[发明专利]一种有色废水的复合絮凝脱色方法

说明书

技术领域

本发明属于有色废水处理领域，具体涉及一种有色废水的复合絮凝脱色方法。

背景技术

目前，絮凝法具有操作简便、投资费用低、设备占地少、处理量大、效率高等优点而被广泛应用于有色废水的脱色处理。絮凝剂是絮凝法的核心，其性能的优劣决定了絮凝脱色效果的高低。现有的能用于有色废水脱色的絮凝剂商品种类很少且潜在着一定的危险性，包括无机高分子絮凝剂，如聚合铝、铁盐以及合成有机高分子絮凝剂，如阳离子聚丙烯酸胺、聚胺。尽管聚合铝盐有较好的脱色效果，但它在环境中具有一定的生物毒性，并且与老年痴呆症的发生有关；而聚合铁盐虽然安全无生物毒性，但其腐蚀性强，对设备要求高，且Fe³⁺与水中腐殖质等有机物可形成水溶性污染物，使水带色；阳离子聚丙烯酰胺存在着单体丙烯酰胺的毒性；等等。因此，采用新型、高效且适用性强的絮凝剂，以更加安全和经济的方法来处理有色废水，降低产泥的二次污染或提高其可再次利用性，对于有色废水治理、环境保护来说具有深远的意义。

基于天然多糖改性的聚阴/阳离子絮凝剂具有可再生、可生物降解、经济、环保、抗剪切等特点而备受研究者的青睐，是目前脱色用絮凝剂研究领域的热点。β-环糊精(β-CD)是淀粉经酸或酶水解得到的产物。β-CD及其衍生物最显著的特征是具有一个环外亲水、环内疏水，且具有一定尺寸的立体手性空腔，可以包合与其尺寸匹配的疏水分子或功能团，包括水中的染料。目前，β-CD交联聚合物作为吸附剂已被广泛应用于水中染料的吸附；而β-CD基聚电解质作为絮凝剂在有色废水脱色中的应用却很少。通过溶液聚合制备的天然改性阳离子聚电解质-β-CD基聚电解质的分子量较低，但其正电荷密度与支化度均较高。絮凝脱色实验表明：其虽对水中活性等阴离子染料具有很高的脱除率；但对某些染液的脱色速率较慢，有待进一步提高。

本发明采用分子量较高、分子链为线性的天然改性阴离子聚电解质-羧甲基纤维素钠(CMC)与β-CD基聚电解质复合处理染液。两种带电相反的聚电解质间形成复合物，会结合染料离子(或分子)一起从溶液中沉淀出来，实现对不同染液的快速、安全、经济、高效脱色效果，并降低絮体的二次污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种有色废水的复合絮凝脱色方法。

本发明提供了基于β-CD的改性阳离子聚电解质的制备方法，特征是，配方比例按重量份数计，包括以下步骤：

(1)1份β-CD溶于15～20份二甲基亚砜(DMSO)中，加入0.25～0.45份氢氧化钠，混合1小时后，采用冰水浴维持体系温度在0～10℃之间，缓慢加入1～2.3份烯丙基溴(AB)，继续反应48小时。旋转蒸发除去溶剂，得到白色的粉末经多次丙酮洗涤后真空干燥，制得可聚合的β-CD衍生物-AB-β-CD。

(2)45～70份AB-β-CD、30～55份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)混溶于150～400份去离子水，通氮、加入0.4～0.7份引发剂(K₂S₂O₈/NaHSO₃)并反应一定时间，体系冷却至室温后加入丙酮，经多次抽滤、丙酮洗涤，最后真空干燥，制得poly(AB-β-CD-co-DAC)。

在上述poly(AB-β-CD-co-DAC)的制备方法中，聚合温度为45℃，聚合时间为4～6小时。

本发明还提供了poly(AB-β-CD-co-DAC)/CMC对有色废水的复合絮凝脱色应用，包括以下步骤：

配制一定浓度的染液；量取一定体积的染液置于烧杯中，加入一定量的食盐(NaCl)，并且调节染液的pH；先、后加入一定量的絮凝剂poly(AB-β-CD-co-DAC)与CMC，机械搅拌；静置一段时间之后，测定染液的脱色率。

在上述poly(AB-β-CD-co-DAC)/CMC的复合絮凝脱色应用中，所述染料包括活性等阴离子染料、阳离子染料及分散染料；染料浓度为100～500mg/L；NaCl浓度为0～40g/L；染液pH为2～12；絮凝剂的用量为10～400mg/L；机械搅拌方式为150～220rpm/分钟搅拌5～10分钟，50～80rpm/分钟再搅拌10～20分钟。