專利名稱：一種高效降解水中cod含量的絮凝劑制備方法
技術領域：
本發明涉及一種新型的高分子有機絮凝劑劑的合成工藝，主要應用于降解水中 COD含量，屬于化學技術領域。
背景技術：
水是生命之源，面對水污染日趨嚴重，水資源的短缺，迫使人們更加關注水資源的保護，廢水的排放處理及回用。在廢水的處理技術中，絮凝沉淀法是應用最廣泛、最經濟、最重要的方法，而絮凝劑是絮凝法水處理技術的核心。
目前工業生產有機高分子絮凝劑通常采用乳液、反乳液聚合，兩者皆使用到有毒有機溶劑，生產過程存在環境污染，因此，尋找安全性更高、無毒或低毒的原料，探索新型的有機高分子絮凝劑及綠色聚合方法，用于降低廢水中的COD是急需解決的問題。從目前國內外絮凝劑的研究現狀來看，在品種、性能、工藝方法、成本等方面都有待進一步的研究，然而，絮凝劑對廢水中COD的去除率低于80%，還不能滿足要求，特別是廢水中COD含量過大，達到70000-80000mg/L，使用有機兩性高分子絮凝劑，絮凝速度快，顆粒大，生成的污泥量少，對廢水的脫色效果很好，但對該廢水中COD的去除率在60%左右， 不符合廢水排放標準。因而，研制一種專一、高選擇性的絮凝劑，尤其是對水體的不同PH值范圍、不同化學耗氧量(COD)絮凝效果明顯，提高廢水中COD的去除率，具有重要意義。發明內容
本發明的目的是針對現有絮凝劑對廢水中COD的去除率不高，而提供了一種適用于降低廢水中COD含量的絮凝劑，以芐基三乙基氯化銨陽離子單體和丙二酸二乙酯為主要原料，采用偶氮二異丁腈，制備得到的有機絮凝劑不僅適用于陰、陽離子共存的污染體系， PH范圍寬，抗鹽性好，絮凝效果極佳，而且對于不同性質的污泥，具有較好的脫水助濾作用， 關鍵是涂料廢水中的COD去除率能達到89. 5%以上。
本發明采用乳液聚合的方法，將芐基三乙基氯化銨陽離子單體配成濃度為30% 80%的水溶液，采用陰離子單體丙二酸二乙酯，并采用偶氮二異丁腈引發劑體系。引發劑用量為反應物總質量的1% 5%，最好控制在是2. 0% 3. 0%，聚合時間為7. Oh 8. Oh。
本發明制備得到的有機高分子絮凝劑，外觀為白色片狀或結晶粉末，在水溶液中溶解時間小于O. 5h，溶解度為98%，陽離子度大于90%，其平均分子量達到6. 48X 104，重均相對分子質量達到5. 7X 104，共聚物的分布指數為4. 26，水溶液粘度超過IOOOOmpa. S。
本發明制備得到的有機高分子絮凝劑與其它高分子絮凝劑處理廢水中COD相比， 具有的特點是(1)適用于陰陽離子共存的污染體系；(2)適用的pH值范圍寬，抗鹽性好，適用于不同污染程度的污水，絮凝效果極佳；較好地去除廢水中的懸浮物，有效地降低了廢水中的COD含量，其廢水中COD的去除率高達 89. 5%以上。
具體實施方式
本發明制備得到的有機高分子絮凝劑用于降低廢水中的COD含量，可較好地去除廢水中的懸浮物，去除污水中的C0D，在給水、廢水處理、污泥脫水等領域中得到廣泛應用。
本發明采用乳液聚合的方法，將芐基三乙基氯化銨陽離子單體配成濃度為30% 80%的水溶液，采用陰離子單體丙二酸二乙酯，并采用聚丙烯酰胺引發劑體系。引發劑用量為反應物總質量的I % 5 %，最好控制在是2. O % 3. O %，聚合時間為7. Oh 8. Oh。
現通過具體實例來加以說明合成步驟和應用方法。
實例1:將7g精制的芐基三乙基氯化銨陽離子單體、添加劑、SOmL的去離子水，裝入250mL的四頸燒瓶中，反復抽真空3次，并用氮氣保護裝置，不斷攪拌。當溫度升到45°C 時，將預先混合的丙二酸二乙酯、聚丙烯酰胺引發劑通過恒壓滴液漏斗連續穩定地滴入燒瓶中，反應2h后，升溫至80°C，繼續反應6小時，直到有燒瓶中的液體粘稠，冷卻至室溫，出料。用N，N-二甲基甲酰胺沉淀該聚合產品，真空干燥沉淀物至恒重，并稱量。
準備2000mL廢水(C0D含量達70000-80000mg/L)，加入40mg/L的上述合成的絮凝劑，加入100mg/L的硫酸鋁，攪拌均勻后靜置12h，然后去上層清夜，依據GB11914-89，用重鉻酸鉀法進行化學需氧量COD的測定，然后小心取出絮體，用已恒重的燒杯盛裝絮體，稱其質量，絮體回用。
上述實驗結果表明加入40mg/L的制得的絮凝劑，絮凝效果較好，測得COD的去除率為89. 5%。
實例2 :將7g精制的芐基三乙基氯化銨陽離子單體、添加劑、SOmL的去離子水，裝入250mL的四頸燒瓶中，反復抽真空3次，并用氮氣保護裝置，不斷攪拌。當溫度升到45°C 時，將預先混合的丙二酸二乙酯、聚丙烯酰胺引發劑通過恒壓滴液漏斗連續穩定地滴入燒瓶中，反應2h后，升溫至80°C，繼續反應6小時，直到有燒瓶中的液體粘稠，冷卻至室溫，出料。用N，N-二甲基甲酰胺沉淀該聚合產品，真空干燥沉淀物至恒重，并稱量。
準備2000mL廢水(C0D含量達70000-80000mg/L)，加入50mg/L的上述合成的絮凝劑，加入100mg/L的硫酸鋁，攪拌均勻后靜置12h，然后去上層清夜，依據GB11914-89，用重鉻酸鉀法進行化學需氧量COD的測定，然后小心取出絮體，用已恒重的燒杯盛裝絮體，稱其質量，絮體回用。
上述實驗結果表明加入50mg/L的制得的絮凝劑，絮凝效果增加，測得COD的去除率為90. 4%。
實例3 :將7g精制的芐基三乙基氯化銨陽離子單體、添加劑、SOmL的去離子水，裝入250mL的四頸燒瓶中，反復抽真空3次，并用氮氣保護裝置，不斷攪拌。當溫度升到45°C 時，將預先混合的丙二酸二乙酯、聚丙烯酰胺引發劑通過恒壓滴液漏斗連續穩定地滴入燒瓶中，反應2h后，升溫至80°C，繼續反應6小時，直到有燒瓶中的液體粘稠，冷卻至室溫，出料。用N，N-二甲基甲酰胺沉淀該聚合產品，真空干燥沉淀物至恒重，并稱量。
準備2000mL廢水(C0D含量達70000-80000mg/L)，加入60mg/L的上述合成的絮凝劑，加入100mg/L的硫酸鋁，攪拌均勻后靜置12h，然后去上層清夜，依據GB11914-89，用重鉻酸鉀法進行化學需氧量COD的測定，然后小心取出絮體，用已恒重的燒杯盛裝絮體，稱其質量，絮體回用。
上述實驗結果表明加入60mg/L的制得的絮凝劑，絮凝效果較好，測得COD的去除率為91. 8%。
實例4 :將7g精制的芐基三乙基氯化銨陽離子單體、添加劑、SOmL的去離子水，裝入250mL的四頸燒瓶中，反復抽真空3次，并用氮氣保護裝置，不斷攪拌。當溫度升到45°C 時，將預先混合的丙二酸二乙酯、聚丙烯酰胺引發劑通過恒壓滴液漏斗連續穩定地滴入燒瓶中，反應2h后，升溫至80°C，繼續反應6小時，直到有燒瓶中的液體粘稠，冷卻至室溫，出料。用N，N-二甲基甲酰胺沉淀該聚合產品，真空干燥沉淀物至恒重，并稱量。
準備2000mL廢水(C0D含量達70000-80000mg/L)，加入70mg/L的上述合成的絮凝劑，加入100mg/L的硫酸鋁，攪拌均勻后靜置12h，然后去上層清夜，依據GB11914-89，用重鉻酸鉀法進行化學需氧量COD的測定，然后小心取出絮體，用已恒重的燒杯盛裝絮體，稱其質量，絮體回用。
上述實驗結果表明加入70mg/L的制得的絮凝劑，絮凝效果較好，測得COD的去除率為93. 1% ο
實例5 :將精制7g的芐基三乙基氯化銨陽離子單體、添加劑、80mL的去離子水，裝入250mL的四頸燒瓶中，反復抽真空3次，并用氮氣保護裝置，不斷攪拌。當溫度升到45°C 時，將預先混合的丙二酸二乙酯、聚丙烯酰胺引發劑通過恒壓滴液漏斗連續穩定地 滴入燒瓶中，反應2h后，升溫至80°C，繼續反應6小時，直到有燒瓶中的液體粘稠，冷卻至室溫，出料。用N，N-二甲基甲酰胺沉淀該聚合產品，真空干燥沉淀物至恒重，并稱量。
準備2000mL廢水(C0D含量達70000-80000mg/L)，加入80mg/L的上述合成的絮凝劑，加入100mg/L的硫酸鋁，攪拌均勻后靜置12h，然后去上層清夜，依據GB11914-89，用重鉻酸鉀法進行化學需氧量COD的測定，然后小心取出絮體，用已恒重的燒杯盛裝絮體，稱其質量，絮體回用。
上述實驗結果表明加入80mg/L的制得的絮凝劑，絮凝效果較好，測得COD的去除率為94. 8%o
權利要求
1.一種高效降解水中COD含量的絮凝劑制備方法，其特征在于所述的絮凝劑以芐基三乙基氯化銨陽離子單體和丙二酸二乙酯為主要原料，采用偶氮二異丁腈引發劑，在氮氣保護條件下聚合反應，反應得到的產物經N，N- 二甲基甲酰胺進行沉淀，真空干燥恒重得到絮凝劑產品。
2.根據權利要求1所述的一種高效降解水中COD含量的絮凝劑制備方法，其特征在于所述的聚合反應時間為7 8h。
3.根據權利要求1所述的一種高效降解水中COD含量的絮凝劑制備方法，其特征在于所述的絮凝劑與硫酸鋁配合使用，效果更佳。
全文摘要
本發明公開了一種高效降解水中COD含量的絮凝劑制備方法，所述的絮凝劑以芐基三乙基氯化銨陽離子單體和丙二酸二乙酯為主要原料，采用偶氮二異丁腈引發劑，在氮氣保護條件下聚合反應7～8h，反應得到的產物經N，N-二甲基甲酰胺進行沉淀，真空干燥恒重得到絮凝劑產品。本發明的絮凝劑與硫酸鋁復配使用時，溶解度和溶解時間及粘度與COD去除率之間具有良好的線性關系，與其他高分子絮凝劑相比，具有pH值范圍寬，抗鹽性好，絮凝速度快，絮凝效果好，適用于陰陽離子共存的污染體系，有效地降低了廢水中的COD含量，在給水、廢水處理、污泥脫水等領域中得到廣泛應用。
文檔編號C02F1/56GK103030202SQ201210476538
公開日2013年4月10日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者黃勇 申請人:常州大學