[发明专利]生态安全型复合絮凝剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理，具体地说是一种用于给水处理、工业废水或生活污水处理中的生态安全复合絮凝剂的制备方法。

背景技术

水处理中广泛应用的絮凝剂大致可以分为两类：无机絮凝剂、有机絮凝剂。其中无机絮凝剂以铝盐、铁盐及其聚合物为代表，在各类絮凝剂中，无机絮凝剂具有原料易得、工艺简便、价廉和低毒的特点，始终是絮凝剂的主流；有机絮凝剂包括天然有机高分子絮凝剂和人工合成高分子絮凝剂。天然高分子絮凝剂主要包括淀粉、羧甲基纤维素等。人工合成高分子絮凝剂以聚丙烯酰胺类为代表，它们也因为絮凝效果好、投加量少在市场上很受欢迎。随着工业化程度的提高，工业生产产生的废水量呈上升趋势，絮凝剂的用量大幅增加，这些絮凝剂在处理水过程中发挥了较大的作用，但是这些类型的絮凝剂在生产、使用及后续处理中，也给环境带来了很大的压力，并对人类的健康构成了明显或潜在的危害。

现有资料表明：

1、水处理过程中，铝盐絮凝剂是饮用水中铝含量增加的主要原因。目前，以铝盐为絮凝剂对饮用水进行净化处理现象普遍，在去除天然水体中的颗粒物和其他污染物后，也残留了不同程度的铝，饮用水中铝含量大大超过了未处理水。铝对人体毒性的临床表现主要有铝性脑病、铝性骨病和铝性贫血等，这些毒性导致的疾病给人体健康带来了很大的危害。有比较充分的动物和人体资料证据表明，铝对人的神经有毒害作用，且属于高神经毒物。近年来，过量的铝通过饮用水、食品、食物链、药物、化妆品等多种途径进入人体，其产生急性中毒的可能性不大，但低剂量铝毒的长期影响不容忽视。这些接触的特点是接触机会多，剂量低和长期性，各种条件下的急性毒理学实验和大量野外调查结果显示，低剂量铝能够通过长期缓慢积累产生毒性。如何减少和防范铝毒对人类健康的影响显得尤其重要。因此，应当采取一些必要防范措施以控制铝进入人体，降低人类健康风险。

2、目前应用范围最广、使用量最大的人工合成有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺类是低毒的，有些产品可用于饮用水处理，但在合成过程中丙烯酰胺单体对人体健康危害很大。一定剂量的丙烯酰胺单体可引起人体神经系统毒性及细胞染色体畸变。丙烯酰胺单体毒性问题引起了各国的广泛关注。美国FDA规定了聚丙烯酰胺中单体含量≤0.5％，日本的质量标准为≤0.05％，并禁止在给水处理中使用。离子型，特别是阳离子型聚丙烯酰胺的毒性通常要比非离子型聚丙烯酰胺的毒性高出数十倍。

3、天然高分子絮凝剂一般来源于淀粉类、半乳甘露糖类、纤维衍生物类、动物性骨胶类的天然产物。这类物质具有无毒、易生物降解、可再生性好、分子量大、多电荷、对pH的影响不大、出水污泥少、原料来源广、价格低廉等优点。正成为研究的热点。

随着人们环保意识的提高和可持续发展的需要，现阶段的工作重点则逐渐落在新型、高效和低毒絮凝剂的研究开发上，以便更好地提高现有或新建污水处理设施的出水能力和净化效果。

本发明的目的在于提供一种应用范围广、无二次污染的生态安全型复合絮凝剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明生态安全型复合絮凝剂以铁盐、羧甲基纤维素、水、氢氧化钠为原料，其中：铁盐、羧甲基纤维素是主要成份，水作为反应溶剂，氢氧化钠用于羧甲基纤维素的改性；根据处理对象污水性质的不同，可以在适当范围内调整产品配方，如果污水中金属离子浓度高，可以提高羧甲基纤维素的比例；如果处理偏酸性污水时，适当提高铁盐的成分，这样可以使目标污染物处理效率最大化。

生态安全型复合絮凝剂的制备方法为：

1)羧甲基纤维素(CMC)的改性：按质量比1∶10～10∶1取羧甲基纤维素和无机铁盐混合后溶解于水至完全溶解，再缓慢加入所述羧甲基纤维素(CMC)质量的0.1～4倍的20％的NaOH溶液充分混合；

2)复合反应：将改性后的羧甲基纤维素和无机铁盐的混合溶液在反应温度20～90℃温度条件下改性反应0.5～10小时，得红棕色乳状物生态安全型复合絮凝剂。

所述步骤2)将改性后的羧甲基纤维素和无机铁盐的混合溶液在反应温度20～90℃温度条件下改性反应0.5～10小时，得红棕色乳状物生态安全型复合絮凝剂；

所述复合反应时间为5～6小时，复合反应温度控制在40～50℃；

所述无机铁盐为三氯化铁、硫酸铁或经预处理的铁工业生产中含铁的废液、废弃物等；

所述羧甲基纤维素为农作物羧甲基纤维素、纸类羧甲基纤维素、或其他经预处理的工农业废弃物中含有的羧甲基纤维素；