[發(fā)明專利]一種磁性陽(yáng)離子化生物絮凝劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210631290.4
• 申請(qǐng)日: 2022-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114873699B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白小元;林瑩瑩;吳有兵;葉治安;李甲偉;徐兆郢;邢文斌;康少鑫;吳建安;霍敏艷;葉茂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華能隴東能源有限責(zé)任公司;西安西熱水務(wù)環(huán)保有限公司
• 主分類號(hào): C02F1/48
• 分類號(hào): C02F1/48;C02F1/52;C02F1/56
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發(fā)明公開(kāi)一種磁性陽(yáng)離子化生物絮凝劑及其制備方法，包括以下步驟：將陽(yáng)離子化生物絮凝劑投加至FeCl₃溶液中，攪拌均勻后納米磁性粉末，進(jìn)行反應(yīng)，得到糖蛋白絮凝劑?Fe復(fù)合物；將糖蛋白絮凝劑?Fe復(fù)合物中加入到含有交聯(lián)劑的無(wú)水乙醇溶液中，進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，得到磁性陽(yáng)離子化生物絮凝劑。本發(fā)明制備的絮凝劑同時(shí)具備磁分離性能和蛋白大分子的吸附、絮凝性能，且內(nèi)部呈多孔結(jié)構(gòu)，具有更多利于吸附的作用位點(diǎn)，在保證絮凝效果的前提下能實(shí)現(xiàn)高效分離和快速沉降。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種磁性陽(yáng)離子化生物絮凝劑及其制備方法。

背景技術(shù)

微生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生的具有絮凝活性的代謝產(chǎn)物。因其高效、無(wú)毒、無(wú)二次污染以及用途廣泛等優(yōu)勢(shì)而成為研究熱點(diǎn)。微生物直接分泌的具有絮凝活性的物質(zhì)均荷負(fù)電，通常需Ca²⁺、Mg²⁺等陽(yáng)離子或聚合氯化鋁等作助凝劑應(yīng)用，以提高其水處理的效率和活性。這將導(dǎo)致沉降污泥和處理后水樣中殘留較高Ca²⁺、Mg²⁺或Al³⁺，易引起二次污染,且應(yīng)用時(shí)須與助凝劑分別投加，致使操作步驟繁瑣。微生物絮凝劑陽(yáng)離子化修飾是解決該問(wèn)題的途徑之一。目前，生物大分子陽(yáng)離子化研究主要集中在淀粉、纖維素、殼聚糖等多糖類天然產(chǎn)物。糖蛋白或蛋白類因分子中官能團(tuán)和空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易變性，目前尚未見(jiàn)糖蛋白絮凝劑陽(yáng)離子化的相關(guān)報(bào)道。

近年來(lái)，磁絮凝技術(shù)作為新興的水處理技術(shù)，在給水處理和各類污水、廢水處理中得到快速發(fā)展，并在工程實(shí)際中得到應(yīng)用。磁絮凝技術(shù)主要通過(guò)吸附、混凝、架橋的作用，實(shí)現(xiàn)水中的微小懸浮物或不溶性污染物與小粒徑磁性顆粒的有效結(jié)合，從而增加絮體的體積和密度，并進(jìn)一步加快絮體的沉降速度，從而有效降低了絮凝沉淀池的水力停留時(shí)間和增大了其表面負(fù)荷。常規(guī)磁絮凝工藝主要是分別投加絮凝劑和磁粉，通過(guò)二者的共同作用實(shí)現(xiàn)污染物的去除，在水樣中直接投加未修飾的磁粉會(huì)導(dǎo)致磁粉投加量大、利用效率低，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)成本高和應(yīng)用范圍受限等諸多問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種磁性陽(yáng)離子化生物絮凝劑及其制備方法，該生物絮凝劑集磁性和絮凝特性于一體，具有高效去除水中懸浮物的效果。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種磁性陽(yáng)離子化生物絮凝劑的制備方法，包括以下步驟：

1)將陽(yáng)離子化生物絮凝劑投加至FeCl₃溶液中，攪拌均勻后納米磁性粉末，進(jìn)行反應(yīng)，得到糖蛋白絮凝劑-Fe復(fù)合物；

2)將糖蛋白絮凝劑-Fe復(fù)合物中加入到含有交聯(lián)劑的無(wú)水乙醇溶液中，進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，得到磁性陽(yáng)離子化生物絮凝劑。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，每15g陽(yáng)離子化糖蛋白絮凝劑對(duì)應(yīng)的FeCl₃的用量為0.01～0.02mol；FeCl₃溶液的濃度為0.1-0.2mol/L。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，陽(yáng)離子化生物絮凝劑通過(guò)以下過(guò)程制得：

將環(huán)氧丙基三甲基氯化銨與NaOH溶液進(jìn)行混合均勻，再加入生物絮凝劑，混合均勻在80～90℃反應(yīng)2～4h后，得到陽(yáng)離子化的糖蛋白類微生物絮凝劑。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，環(huán)氧丙基三甲基氯化銨與NaOH的摩爾比為1:(1～1.6)。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，NaOH溶液的濃度為1mol/L，每10g糖蛋白類微生物絮凝劑對(duì)應(yīng)的環(huán)氧丙基三甲基氯化銨用量為0.01～0.03mol。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，納米磁性粉末為納米Fe₃O₄；步驟1)中反應(yīng)時(shí)間為1～2h，步驟2)中反應(yīng)時(shí)間為2～4h。