[發(fā)明專利]一種用于處理含菌污水的淀粉接枝季鏻鹽絮凝劑的制備方法

有效

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• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113461128B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊朕;李云云;楊維本;喻寧波;李嘉霖;趙永芳;鄭聰慧
• 申請（專利權(quán)）人: 南京師范大學(xué)
• 主分類號: C02F1/56
• 分類號: C02F1/56;C02F1/50
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 錢超

本申請公開一種用于處理含菌污水的淀粉接枝季鏻鹽絮凝劑的制備方法，采用丙烯基三丁基氯化磷單體為原料，加入聚合度控制劑、高溫引發(fā)劑，通入氮氣后加熱反應(yīng)，然后加入羧基活化劑、羥基活化劑以及淀粉繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)后進行沉淀過濾，干燥即可；接枝季鏻鹽基有利于提高聚合物的抗菌活性，增強聚合物的正電荷特性；接枝共聚方法簡單，易于操作，能引入更多活性位點有利于反應(yīng)；淀粉具有生物可降解性、無毒性，不會對水體產(chǎn)生二次污染；有良好的經(jīng)濟效益，減少水處理廠消毒劑使用量，降低消毒成本并顯著減少消毒副產(chǎn)品的二次污染風(fēng)險；采用淀粉接枝季鏻鹽絮凝劑處理廢水成本可控，平均處理1噸天然地表水的藥劑成本為1?3分錢（人民幣）。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及絮凝劑的制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于處理含菌污水的淀粉接枝季鏻鹽絮凝劑的制備方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著工業(yè)和農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，水體污染變得越來越嚴(yán)重。同時，持續(xù)增加的人口，也使得淡水資源變得越來越緊缺。因此，水污染治理迫在眉睫。水中的懸浮膠體粒子、天然有機物以及病原體微生物(大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等)是天然地表水中主要的污染物，因而在將其作為飲用水源時，需要對其做進一步的處理，尤其是要去除水源中的致病細菌。

傳統(tǒng)的絮凝沉淀和消毒是水處理中兩個獨立的重要工藝。然而，過量使用含氯消毒劑進而衍生的消毒副產(chǎn)物對公眾健康構(gòu)成了極大隱患，已經(jīng)引起了社會的廣泛關(guān)注。此外，高效穩(wěn)定地去除源水中的其他污染物(包括膠體粒子、天然有機物)，將有利于減輕自來水廠的財政負擔(dān)。因此，開發(fā)兼具高效絮凝和廣譜抗菌活性且無毒無害、能夠有效降低消毒副產(chǎn)物生成且成本可控的新型絮凝-抗菌材料尤為重要。

天然高分子絮凝劑因可用性、環(huán)境友好性和生物可降解性受到人們的廣泛關(guān)注。其中，作為一種豐富的天然資源，淀粉廉價易得，應(yīng)用成本可控，且易于改性。同時，淀粉基改性的絮凝劑已經(jīng)被大量的資料報道。然而，這些報道主要是集中在以N基為核心的淀粉改性，包括含N官能團種類(如叔胺和季銨)、接枝含氮官能團支鏈的長度以及淀粉主鏈接枝含N官能團的密度等。一個難以逾越的問題是，N基絮凝劑盡管具有較好的膠體和天然有機物去除能力，但是N基絮凝劑本身具有較強的消毒副產(chǎn)物生成勢，這意味著N基絮凝劑的應(yīng)用存在潛在風(fēng)險。因此，開發(fā)無N絮凝劑，使其具有甚至超越N基絮凝劑原有性能，將是一個具有前景的發(fā)展方向。

P基聚合物具有廣泛的實用性能，如高熱穩(wěn)定性、高導(dǎo)電性和低粘度。與相應(yīng)的N基化合物相比，P基陽離子聚合物表現(xiàn)出更好的抗菌性能。季鏻鹽(QPS)是新一代陽離子生物殺菌劑，在pH(2-12)的范圍內(nèi)具有高殺菌效率和廣譜活性。此外，QPS對一般氧化還原劑、酸或堿是惰性的，能夠避免形成致癌的消毒副產(chǎn)物的生成。因此，有必要研發(fā)一種應(yīng)用于含菌污水處理的季鏻鹽絮凝劑的制備方法。

申請內(nèi)容

解決的技術(shù)問題：

本申請需要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中有較強的消毒副產(chǎn)物生成勢等技術(shù)問題，提供一種用于處理含菌污水的淀粉接枝季鏻鹽絮凝劑的制備方法。

技術(shù)方案：

一種用于處理含菌污水的淀粉接枝季鏻鹽絮凝劑的制備方法，包括以下步驟：

(a)以丙烯基三丁基溴化磷單體為原料，于20-25℃，依次加入聚合度控制劑、高溫引發(fā)劑，通入氮氣去除反應(yīng)器中的空氣；升溫至50-80℃，反應(yīng)時間為1-2h，反應(yīng)結(jié)束后靜置冷卻至室溫，得到混合物A；

(b)將羧基活化劑溶解于有機溶劑中，加入混合物A中，攪拌時間為6-8h，得到混合物B；

(c)將羥基活化劑以及淀粉溶解后加入混合物B中，攪拌時間為12-16h，制得混合物C；

(d)將制得混合物C倒入沉淀劑中，沉淀過濾，干燥研磨即得到淀粉接枝丙烯基三丁基季鏻鹽絮凝劑。

作為本申請的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述步驟(a)中，所述的聚合度控制劑為巰基乙酸，高溫引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。