專利名稱：一種活性染料廢水絮凝脫色劑的制備方法
技術領域：
本發明屬于印染廢水治理技術領域，具體涉及一種活性染料廢水脫色劑的制備方法。
背景技術：
印染廢水中含有大量染料，具有成分復雜、色度大、B0D/C0D值較小等特點，已經成 為污染最嚴重、最難處理的工業廢水之一。其中，色度的去除是印染廢水處理的主要任務之 一。活性染料是印染工業普遍使用的染料，與其它染料相比，活性染料易溶解于水中，不易 從水中脫除，因此含活性染料的印染廢水脫色一直是處理的難題。在印染廢水眾多脫色處 理方法中，混凝法具有工藝簡單、適應性強、操作管理方便、基建投資低等優點，已成為目前 印染廢水處理廣泛采用的重要方法。目前，混凝法中常用的混凝劑有鋁系和鐵系混凝劑，不僅脫色效果較差，而且殘留 金屬離子對人體有害，尤其是對于活性染料幾乎沒有脫除效果。近年來，國內外大量使用各 種有機高分子絮凝劑進行水處理，如雙氰胺_甲醛脫色劑等，有機高分子絮凝劑與無機絮 凝劑相比它具有絮凝速度快，用量少，受共存鹽類、PH及溫度影響小等優點。如，專利號為 200310111769. 2、名稱為“印染廢水混凝脫色劑的生產方法”，采用一步法工藝將雙氰胺、尿 素、甲醛、氯化銨在一定條件下縮聚反應制得脫色劑；專利號為95101739. X、名稱為“高效 脫色絮凝劑的制法及應用”，將雙氰胺甲醛聚合物“一步法縮合”工藝改進為“兩步法縮合” 工藝，使工藝過程較為穩定，易于控制。但由于雙氰胺價格偏貴，使得脫色劑成本較高，難以 被多數廠家接受。
發明內容
本發明的目的是為克服現有活性染料廢水色度脫除效果不佳，以及雙氰胺_甲醛 脫色劑成本偏高的不足而提出一種新的活性染料廢水絮凝脫色劑的制備方法，通過添加 十八合水硫酸鋁作為催化劑，改進雙氰胺-甲醛系列脫色劑合成條件，達到降低脫色劑投 加量的目的，所制得的絮凝脫色劑不僅對活性染料有很好的脫色效果，并且降低了脫色劑 的制備成本。本發明采用的技術方案是先向反應釜中加入適量的水，再加入雙氰胺、硫酸鋁和 濃度37 %的甲醛溶液的一半，雙氰胺、濃度37 %的甲醛、十八合水硫酸鋁三者投加摩爾比 為1 1.5 3.0 0.2 0.5 ；然后加熱反應釜，同時不停地攪拌，溫度達到40°C 45°C 后停止加熱，反應0. 5h lh，反應釜內溫度會緩慢上升，待溫度不再上升時再加入另一半 濃度37%的甲醛溶液，逐步升溫至80°C 90°C，反應2h 3h后停止加熱；最后放置冷卻， 得無色透明、易溶于水、帶有黏性液體即為活性染料廢水絮凝脫色劑。本發明所制成的絮凝脫色劑不僅對印染廢水中較難處理的活性染料廢水有很好 的去除效果，而且還降低了雙氰胺_甲醛脫色劑的合成成本，具有絮凝速度快，受共存鹽 類、PH及溫度影響小等優點。在合成過程中所有投產物料均形成了雙氰胺-甲醛縮聚物，無廢氣、廢水、廢渣“三廢”排放，是一種先進的綠色化學合成工藝，因而有著廣闊的應用前
旦
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具體實施例方式本發明活性染料廢水絮凝脫色劑的制備方法如下先向反應釜中加入適量的水，再加入雙氰胺、硫酸鋁和濃度37%的甲醛溶液的一 半，其中，雙氰胺、濃度37%的甲醛溶液、十八合水硫酸鋁三者投加摩爾比為1 1.5 3.0 0.2 0.5。再加熱反應釜，同時不停地攪拌溶液，溫度達到40°C 45°C后停止加熱， 反應開始進行，反應0. 5h lh，期間伴有放熱現象。伴隨反應熱的產生，反應釜內溫度會緩 慢上升。待反應熱釋放高峰過后即溫度不再上升時再加入另一半濃度37%的甲醛溶液，逐 步升溫至80°C 90°C，反應2h 3h后停止加熱，放置冷卻，得無色透明、易溶于水、帶有黏 性、流動性良好的液體即為活性染料廢水絮凝脫色劑。雙氰胺C2H4N4和分子量是84、濃度37%的甲醛CH2O和分子量是30、十八合水硫酸 鋁 Al2 (SO4) 3 · 18H20 和分子量是 666. 42。本發明利用雙氰胺與甲醛進行縮聚反應，在催化劑十八合水硫酸鋁的作用下反應 生成高分子聚合物，該聚合物能夠中和染料分子上負電荷，并且具有網捕、架橋作用。其基 本合成中路線有兩步第一步是加成反應，即在水中加入雙氰胺、硫酸鋁和一半濃度37% 的甲醛溶液，生成羥甲基衍生物。一個雙氰胺分子含有4個氫原子，因此每個分子最多可以 與4個甲醛反應生成4羥甲基衍生物，實際每個雙氰胺分子所含的羥甲基數目為2-4個；第 二步是縮聚反應，即再加入另一半濃度37%的甲醛溶液，生成網狀結構的高聚物。縮聚反應 主要發生在2個分子的羥甲基之間或羥甲基與另一個雙氰胺中胺基上的活潑氫之間，使兩 個雙氰胺分子聯結起來，然后再進一步縮聚。這兩步的化學反應式如下，其中反應式(1)為 甲醛與雙氰胺的加成過程，反應式(2)表示羥甲基化雙氰胺脫水縮聚過程
NH2NHCH2OH
II
HN=C-NH-CN+CH20 —— NH=C- NH-CN
NH2NHCH2OH ⑴
II
HN=C-NIt-CN+CH20 ~~ CN—NH=C—NHCH2OH
NHCH2OH^h-CN
IH+ (Il \
nNH=C—NI^-CN+CH2NH-C^iH+
-"H2O \Jn
NHCH2OHN-CN⑶
IIT / Il\
NH=C— mi— CN ττ ^ +CH2NH-C-HSiHCH2Of-
-"H2O \ 22 In以下提供本發明的3個實施例實施例1
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向反應釜中加入100L去離子水，5kg雙氰胺、14kg十八合水硫酸鋁，再加入濃度 37%的甲醛6. 2kg，加熱反應釜，同時不停地攪拌溶液，溫度達到40°C后停止加熱，反應開 始進行，反應0.5h，期間伴有放熱現象。伴隨反應熱的產生，反應釜內溫度會緩慢上升。待 反應熱釋放高峰過后及溫度不再上升時再加入濃度37%的甲醛6. 2kg，逐步升溫至80°C， 反應3h后停止加熱，放置冷卻，即制得脫色劑。取色度為8000倍的含RGB紅的活性染料廢 水1L，向廢水中投加上述脫色劑IOml，攪拌lOmin，沉淀后取其上清液，測得色度為10倍，色 度去除率為99.9%。實施例2向反應釜中加入150L去離子水，6kg雙氰胺、15kg十八合水硫酸鋁，再加入濃度 37 %的甲醛6kg，加熱反應釜，同時不停地攪拌溶液，溫度達到45°C后停止加熱，反應開始 進行，反應lh，期間伴有放熱現象。伴隨反應熱的產生，反應釜內溫度會緩慢上升。待反應 熱釋放高峰過后及溫度不再上升時再加入濃度37%的甲醛6kg，逐步升溫至90°C，反應2h 后停止加熱，放置冷卻，即制得脫色劑。取色度為10000倍的含BES藍的活性染料廢水1L， 向廢水中投加上述脫色劑10ml，攪拌lOmin，沉淀后取其上清液，測得色度為10倍，色度去 除率為99.9%。實施例3向反應釜中加入200L去離子水，8kg雙氰胺、16kg十八合水硫酸鋁，再加入濃度 37 %的甲醛6kg，加熱反應釜，同時不停地攪拌溶液，溫度達到40°C后停止加熱，反應開始 進行，反應lh，期間伴有放熱現象。伴隨反應熱的產生，反應釜內溫度會緩慢上升。待反應熱 釋放高峰過后及溫度不再上升時再加入濃度37%的甲醛6kg，逐步升溫至85°C，反應2. 5h 后停止加熱，放置冷卻，即制得脫色劑。取色度為12500倍的含RGB紅、BES藍的活性染料 廢水1L，向廢水中投加上述脫色劑10ml，攪拌lOmin，沉淀后取其上清液，測得其色度為20 倍，色度去除率為99.8%。
權利要求
一種活性染料廢水絮凝脫色劑的制備方法，其特征是采用如下步驟1)向反應釜中加入適量的水，再加入雙氰胺、硫酸鋁和濃度37％的甲醛溶液的一半，雙氰胺、濃度37％的甲醛、十八合水硫酸鋁三者投加摩爾比為1∶1.5～3.0∶0.2～0.5；2)加熱反應釜，同時不停地攪拌，溫度達到40℃～45℃后停止加熱，反應0.5h～1h，反應釜內溫度會緩慢上升，待溫度不再上升時再加入另一半濃度37％的甲醛溶液，逐步升溫至80℃～90℃，反應2h～3h后停止加熱；3)放置冷卻，得無色透明、易溶于水、帶有黏性液體即為活性染料廢水絮凝脫色劑。
2.根據權利要求1所述的一種活性染料廢水絮凝脫色劑的制備方法，其特征是所述 雙氰胺分子量84、濃度37%的甲醛分子量30、十八合水硫酸鋁分子量666. 42。
全文摘要
本發明公開一種活性染料廢水絮凝脫色劑的制備方法，先向反應釜中加入適量的水，再加入雙氰胺、硫酸鋁和濃度37％的甲醛溶液的一半，雙氰胺、濃度37％的甲醛、十八合水硫酸鋁三者投加摩爾比為1∶1.5～3.0∶0.2～0.5；然后加熱反應釜，同時不停地攪拌，溫度達到40℃～45℃后停止加熱，反應0.5h～1h，反應釜內溫度會緩慢上升，待溫度不再上升時再加入另一半濃度37％的甲醛溶液，逐步升溫至80℃～90℃，反應2h～3h后停止加熱；最后放置冷卻即可。所制成的絮凝脫色劑不僅對印染廢水中較難處理的活性染料廢水有很好的去除效果，而且還降低了雙氰胺-甲醛脫色劑的合成成本，具有絮凝速度快，受共存鹽類、pH及溫度影響小等優點。
文檔編號C02F103/30GK101935094SQ20101026231
公開日2011年1月5日 申請日期2010年8月25日 優先權日2010年8月25日
發明者劉明元, 張文藝, 李定龍, 李秋燕, 羅鑫, 范培成 申請人:常州大學