[发明专利]一种淀粉絮凝剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种淀粉絮凝剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，环境保护和生活质量引起了人们极大的关注。据报道，2012年我国工业废水排放量为221.6亿吨，陶氏公司同期发布的《中国渴求水资源》报告指出，中国工业水资源的重复利用率仅为25%。工业废水中很大一部分是煤矿废水，每年仅处理这些废水就需要大量的絮凝剂。目前市场上很多种用于煤矿废水处理的絮凝剂，像传统的铝铁盐、共聚氯化铝、聚丙烯酰胺，它们很容易引起二次污染并且不能够满足现在对于煤矿废水处理的要求。尽管玉米淀粉、马铃薯淀粉、糯米淀粉改性的絮凝剂也已应用煤矿废水处理，但是由于它们中直链淀粉含量不高，使得其废水处理效果不佳。

发明内容

为了克服现有絮凝剂存在的净水效果差以及有二次污染等问题，本发明根据直链淀粉的接枝共聚物具有更好的沉降效果以及丙烯酰胺与淀粉质量配比、反应温度对接枝率有影响，通过大量的理论与实验工作，对不同种类的淀粉、丙烯酰胺与淀粉质量配比、反应温度进行研究，研制出了适宜于净化煤矿废水的絮凝剂。

本发明实现过程如下：

一种淀粉絮凝剂，通过淀粉与丙烯酰胺接枝共聚得到，所述淀粉为豌豆淀粉、糯米淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉，优选为为豌豆淀粉。所述淀粉与丙烯酰胺的质量比为1:1～1:3，优选质量比为1:2。

一种淀粉絮凝剂的制备方法，其通过淀粉与丙烯酰胺接枝共聚得到，所述淀粉为豌豆淀粉，豌豆淀粉与丙烯酰胺的质量比为1:1～1:3，反应温度为50~70℃。

本发明淀粉絮凝剂可用于处理煤矿废水，使用时，絮凝剂的加入量为35~80mg/L，适用的pH范围为3-11。

本发明成本低廉，绿色环保，絮凝效果好，特别适宜于处理煤矿废水。

附图说明

图1为各种不同淀粉合成絮凝剂的水处理效果对比；

图2为豌豆淀粉合成絮凝剂前后的SEM；

图3为合成絮凝剂的豌豆淀粉和AM质量配比与处理煤矿废水效果的关系；

图4为合成絮凝剂时反应温度对处理煤矿废水透光率的影响；

图5为新型絮凝剂的投加量对处理煤矿废水透光率的影响；

图6为新型絮凝剂与聚丙烯酰胺（PAM）水处理效果的对比；

图7为不同的pH对合成的絮凝剂处理煤矿废水效果的影响。

具体实施方式

实施例1：不同淀粉改性对絮凝剂效果的影响

1、把装有聚四氟乙烯搅拌器、回流冷凝管和通有二氧化碳的500mL三颈烧瓶置于恒温水浴锅中，开启恒温水浴锅，将水浴温度水浴设为60℃；

2、把已称好的5g豌豆淀粉及100mL无水乙醇加入三颈烧瓶，通入二氧化碳排尽三颈烧瓶内的空气，打开搅拌器，开始计时。淀粉糊化1小时后，往三颈烧瓶加入0.24gNaOH、10gAM单体及引发剂，通入二氧化碳排尽三颈烧瓶内的空气，进行接枝共聚反应，得到阳离子淀粉絮凝剂；

3、将胶体状产物放置恒温，用丙酮洗涤数次、过滤，置于恒温干燥箱内干燥，干燥结束后将其装入试剂袋，并贴上标签，标号为1；

4、糯米淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉替换豌豆淀粉，重复步骤2和步骤3，得到的产品标号2、3、4、5；

5、取出5个50ml的容量瓶用蒸馏水洗干净并编号1、2、3、4、5，取上述五种淀粉絮凝剂产品配成0.1%的溶液；

6、取出5个50ml的烧杯用蒸馏水洗干净并编号1、2、3、4、5，倒入20ml煤矿水样，分别取1mL配好的溶液加入煤矿水中，搅拌1min，静置15min；

7、将分光光度计预热15min后，把波长置于610nm位置。取5个烧杯上层清液加入5个规格为722的洁净玻璃比色皿中，打开样品室门将上述样品放入样品池内，以蒸馏水为对比，测量上层清液的透光率并记录数据，见图1。

可见，在相同的条件下，豌豆淀粉与AM的共聚产物处理煤矿废水的效果最好。

实施例2：

将豌豆淀粉和制得的豌豆淀粉改性的絮凝剂分别做扫描电镜，扫描结果见图2。通过扫描电镜可以看出接枝后豌豆淀粉的结构的确发生了改变，这说明豌豆淀粉改性絮凝剂合成成功。

实施例3：AM与豌豆淀粉质量配比对絮凝剂效果的影响

1、把装有聚四氟乙烯搅拌器、回流冷凝管和通有二氧化碳的500mL三颈烧瓶置于恒温水浴锅中。开启恒温水浴锅，将水浴温度水浴设为60℃；