[發(fā)明專(zhuān)利]一種生態(tài)型高效復(fù)合絮凝劑的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110231449.5
• 申請(qǐng)日: 2011-08-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102285709A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊曉霞;周啟星;華濤;王玉哲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南開(kāi)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C02F1/52
• 分類(lèi)號(hào): C02F1/52;C02F1/56
• 代理公司: 天津佳盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理和給水領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種用于工業(yè)廢水或生活污水處理以及飲用水凈化的生態(tài)型復(fù)合高效復(fù)合絮凝劑的制備方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前，在污水處理中廣泛應(yīng)用的絮凝劑可分為無(wú)機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑、微生物絮凝劑和復(fù)合絮凝劑等種類(lèi)。其中無(wú)機(jī)絮凝劑造價(jià)低廉，絮凝效果較好，以鋁鹽、鐵鹽及其聚合物為代表；鐵鹽形成的礬花密度和強(qiáng)度較大，凈水效果顯著，受水溫影響效果小，pH值使用范圍廣，對(duì)某些原水有較好的處理效果，但鐵鹽絮凝劑不僅有強(qiáng)烈的腐蝕性，對(duì)設(shè)備要求高，而且容易殘留鐵離子，使處理水帶有顏色，影響處理效果；當(dāng)處理含有硫化物較多的工業(yè)廢水時(shí)，鐵鹽絮凝劑中的Fe³⁺被還原成Fe²⁺，并與硫結(jié)合生成FeS和Fe₂S₃的混合物，使絮凝活性喪失。此外，被無(wú)機(jī)類(lèi)絮凝劑處理的水體中含有大量無(wú)機(jī)離子，過(guò)量的無(wú)機(jī)離子不僅影響到水質(zhì)的口感、也不利于人體健康，因而給水工藝中需要增加脫鹽、去離子工藝。鋁鹽絮凝劑絮凝效果也不錯(cuò)，但其中的鋁經(jīng)各渠道進(jìn)入人體后，通過(guò)蓄積和參與許多生物化學(xué)反應(yīng)，能將體內(nèi)必需的營(yíng)養(yǎng)元素和微量元素置換流失或沉積，干擾破壞各部位的生理功能，導(dǎo)致人體出現(xiàn)諸如鋁性腦病、鋁性骨病、鋁性貧血等臨床鋁中毒病癥。同時(shí)，鋁鹽的毒性也表現(xiàn)在對(duì)水生生物、植物的毒性效應(yīng)。當(dāng)鋁的濃度較大時(shí)，對(duì)廢水生物處理過(guò)程中的微生物也可能產(chǎn)生不良影響。世界衛(wèi)生組織對(duì)水中殘留鋁含量的限制標(biāo)準(zhǔn)為0.2mg/L，美國(guó)定為0.05mg/L，我國(guó)也在2000年暫行水質(zhì)目標(biāo)中，增加了鋁的標(biāo)準(zhǔn)值為0.2mg/L。

有機(jī)絮凝劑包括人工合成高分子絮凝劑和天然高分子絮凝劑。人工合成高分子絮凝劑以聚丙烯酰胺類(lèi)為代表，它們因?yàn)樾跄Ч谩⑼都恿可僭谑袌?chǎng)上很受歡迎。但是這些類(lèi)型的絮凝劑在生產(chǎn)、使用及后續(xù)處理中，也給環(huán)境帶來(lái)了很大的壓力，并對(duì)人類(lèi)的健康構(gòu)成了明顯或潛在的危害。現(xiàn)有資料表明：目前應(yīng)用范圍最廣、使用量最大的人工合成有機(jī)高分子絮凝劑聚丙烯酰胺類(lèi)是低毒的，雖多數(shù)商品不刺激皮膚，但某些水解體可能有殘余的堿性，反復(fù)、長(zhǎng)期接觸時(shí)會(huì)有刺激性。但合成成本高而且在合成過(guò)程中丙烯酰胺單體和夾帶的有毒重金屬對(duì)人體健康危害很大，使用后大部分高分子很難被環(huán)境降解，在自然環(huán)境中大量積累并長(zhǎng)期存在，給環(huán)境帶來(lái)巨大的壓力；小部分能被降解成小分子如丙烯酰胺單體則是有毒物質(zhì)，有足夠多的研究證明它是一種毒害神經(jīng)性很強(qiáng)的物質(zhì)，且具有很強(qiáng)的致癌性，對(duì)人類(lèi)健康構(gòu)成威脅。一般人的無(wú)毒害日攝取量為0.5mg/kg。美國(guó)批準(zhǔn)的聚丙烯酰胺最大容許濃度為1.0mg/L，當(dāng)殘留單體量超過(guò)0.5％(質(zhì)量比)時(shí)，就應(yīng)在PAM的產(chǎn)品包裝上貼上“毒物”的標(biāo)簽。英國(guó)規(guī)定聚丙烯酰胺平均投加濃度為0.5mg/L，最大投加量不得超過(guò)1mg/L，丙烯酰胺在聚合物的殘余量應(yīng)小于0.05％。

天然高分子絮凝劑主要包括淀粉、丹寧、多糖類(lèi)、殼聚糖類(lèi)、木質(zhì)素、纖維素和動(dòng)物膠等天然有機(jī)高分子物質(zhì)，通過(guò)化學(xué)改性制成。由于天然有機(jī)高分子物質(zhì)具有無(wú)毒，能安全降解且價(jià)格低廉等特點(diǎn)，曾一度引起各科研機(jī)構(gòu)的重視，但純天然多糖類(lèi)初始物質(zhì)分子量較低且不穩(wěn)定，用量大，絮凝效果不佳且有可能產(chǎn)生BOD等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外研究人員嘗試將天然多糖類(lèi)物質(zhì)用丙烯酰胺等有機(jī)分子接枝，得到的復(fù)合物具有較強(qiáng)的絮凝效果。但丙烯酰胺單體的二次污染和生物學(xué)毒性問(wèn)題還是未能得到有效的解決，制備過(guò)程復(fù)雜，生產(chǎn)成本也因此大大升高。致使多年來(lái)在此領(lǐng)域能真正商業(yè)化的產(chǎn)品并不多。

微生物絮凝劑是一類(lèi)由微生物產(chǎn)生的可使液體中不易降解的固體懸浮顆粒、菌體細(xì)胞及膠體粒子等凝集沉淀的特殊高分子代謝產(chǎn)物。利用生物技術(shù)，通過(guò)微生物發(fā)酵、抽提、精制而得到。但是現(xiàn)有的微生物細(xì)菌篩選、培養(yǎng)、發(fā)酵和提取絮凝物質(zhì)的方法和生產(chǎn)工藝過(guò)程復(fù)雜、生產(chǎn)成本過(guò)高，現(xiàn)階段大都還處在實(shí)驗(yàn)室階段，實(shí)施大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還不太現(xiàn)實(shí)。