一種用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及污水處理技術領域，尤其涉及一種用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法。
【背景技術】
[0002]城市生活污水的排放，造成了嚴重的環境污染。由于各工礦企業廢水成分的復雜性，廢水中會含有大量的生物抑制劑、有機污染物、重金屬及氮、磷等物質。目前，污水處理廠采用的處理上述污水污染物的絮凝劑絮凝和沉淀的時間都比較長，并且生產工藝復雜、產品的成本高，并且對于生物抑制劑、有機污染物、氮、磷等物質的去除效果較好，而對于污水中的重金屬污染物的去除效果較差，而且易造成結垢。
【發明內容】
[0003]基于【背景技術】存在的技術問題，本發明提出了一種用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法，所得絮凝劑絮凝性能好，除重金屬效果好，而且能阻止結垢。
[0004]本發明提出的一種用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法，包括如下步驟:
[0005]S1、將木質素和水混合后，調節pH至10，再加入乙醛進行攪拌，接著加入三乙烯四胺，升溫，保溫得到物料A ;
[0006]S2、向物料A中加入羥甲基磺酸鈉進行磺化反應，過濾，干燥得到物料B ;
[0007]S3、向物料B中加入異丙醇中混合均勻，升溫，保溫，再加入2，3-環氧丙基三甲基氯化銨，調節pH至10，接著進行超聲處理，洗滌，干燥得到物料C ;
[0008]S4、將物料C、鋁酸鈉、聚合硫酸鐵、硝酸鋅和陰離子聚丙烯酰胺混合得到用于重金屬污水處理絮凝劑。
[0009]優選地，S1中，木質素和甲醛、三乙烯四胺的重量比為90?100:35?45:22?
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[0010]優選地，S1中，攪拌的時間為2?3h，攪拌的速度為120?160rpm。
[0011]優選地，S1中，升溫至92?95°C，保溫2.2?2.6h。
[0012]優選地，S2中，磺化反應的溫度為95?98°C，保溫2.3?2.8h。
[0013]優選地，S2中，物料A和羥甲基磺酸鈉的重量比為122?125:25?30。
[0014]優選地，S3中，物料B、異丙醇、2，3-環氧丙基三甲基氯化銨的重量比為110?115:600 ?620:6 ?90
[0015]優選地，S3中，升溫至50?55°C，保溫1.3?1.6h。
[0016]優選地，S3中，超聲處理的時間為10?15min，超聲處理的頻率為50?55kHz，超聲處理的功率為300?400w。
[0017]優選地，S4中，物料C、鋁酸鈉、聚合硫酸鐵、硝酸鋅和陰離子聚丙烯酰胺的重量比為 50 ?55:25 ?28:6 ?9:4 ?8: 16 ?20。
[0018]本發明利用木質素分子上的酚羥基及其α碳原子具有較強的反應活性，可與醛類、三乙烯四胺發生Mannich反應生成木質素胺，將具有螯合金屬離子功能的三乙烯四胺接枝到木質素的長鏈上，從而進一步提高重金屬去除的能力；然后進行磺甲基化提高了木質素胺的表面活性；接著進行醚化改性，在磺甲基化木質素表面引入羧基、羥基以及NR/，提高了陽離子的交換能力，在增加支鏈長度的同時，其相對分子質量也隨之增大，增強吸附架橋能力，絮凝效果隨之增強，而由于羧基的增加，重金屬離子能與其更好地發生螯合作用，取代其羧基上的質子形成水不溶性化合物，從而沉淀下來，而隨著pH值的升高，木質素表面的負電位也隨之增加，有利于與金屬陽離子配位和螯合；再進行超聲處理使活性官能團含量增加，進一步提高本發明的表面活性，而且醚化改性后的木質素同時具有疏水基團和親水基團，其中親水基團具有較強的吸附作用，能夠吸附在水中的水垢顆粒表面上，疏水基團則朝外排列，把水垢表面顆粒表面包裹起來，朝外的疏水基團帶相同電荷，靜電斥力作用會使顆粒相互分散于水溶液中，這樣就可以減少水垢沉積，從而達到阻垢的目的。
[0019]由于無機高分子絮凝劑鋁酸鈉、聚合硫酸鐵、硝酸鋅通過水解釋放出Al3+、Fe3\Zn2+的絡合基團進一步增強了絮凝劑表面正電荷，可同時發揮電性中和與吸附架橋作用，使物料C與鋁酸鈉、聚合硫酸鐵、硝酸鋅配合使用，顯著地提升了醚化木質素對重金屬的去除效率，同時無機高分子絮凝劑的加入也彌補了本發明對溶液pH值耐受性差的特點，拓寬了本發明在實際運用中的pH值適用范圍，而物料C和陰離子聚丙烯酰胺配合作為高分子絮凝劑，不僅進一步加強本發明的絮凝性能，同時物料C和陰離子聚丙烯酰胺也可對Al3+、Fe3\Zn2+的殘留起到了很好的抑制作用，遠低于單一使用無機高分子絮凝劑時所導致金屬離子的殘留。
【具體實施方式】
[0020]下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0021]實施例1
[0022]本發明提出的一種用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法，包括如下步驟:
[0023]S1、按重量份將90份木質素和水混合后，調節pH至10，再加入45份乙醛進行攪拌2h,攪拌的速度為160rpm，接著加入22份三乙烯四胺，升溫至95°C，保溫2.2h得到物料A ；
[0024]S2、按重量份向125份物料A中加入25份羥甲基磺酸鈉進行磺化反應，磺化反應的溫度為98°C，保溫2.3h，過濾，干燥得到物料B ;
[0025]S3、按重量份向115份物料B中加入600份異丙醇中混合均勻，升溫至55°C，保溫
1.3h，再加入9份2，3-環氧丙基三甲基氯化銨，調節pH至10，接著進行超聲處理，超聲處理的時間為lOmin，超聲處理的頻率為55kHz，超聲處理的功率為300w，洗滌，干燥得到物料C；
[0026]S4、按重量份將55份物料C、25份鋁酸鈉、9份聚合硫酸鐵、4份硝酸鋅和20份陰離子聚丙烯酰胺混合得到用于重金屬污水處理絮凝劑。
[0027]實施例2
[0028]本發明提出的一種用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法，包括如下步驟:
[0029]S1、按重量份將100份木質素和水混合后，調節pH至10，再加入35份乙醛進行攪拌3h，攪拌的速度為120rpm，接著加入28份三乙烯四胺，升溫至92°C，保溫2.6h得到物料A；
[0030]S2、按重量份向122份物料A中加入30份羥甲基磺酸鈉進行磺化反應，磺化反應的溫度為95°C，保溫2.8h，過濾，干燥得到