[發明專利]用廢膠原制備處理造紙黑液絮凝劑的方法

無效

• 申請號: 201010279916.7
• 申請日: 2010-09-14
• 公開（公告）號: CN101974866A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 何強;遲原龍;呂思寧;曹明蓉;廖學品
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: D21H21/06
• 分類號: D21H21/06
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 唐麗蓉

技術領域

本發明屬于制備處理廢水絮凝劑的技術領域，具體涉及一種用廢膠原制備處理造紙黑液絮凝劑的方法。

背景技術

我國造紙業廣泛采用堿法制漿，即將原料在氫氧化鈉堿液中，于150℃條件下進行蒸煮，而黑液就是指蒸煮后從紙漿中分離出來的殘液。用該法每生產1噸紙漿，約產生10噸這種黑液。黑液屬高污染有機廢液，其中不僅含有半纖維素、堿木素等多羥基有機物，且其化學需氧量COD往往高達數十萬毫克/升。如將制漿黑液不經處理而直接排放，無疑會對環境造成嚴重污染，正因為如此，多年來人們一直努力在探尋黑液的治理途徑。

目前，國內外報道的對于黑液的治理雖然大多采用堿回收、酸析、生化、膜處理等技術，但真正經濟而又具有工業化應用潛力的處理方法應是化學絮凝法與生化工程的結合，而在這種組合處理方法中作為生化預處理的絮凝沉淀又是十分關鍵的一環(蘭澤全，馬漢鵬.造紙黑液治理利用技術現狀.工業水處理，2008，28：9-13)。現有的被廣泛用于生活廢水處理的絮凝劑——聚合鋁鹽和聚合鐵鹽，雖然能有效地沉淀生活廢水中的懸浮污染物，但一方面藥劑費用較高，約占處理成本的50％，另一方面由于造紙黑液中絕大部分污染物是以溶解狀態存在，所以常規的鋁鹽和鐵鹽等無機絮凝劑與其難以形成絮凝體，故沉淀效果較差，不能有效降低廢水污染負荷。正因為如此，在造紙黑液的絮凝沉淀處理中，人們對高效廉價絮凝劑，特別是對基于有機高分子研究開發的絮凝劑非常感興趣。

制革生產過程不可避免地會產生大量廢皮屑。據統計，這類廢皮屑占制革原料皮總量近30％，即世界每年要產生此類物質60多萬噸，其中膠原含量大約占80-90％。目前這些皮膠原除很少一部分用來生產再生革，其余大多數都是作為垃圾來處理，這既會造成環境污染，又是對資源的一種巨大的浪費。

雖然如此，目前還沒有源于制革生產產生的廢膠原來制備絮凝材料的報道，更沒有將該種絮凝材料用于沉淀處理造紙黑液，有效降低后期生化工程的處理負荷的報道。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足和制革生產產生的廢膠原的利用，而提供的一種用廢膠原制備處理造紙黑液絮凝劑的方法。

本發明人在研究開發處理造紙黑液的有機高分子絮凝劑的過程中發現，制革生產產生的廢皮屑是由多股膠原纖維纏繞而成，且膠原上還含有可與很多物質發生化學作用的大量活性基團，如羧基、氨基、肽基等，如果能通過理化處理方式打開和分散這些纖維，就可獲得具有吸附作用的巨大比表面積，其存在的大量活性基團或許能促進水體中溶解態污染物絮凝和沉淀。加之對其還可進行一些化學改性，使其獲得某些特性，如吸電子特性，使膠原帶上與水體中污染物相反的電荷，即可通過電荷作用高效地將污染物吸附絮凝沉淀除去。因此，用源于制革生產的廢膠原來制備價廉高效的絮凝材料，不僅在理論分析上是切實可行的，且經過本發明人研究開發，尋找到這樣一種制備方法可以達到本發明的目的，該方法的工藝步驟與條件如下：

1)將50～100份廢皮屑加入200～300份水中，常溫浸泡8～12小時，然后加入0.3～0.8份蛋白酶，于溫度45～50℃攪拌反應3～5小時，再在pH為4.0～4.5和70～90℃條件下攪拌反應2～3小時；

2)降溫至50～60℃，調pH值至8.0～8.5后，加入季胺鹽型陽離子化劑0.8～2.0份，攪拌反應6～8小時，過濾，清水沖洗至皮膠原絮凝劑表面無明顯殘留物后，于50～60℃下干燥6～8小時，粉碎至0.1～0.15mm即可，

以上各物料的份數均為重量份。

以上方法中所用的蛋白酶為木瓜蛋白酶、2709蛋白酶、菠蘿蛋白酶、537酸性蛋白酶、1398蛋白酶或胰蛋白酶中的任一種。其中優選2709蛋白酶、1398蛋白酶或胰蛋白酶，更優選2709蛋白酶。

以上方法中所用的季胺鹽型陽離子化劑為3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨、3-氯-2-羥丙基三乙基氯化銨或3-氯-2-羥丙基三羥乙基氯化銨中的任一種。

以上方法中所用的蛋白酶、季胺鹽型陽離子化劑均為工業化試劑。

所制備的絮凝劑可單獨使用，也可與其他絮凝劑(如聚氯化鋁)協同作用于造紙黑液的吸附、絮凝、沉淀處理。

本發明具有如下優點：

1、由于本發明方法采用了浸泡、酶解和粉碎等工藝，將廢皮屑中的膠原纖維進行了充分分散，使其具有較大的比表面積，因而在處理造紙黑液時為吸附污染物提供了較大吸附面，既便于污染物更好地吸附，也便于污染物更好地與絮凝劑反應沉淀。