[發明專利]用于藍藻沼液預處理的助凝劑制備方法

有效

• 申請號: 201110331545.7
• 申請日: 2011-10-27
• 公開（公告）號: CN102432090A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 張文藝;吳凌云;范培成;邱小蘭;李定龍
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C02F1/56
• 分類號: C02F1/56
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，具體涉及一種用于藍藻沼液預處理的助凝劑制備方法。

背景技術

藍藻有機質含量豐富，將其進行厭氧發酵產沼氣是目前藍藻資源化利用一種較為有效的處置方法。但是，藍藻厭氧發酵產生沼氣后會產生大量藍藻沼液，含有較高濃度的COD、總磷、NH₃-N等污染物（COD為350-1000?mg/L，TP為80-350?mg/L，NH₃-N為15-90?mg/L，濁度60-150NTU），且有惡腥臭氣味，須經處理達標后方可排放，否則會造成二次污染。目前，國內外對藍藻沼液處理鮮有報道，鑒于藍藻沼液濁度、COD、總磷含量較高這一水質特點，特別是對于高濃度的總磷，采用生物法處理一般很難取得滿意的去除效果。絮凝沉降法作為一種較為有效的廢水預處理方法，對廢水中的懸浮固體和總磷有較高的沉淀去除率。本發明擬針對藍藻沼液水質特點合成一種高效助凝劑，對藍藻沼液進行預處理，以為后續深度生化處理減輕負荷。

無機高分子絮凝劑對各種復雜成分的污水預處理適用性強，但具有生成的絮體小、投加量大等缺點。將助凝劑配合無機高分子絮凝劑使用，因其強大的架橋、網捕作用能取得較好的絮凝除濁效果，并且會大大減少無機高分子絮凝劑的用量。如目前普遍使用的聚丙烯酰胺（PAM）等，但分解的丙烯酰胺單體會對神經系統有損傷作用，危害人體健康，存在環境危險。因此，制備高效、無毒的水處理助凝劑是目前絮凝劑研究的熱點。如專利公開號CN1868909A的發明專利，公開了一種用于垃圾滲瀝液污水處理的復合硅藻土助凝劑，通過在硅藻土中添加一定比例的r-Al₂O₃分子材料，使復合硅藻土在垃圾滲瀝液污水處理中同時有著絮凝與助凝的雙重作用，快速實現污水的中和、絮凝、吸附和沉降。專利公開號CN101012080A和CN101012079A的發明專利，公開了以市售的乙酸銨、高錳酸鉀、硅酸鈉之一，配制成0.1-1%的改性劑對植物淀粉和藻類生物分子物質進行改性，研制而成的一種天然生物助凝劑，其與鋁鹽絮凝劑配合使用，可增加網捕微小懸浮顆粒的作用，形成的絮凝物礬花大，沉降迅速，大大降低鋁鹽的使用量的特點。淀粉來源廣泛，價格低廉，是一種可生物降解的六元環狀的天然高分子可再生性資源，含有多種羥基，通過羥基的酯化、醚化、氧化、交聯、接枝共聚等化學改性，其活性基團數目大大增加，聚合物呈枝化結構，分散的絮凝基團對懸浮體系中顆粒物有較強的捕捉與促沉作用。改性淀粉的應用之一就是作為絮凝劑，具有無毒、易于生物降解等優點。淀粉與星形聚丙烯酰胺接枝的產物對人體無害，由于該產品是以淀粉親水的剛性鏈為骨架，配以柔性的星形聚丙烯酰胺支鏈形成剛柔相濟的大分子。因此在水處理、石油開采、造紙、選礦等工業領域可得到廣泛的應用。

發明內容

本發明的目的是為解決于藍藻沼液中固體含量較高，難以沉降，以及一般絮凝劑產生絮體小的問題。通過制得的淀粉接枝星形聚丙烯酰胺（ST-g-SPAM）為助凝劑，與無機絮凝劑聚硅酸氯化鋁鐵配合使用處理藍藻沼液，形成絮體礬花大，沉降快速且大大減少無機絮凝劑使用量。

本發明目的是通過如下措施來實現的：一種用于藍藻沼液預處理的助凝劑，是以可溶性淀粉為原料改性合成的。

一種用于藍藻沼液預處理助凝劑的制備方法，按照下述步驟進行：

一、星形聚丙烯酰胺（SPAM）膠體的合成：

將單體丙烯酰胺（AM）、還原劑季戊四醇和氧化劑硝酸鈰銨均分別配制成質量濃度為5-10%的水溶液，在反應瓶中的加入AM溶液和還原劑溶液，反應瓶抽真空后充氮氣反復3次充分除氧后密封，加入一定量的氧化劑，使其混合均勻，然后將反應瓶置入47.5℃恒溫水浴中，反應16h，即得SPAM膠體；

二、ST-g-SPAM的制備：

（1）將10℃的NaClO和NaOH混合液在攪拌作用下加到10℃的SPAM膠體中，控溫在35℃反應20min，即得SPAM的霍夫曼（Hofmann）重排產物；

（3）取可溶性淀粉與蒸餾水按照1/20（g/mL）比例放入容器中，在通氮氣情況下，在恒溫水浴鍋中80℃下糊化90min，然后冷卻至反應溫度48℃；