[发明专利]超支化聚酰胺胺和树枝状聚酰胺胺复合絮凝脱色剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种超支化聚酰胺胺和树枝状聚酰胺胺复合絮凝脱色剂及其制备方法和应用。

背景技术

印染废水中由于其水量大,色度高,成分复杂，BOD/COD值较小等特点，已经成为污染最严重、最难处理的工业废水之一。其中色度的去除是印染废水处理的主要任务之一。目前，随着染料工业的发展和印染加工技术的进步，染料结构的稳定性大为提高，给脱色处理增加了难度，目前印染废水的脱色问题已成为国内外废水处理中急需解决的一大难题。

目前许多印染厂采用化学处理与生化处理相结合的方法,生化处理采用微生物法降解染料分子和有机物,但是生化处理过程中有害分子降级速率低,设备投资大,运行费用高,因此选择一种简单经济有效的处理方法成为印染废水脱色的研究重点。除生化法外，其它物理化学或化学脱色如吸附法、氧化还原法、离子交换法、膜法、混凝法等，都有大量研究及应用的报道,但是处理效果都不十分理想。

化学絮凝剂可分为无机和有机两大类。目前出现的无机絮凝剂包括金属盐类和无机高分子聚合电解质，其中以铁系和铝系化合物为主。根据应用情况来看，碱式氯化铝、硫酸铝、三价铁盐等单纯铝盐都对一些水溶性染料废水的脱色率不高，且使用的pH范围较窄。硫酸亚铁对于大部分水溶性染料均具有较好的脱色效果，例如处理硫化染色废水，色度去除率为95%，硫化物和BOD去除率为96%和59%。但由于硫酸亚铁脱色的机理是将生色基团还原，还原产物为有机小分子不能被有效絮凝去除，因此CODcr的去除率不高，且对溶液中碱度的消耗较大，絮凝剂的用量也较大。

此外，大量的研究和应用实践表明，采用无机絮凝剂包括铁盐、铝盐、镁盐及无机絮凝剂对以胶体或悬浮状态存在于废水中的染料具有良好的脱色效果，如分散染料、硫化染料、氧化后的还原染料、偶合后的冰染染料、颜料以及分子量较大的直接染料和中性染料；而对不易形成胶体微粒的水溶性染料如酸性染料、活性染料及部分小分子的直接染料废水则混凝脱色效果不理想。此外，无机絮凝剂中的金属离子对人体有害。

近年来，国内外大量使用各种高分子絮凝剂进行染料废水处理，与无机絮凝剂相比，有机絮凝剂，特别是高分子絮凝剂，具有脱色速度快，投药量小，适用的pH范围宽、受共存盐类及温度影响小等优点，此外不仅对以胶体或悬浮状态存在于废水中的染料具有良好的脱色效果，同样对不易形成胶体微粒的水溶性染料如酸性染料、活性染料及部分小分子的直接染料废水也有很好的絮凝脱色作用。目前使用效果较好的有机絮凝剂有双氰胺-甲醛脱色剂等，但是其环境不友好，价格偏高。

目前树枝状聚合物作为染料废水脱色剂已有文献报道，相比于传统的有机高分子对染料废水的处理效果更加优异，添加量少，环境友好，不会造成二次污染，但是由于其合成工艺较难，价格昂贵，很难进行工业化推广，目前在国内外只停留在实验室研究阶段，目前除本公司外还没有实现工业化生产和应用，本发明所用树枝状聚合物已经实现工业化生产，但是价格还是相对较高，而超支化聚合物工业化简单，成本低，处理效果优异，与树枝状聚合物复配相容性好，并且协同作用，具有优异的絮凝脱色效果的同时，成本相对于单纯的树枝状聚合物絮凝脱色剂价格更低，更易实现工业化生产和工业化推广。

发明内容

本发明的目的在于提供效果更加优异、添加量少、环境友好的超支化聚酰胺胺和树枝状聚酰胺胺复合絮凝脱色剂，同时提供了其低成本，简单易操作的制备方法。

所述的超支化聚酰胺胺和树枝状聚酰胺胺复合絮凝脱色剂，由以下组分组成：

组分一：由以下质量分数的组分组成：

超支化聚酰胺胺10%～30%

树枝状聚酰胺胺5-20%

其余为水

组分二：聚硅酸钠。

树枝状聚酰胺胺优选G0、G1、G2、G3、G4或G5代树枝状聚酰胺胺中的一种或多种的任意比例混合；

G0、G1、G2、G3、G4和G5由威海晨源分子新材料有限公司生产。

所述的超支化聚酰胺胺制备，步骤包括：

（1）冰浴下，酯类单体甲醇溶液溶于滴加到胺单体甲醇溶液中，得混合溶液；

（2）混合溶液在氮气保护下，室温反应30～55h，55～65℃减压蒸馏，然后升温至140℃反应5小时，得超支化聚酰胺胺产品。

胺单体和酯类单体的摩尔比为1:1.5～3.5，胺单体和酯类单体总质量占混合溶液总质量的10%～30%。

胺单体为乙二胺；酯类单体为丙烯酸甲酯。

本发明所述的超支化聚酰胺胺和树枝状聚酰胺胺复合絮凝脱色剂的应用，步骤包括：