[发明专利]一种废水处理的凝胶吸附剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于印染废水、石化废水、生活污水及其他有机污染废水处理的凝胶吸附剂，该吸附剂属于废水处理剂。 

背景技术

水是宝贵的自然资源，是人类赖以生存的必要条件。然而随着工农业生产和社会的发展，水污染日趋严重，致使生态环境恶化，人体健康和人类生存受到威胁，社会生产的可持续发展受到限制，已经引起了全社会的高度重视。研制和使用新的高效、低毒、价廉的废水处理剂，是解决水污染问题的关键之一。吸附法是众多水处理方法中的一种，它在染料废水、石化废水、油气田废水，含重金属离子工业废水等的处理中有广泛应用。吸附剂大部分是固体物质，水处理后易于固液分离，一般不会对环境造成二次污染，对废水的深度处理具有较好的效果，因此吸附法在工业废水处理中有其独特的优点。 

近年来国内外对此进行了大量的研究，提出了各种新的吸附剂及其制备方法。中国专利CN 1 124882C公开了“硅胶交联壳聚糖合成重金属吸附剂的方法”，CN 101045793A公开了“形成交联的聚合物凝胶的方法”，CN 1986439A公开了“纳米性净水剂”，CN135627公开了“一种天然膨润土污水处理材料的制备方法”，CN 1 142188C公开了“交联的聚合物凝胶细粒的连续制备”，CN 1663990A公开了“一种壳聚糖厂蒙脱土纳米复合材料及其制备方法”，CN 101045921A公开了“一种废水处理用微生物固定化凝胶材料”，CN 1 654348A公开了“用于印染废水处理的复合絮凝剂”，等等，这些专利技术各有其特点和应用方向。但是，由于当前水污染的严重性、复杂性和多变性，现有的技术和方法还远远不能适应环境保护的需要，研制适应面广、价格低、应用方便、效果好的新型吸附剂，仍然是当务之急。 

发明内容

本发明的目的是：为了对印染废水、石化废水和其他有机污染废水中的污染物具有较好的吸附去除作用，特提出一种用于废水处理 的凝胶吸附剂。 

本发明的基本原理是：壳聚糖是天然功能高分子材料甲壳素脱乙酰基的产物，其分子链中含有大量的-OH和-NH₂，具有很好的络合吸附性能；在酸性介质中，分子链中的氨基形成正离子，能吸引废水中带负电荷的胶体微粒，产生絮凝沉降作用；它无毒，易生物降解，所以尽管其价格高，但仍广泛应用于水处理、医药、日化、食品等领域。膨润土为储量丰富、价格低廉的天然矿物，主要由纳米级的蒙脱石颗粒构成，其晶体由两个硅氧四面体中夹一个铝氧八面体组成，属2∶1层型；其中高价金属离子被低价金属离子置换后，会在晶体层间产生永久性负电荷，使其具有吸附阳离子的能力；同时由于晶层间的作用力较小，水分子及其它离子容易进入层间，引起晶层之间的距离增加从而产生体积的膨胀，因此膨润土具有吸附性、膨胀性、粘结性、分散性、悬浮性、无毒性等特点，从而被广泛应用于石油、化工、环保、医药等领域。 

本发明首先将壳聚糖溶解于有机酸，然后通过正负电荷吸引作用及分子的层间嵌插作用使壳聚糖分子链均匀地负载于水化膨胀的膨润土微粒上，再加入高分子聚合物交联剂，在一定条件下与负载于膨润土微粒上的壳聚糖分子链发生交联反应，形成具有空间网状结构的多孔性的凝胶颗粒。 

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于废水处理的凝胶吸附剂，是由壳聚糖、冰醋酸、膨润土、聚丙烯酰胺和纯水组成，各组分的含量及部分性能为：将壳聚糖细粒加至浓度为0.8～1.6％的冰醋酸水溶液中，搅拌12小时，待充分溶解后抽吸过滤，配制成浓度为0.3～1.2％的壳聚糖的醋酸水溶液A；将聚丙烯酰胺溶解于纯水中，配制成浓度为0.2～0.8％的交联剂聚丙烯酰胺的水溶液B；将100～500目的膨润土粉置于100±5℃的恒温烘箱内烘烤2～6小时，得烘干的膨润土原料。 

该凝胶吸附剂的制备方法是：按照膨润土∶壳聚糖＝100∶1～3的质量比，称取烘干的膨润土原料，加入含相应质量壳聚糖的冰醋酸水溶液A中，在60±5℃下充分搅拌1～2小时，使壳聚糖分子均匀地负载于水化膨胀的膨润土微粒上；再按照膨润土∶聚丙烯酰胺 ＝100∶0.04～0.12的质量比，量取含相应质量交联剂聚丙烯酰胺的水溶液B，加入到上一步骤所得的膨润土负载壳聚糖产物中，在60±5℃下缓慢搅拌反应，熟化1～2小时，即得到一种用于废水处理的凝胶吸附剂产品。