[发明专利]一种多胺阳离子聚合物改性的淀粉絮凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理用絮凝剂技术领域，特别涉及一种多胺阳离子聚合物改性的淀粉絮凝剂及其制备方法。

背景技术

随着技术的进步和人们环保意识的增强，絮凝剂的环境安全性能逐渐得到社会的关注和重视。絮凝沉淀剂是污水后处理中最常用的试剂，其能使分散相从分散介质中分离出絮状沉淀，在污泥处理中具有污泥沉降、过滤、澄清等作用。

目前国内外普遍采用的絮凝技术及存在的问题为：无机絮凝剂的价格较低，但投料量较大，具有不安全和二次污染性；有机高分子类絮凝剂主要为聚丙烯酰胺系列产品，这种絮凝剂的大分子容易受到外界因素的影响而破坏，使它的性能大大下降。而且，最主要的弊端是聚丙烯酰胺聚合过程残留的单体丙烯酰胺为神经性致毒剂，对神经系统有损伤作用，安全性能受质疑；新型的微生物絮凝剂具有活性高、安全无害无污染、易被生物降解、使用方便等优点，但其大多还处于菌种的筛选阶段，且存在成本较高的缺点，无法适应工业化生产的需要。

为使生活污水中的污泥在脱水过程中易沉淀，必须添加药剂改变物质的界面特性，使分散的胶体聚合，形成大颗粒，易于沉降和分离。在工业和生活污水处理中，水中胶体粒子多数带负电荷，这些带负电荷的粒子吸引水中的阳离子，而排斥阴离子，这也是胶体粒子得以稳定的原因。所以效果好的絮凝剂大多属阳离子物质，加入水中电离出阳离子与带阴离子电荷的污泥电荷相反，粒子间引力作用增大，便可形成大颗粒而沉降，水即可澄清。

淀粉是绿色植物经光合作用合成的有机物，是绿色天然可再生资源。从某种意义上可以说淀粉是取之不尽、用之不竭的“绿色有机原料”。天然高分子淀粉的半刚性链具有亲水性特点，其羟基在一定条件下可被醚化或酯化，从而得到具有新的、独特性能的改性淀粉。淀粉来源广，产量大且价格便宜；生物降解性好，对环境无毒害，符合科学发展观要求。对淀粉改性制备絮凝剂，以拓宽天然可再生资源在工业废水和生活污水处理中的应用，具有非常显著的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种多胺阳离子聚合物改性的淀粉絮凝剂及其制备方法，所述淀粉絮凝剂在提高絮凝效果和降低絮凝剂用量方面有较好的表现，有利于绿色可再生资源在污泥处理领域中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种多胺阳离子聚合物改性的淀粉絮凝剂，通过如下方法制得：以多胺与阳离子化试剂反应制备阳离子化聚合物，将阳离子化聚合物在离子液体催化下与淀粉进行醚化反应，制得所述淀粉絮凝剂。

所述的多胺为多烷基多胺。

优选的，所述多胺选自下列之一或两种以上的混合物：二乙烯三胺、多乙烯多胺、乙二胺、丁二胺、己二胺、辛二胺、1，5-二甲基己二胺、2-乙基己二胺、1,2-二胺基庚烷、异佛尔酮二胺、哌嗪、2-甲基哌嗪、2,5-二甲基哌嗪、N-氨基乙基哌嗪、聚环氧丙烷二胺、间苯二胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯基砜或降冰片烷二胺。

所述的阳离子化试剂选自下列之一或两种以上的混合物：3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、环氧辛基二甲氨基氯化铵、环氧氯丙烷、2，3-环氧丙基三甲基氯化铵。

多胺与阳离子化试剂于30-80℃反应制备阳离子化聚合物，优选40-60℃反应。反应时间为4-7h，优选6h；反应优选在搅拌状态下进行。

多胺与阳离子化试剂的摩尔比优选为1:0.8-1.2。可以通过调整多胺与阳离子化试剂的摩尔比来控制阳离子化聚合物的分子量。

阳离子化聚合物在离子液体催化下与淀粉进行醚化反应时，反应温度为40-90℃，优选50-70℃。反应时间为8-10h，优选8h。

进行醚化反应时，阳离子化聚合物：淀粉：水：离子液体的质量比为：0.8-1.2：1：8-12：0.01-0.02。

反应时，优选在搅拌状态下，将阳离子化聚合物缓慢加入淀粉、水和离子液体的混合物中，反应后冷却至室温，得多胺阳离子聚合物改性淀粉絮凝剂。

离子液体优选自下列之一或两种以上的混合物：1-烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、N-烷基吡啶四氟硼酸盐、N-烷基-3-甲基吡啶四氟硼酸盐、三丁基烷基铵四氟硼酸盐、四丁基膦四氟硼酸盐、乙基三丁基膦四氟硼酸盐、甲基三丁基膦四氟硼酸盐、N-甲基-烷基吗啉四氟硼酸盐，所述烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、己基或辛基。