[發(fā)明專利]一種低粘、速溶高效絮凝脫色劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910716408.1
• 申請日: 2019-08-05
• 公開（公告）號: CN110436597B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余義開;李紅艷;白鈺
• 申請（專利權(quán)）人: 江西師范大學
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22
• 代理公司: 南昌市平凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 36122
• 代理人: 馬彩鳳

本發(fā)明一種低粘、速溶高效絮凝脫色劑的制備方法在脫色劑體系中引入新一類氫鍵控制“開關(guān)”原料，即醋酸?三乙醇胺?甜菜堿三元絡(luò)合物，使絮凝脫色劑兼具低粘速溶且快速脫色的優(yōu)勢。本發(fā)明絮凝脫色劑溶液體系的最終pH值為4.0±0.5，表觀粘度為2.3?4.6 cps，趨近于水，能在水中即刻溶解，并及時與水中染料進行脫色作用。同時絮凝脫色劑還具備在10 s以內(nèi)將有色印染廢水變清的快速脫色特性，凈化脫色性能優(yōu)于市售同類產(chǎn)品，制備工藝簡便、條件溫和，應(yīng)用性能穩(wěn)定，具有很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低粘、速溶高效絮凝脫色劑的制備方法，特別是一種基于氫鍵“開關(guān)”控制的絮凝脫色劑的制備方法，具體屬于廢水處理用絮凝脫色劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

紡織工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)和重要的民生產(chǎn)業(yè)，也是國際競爭優(yōu)勢明顯的產(chǎn)業(yè)。為了滿足人們對紡織織物不同色彩的需要，需要對其進行染色；但在染色時，特別是在進行深濃色染色時，由于上染率不夠高，部分染料不能固著在織物上，造成了原料的浪費，進而導致了大量有色廢水的產(chǎn)生。首先，印染廢水污染量大，對環(huán)境的污染甚為嚴重，其色度COD值一般在8000～40000mg/kg，有些濃廢水的COD值甚至要超過50000mg/kg，其污染物排放總量以COD計則位于各工業(yè)部門第六位；其次，印染廢水中污染物種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、色度大、有機物濃度高、組分復(fù)雜及難生物降解物質(zhì)多，屬于難處理的工業(yè)廢水。這些廢水的排放造成了嚴重的環(huán)境污染，是影響紡織行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題。

要從根本上緩解或解決此問題，就必須對印染廢水進行凈化脫色處理。絮凝脫色法相對于其他印染廢水脫色處理法，具有投資費用低、設(shè)備占地少、處理容量大、脫色率較高等優(yōu)點，現(xiàn)在仍是目前國內(nèi)外用于提高水質(zhì)處理效率的一種既經(jīng)濟又簡便的水處理技術(shù),其關(guān)鍵問題是絮凝脫色劑的選擇，目前主要有無機絮凝劑、有機絮凝劑及微生物絮凝劑等幾大類。其中，聚二甲基二烯丙基氯化銨(polydimethyldiallylammonium chloride，簡稱PDMDAAC，下同)作為一類具有特殊功能的水溶性陽離子性高分子絮凝劑，因其具有大分子鏈上所帶正電荷密度高、水溶性好、高效無毒等優(yōu)點，近年來在水處理中的應(yīng)用得到了廣泛的重視。用于印染廢水脫色時，PDMDAAC絮凝劑結(jié)構(gòu)中的季銨鹽陽離子可與染料的陰離子以離子鍵相結(jié)合而形成較難溶于水的絮凝沉淀，以此達到對印染廢水脫色的目的。例如孟凡娜、李明明等人在“聚二甲基二烯丙基氯化銨的染料廢水脫色性能研究”([J].資源節(jié)約與環(huán)保，2013，(7)：44-46.)中，采用PDMDAAC作為活性艷紅(K-2BP)等染料廢水的脫色劑，先攪拌作用12min，形成(小顆粒)絮凝沉淀，再靜置30min，取上層清液，此時絮凝沉淀并完全沉降，測得廢水較佳脫色率為86.70％。彭振華在“聚二甲基二烯丙基氯化銨的合成及在水處理中的應(yīng)用研究”([D].長沙：中南大學碩士學位論文，2007)中，采用PDMDAAC作為直接黃棕染料廢水的脫色劑，先攪拌作用20min，形成(小顆粒)絮凝沉淀，再靜置00min，取上層清液，此時絮凝沉淀并完全沉降，測得廢水較佳脫色率為65.05％。宋純利、余義開在“基于印染廢水凈化的強陽離子聚季銨鹽絮凝劑”([C].南京:2016年全國功能精細化學品綠色制造及應(yīng)用技術(shù)交流會”中(2017:423-432.)中，PDMDAAC用于印染廢水凈化處理的脫色劑時，由于其與染料形成的絮凝沉淀顆粒較小，所形成絮凝沉淀若要完全沉降，則其完全沉降時間將需要24h以上。

綜上所述，現(xiàn)有絮凝脫色劑存在的問題在于：絮凝沉淀的形成、生長、沉降的這一系列過程，使其水處理的時間過于冗長。本發(fā)明進一步研發(fā)具有快速脫色功能的脫色劑具有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于氫鍵“開關(guān)”控制的低粘速溶且快速脫色型絮凝脫色劑及其制備方法。首先，所得絮凝脫色劑溶液具有低粘特性，其表觀粘度僅為2.3-4.6cps，趨近于水，能在水中即刻溶解并及時與水中染料進行結(jié)合作用。其次，所得絮凝脫色劑體系內(nèi)的強氫鍵作用，促進脫色過程中快速產(chǎn)生絮凝沉淀并迅速聚集，而使有色染料迅速從水相中分離，以此實現(xiàn)了本發(fā)明產(chǎn)品可在10s以內(nèi)將有色廢水脫色變清的快速脫色效果。