[發明專利]一種高接枝率造紙污泥基有機高分子絮凝劑的制備方法

有效

• 申請號: 201811457123.2
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109292941B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 高寶玉;郭康鷹;岳欽艷
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C02F1/56
• 分類號: C02F1/56;C02F1/52
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 張宏松

本發明涉及一種高接枝率造紙污泥基有機高分子絮凝劑的制備方法，該方法將粗木質素液加熱，持續通入高流速氮氣，使粗木質素液中充滿氣泡，得到充滿氣泡的木質素液，以過二硫酸鉀為引發劑、乙二胺四乙酸二鈉為螯合劑，在氮氣保護的條件下，攪拌活化一定時間，再向反應器中分批次逐滴加入二甲基二烯丙基氯化銨溶液，攪拌反應制得。本發明方法得到的絮凝劑接枝率高，絮體大，分子量大，并具有支化長鏈結構，分子量約10000kDa～20000kDa，色度去除率達95％以上。本發明工藝簡單，設備要求低，利于工業生產應用，不僅實現了造紙污泥的資源化利用，為造紙行業可持續發展提供了一種新思路，而且目標產品環保無毒，高效經濟。

技術領域

本發明涉及一種高接枝率造紙污泥基有機高分子絮凝劑的制備方法，屬于廢物資源化利用及水處理藥劑技術領域。

背景技術

在我國，水資源的匱缺以及水環境的惡化，已經嚴重威脅人類生活和社會經濟的可持續發展。面對當前嚴峻的水污染形勢，發展綠色、高效的水處理技術勢在必行。針對水體中種類繁多的污染物質，多種的水處理及其組合工藝應運而生。其中，混凝沉降法是一種既經濟又簡便的水質處理方法，已廣泛應用于國內外水污染治理、海水淡化與節水回用凈化處理工程領域中。因此，絮凝劑的性能優劣是決定水處理技術的效率、工藝運行費用以及水質凈化質量的關鍵因素。

造紙污泥是制漿造紙過程中廢水處理的終端產物，由于具有成分復雜、含水量高、處理難度大、處置費用高，已成為困擾造紙企業經營的難題。國內一般選用焚燒、填埋的方式進行處理，但容易造成二次污染，加劇環境問題。造紙污泥生物質含量豐富，有機物含量約50％-65％，主要為木質素，以及少量的纖維素、半纖維素。從可持續發展角度考慮，污泥資源化是較為理想的處置措施，既滿足污泥中資源的有效循環利用，同時不會對人類和環境產生有害影響，使之具有經濟效益、社會效益和環境效益，是城市可持續發展的必然要求和發展趨勢。因此，如何將造紙污泥進行生物質資源化綜合利用具有十分重要的現實意義。

木質素是由聚合的芳香醇構成的一類物質，含有大量的功能基團，例如芳香基、酚羥基、醇羥基、羧基、羰基、共軛雙鍵等活性基團，因此可以進行還原、氧化、磺化、縮合和接枝共聚等許多反應來進行改性，改性后木質素分子量提高，水溶性、表面活性增強。考慮到木質素單體中均存在羥基，可發生醚化、縮聚和接枝共聚等作用，因此木質素可作為一種優越的改性高聚物原材料。鑒于以上事實，富含木質素的造紙污泥可以回收利用制備有機絮凝劑。

目前，也有關于富含木質素的造紙污泥制備絮凝劑的有關報道，但是目前的方法得到的絮凝劑絮體小，接枝率低，絮凝處理效率低。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種高接枝率造紙污泥基有機高分子絮凝劑的制備方法，本發明方法得到的絮凝劑接枝率高，絮體大，分子量大，并具有支化長鏈結構，分子量約10000kDa～20000kDa。

原料說明

本發明采用的原料是干燥的堿法造紙生產過程中產生的造紙污泥，其中木質素含量～45wt％，纖維素為～10wt％，含水率～10wt％，其余為泥土、沙粒及多種無機鹽雜質。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種高接枝率造紙污泥基有機高分子絮凝劑的制備方法，包括步驟如下：

(1)取由造紙污泥制得的粗制木質素加入水中，調pH至7.5-8.0，得粗木質素液；

(2)將粗木質素液加熱至65-75℃，持續通入高流速氮氣，持續攪拌25-35min，使粗木質素液中充滿氣泡，得到充滿氣泡的木質素液，高流速氮氣的通入流速為100-500ml/min；

(3)向充滿氣泡的木質素液中加入過二硫酸鉀并反應15-25min，再加入乙二胺四乙酸二鈉反應4-8min，然后分批次逐滴加入二甲基二烯丙基氯化銨溶液，反應3-5h，整個步驟在氮氣保護下進行；