应用 | |
| CN118239660B (zh) | 一种污泥脱水添加剂及其制备方法和污泥脱水方法 | |
| CN108773873A (zh) | 一种污水净化剂及其制备方法 | |
| CN115814757B (zh) | 一种高效吸附抗生素的菜籽粕生物炭的制备方法和应用 | |
| CN115970650B (zh) | 一种复合生物炭及其制备方法、应用 | |
| CN117486439B (zh) | 一种低污泥产率的造纸废水处理方法 | |
| RU2784073C1 (ru) | Способ получения модифицированного сорбента из отходов кедровой шишки | |
| CN113578264B (zh) | 羟基磷灰石改性生物炭及其制备方法和用途 | |
| CN114506997A (zh) | 一种高压隔膜板框压滤机污泥深度脱水的颗粒污泥的制备方法 | |
| CN117463288A (zh) | 一种固废基水热碳吸附剂的制备方法及应用 | |
| Abdullah et al. | Physicochemical and adsorption properties of guava leaves-activated carbon by hydrochloric acid on adsorption of methylene blue | |
| CN118454637A (zh) | 一种基于纳米零价铁改性的污泥水热炭及其制备与应用 | |
| CN118290204A (zh) | 一种腐殖酸生物载体及其制备方法和应用 | |
| CN112569908A (zh) | 一种重金属废水处理用吸附剂的制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220107 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |