[发明专利]一种聚合氯化铝铁—造纸污泥基聚合物复合絮凝剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚合氯化铝铁—造纸污泥基聚合物复合絮凝剂及其制备方法，包括将造纸污泥原料直接用碱液溶解粗提木质素，接枝改性制备阳离子型造纸污泥基聚合物，并与聚合氯化铝铁进行混合反应，制备新型高效的复合絮凝剂。所得絮凝剂用于处理模拟染料水样时，投加量在5mg/L时，对分散黄水样的色度去除率稳定在95％以上，同时对不同酸碱度条件下的水样以及其他多种水样，均具有良好的混凝效果。本发明工艺简单，设备需求少，有利于工业化的生产和应用，不仅实现了废物的再利用，而且制备的絮凝剂絮凝效率高，适用范围广，对常见水体污染物均具有良好的处理效果。

技术领域

本发明涉及一种聚合氯化铝铁—造纸污泥基聚合物复合絮凝剂及其制备方法，属于废物资源化利用及水处理絮凝剂技术领域。

背景技术

混凝沉降法是目前国内外水工业、水污染治理、海水淡化与节水回用净化处理工程技术领域中，普遍用来提高处理效率的一种既经济又简便的水质处理方法。水处理技术的创新发展、工艺流程的简化、运行费用降低以及水质净化质量提高，在很大程度上取决于混凝剂的性能。应用最广泛的混凝剂是水解性金属盐，如铝盐和铁盐，但铝系混凝剂在使用中存在残余铝神经毒性问题，铁盐则相对其腐蚀性强，对设备要求高。因而，在水处理特别是饮用水处理过程中，减少无机混凝剂的投加量是非常有必要的。近年来，天然聚合物和人工合成有机聚合物由于有机物处理效率高，投加量低，产泥量少，受pH变化影响较小，从而得到迅速发展，但较高的运行成本抑制了产品的应用。研究表明，将有机高分子作为助凝剂，与无机混凝剂联合使用，可大大降低无机混凝剂的投加量，同时提高混凝效果。目前国内外有关化学混凝法的主要研究方向集中于新型高效、低廉、环保、复合的絮凝剂开发，这对治理生活、工业废水有着十分重要的实际应用价值。

造纸污泥是造纸过程中废水处理的终端产物。由于具有成分复杂、含水量高、处理难度大、处置费用高(约占造纸废水处理费用的50％以上)等特点，所以污泥处置已成为困扰造纸企业经营的难题。国内一般选用焚烧、填埋的方式进行处理，但容易造成二次污染，加剧环境问题。造纸污泥生物质含量丰富，有机物含50％-65％，主要含有纤维素、半纤维素和木质素等有机物以及填料、絮凝剂等，如何将造纸污泥进行生物质资源化综合利用具有十分重要的现实意义。

目前，国内造纸污泥的资源化利用主要用于制备活性炭，生产有机肥料、建筑材料、化学分散剂等，中国专利文献CN102205964A、CN102249745A、CN102503361A及CN1614142分别公开了造纸污泥资源化利用的相关技术方案。

有关利用造纸污泥为原料合成絮凝剂的报道较少，如中国专利文献CN103265106A公开了一种利用造纸污泥制备絮凝剂的方法，包括使用碱法造纸过程中产生的造纸污泥为原料，然后用碱液溶解其中的木质素，将混合液移至反应器，反应器升温至一定温度后，加入无水亚硫酸钠，反应一定时间，再依次向其中加入双氧水和甲醛，搅拌反应一段时间后，再加入亚硫酸钠，继续反应一定时间后，将反应器温度降低，再加入尿素进行反应，将上清液中的絮状物过滤即得絮凝剂。所得絮凝剂产品用于预处理大豆蛋白实际水样时，有效产品的投加量在370-375mg/L，COD去除率可达35％，总氮去除率可达50％以上。该絮凝剂对合成温度要求较高，限制其大规模工业生产，且只有在高投加量条件下，对重污染水样具有一定的混凝效果，对水体中低分子有机物的去除效果不明显，因此该产品存在混凝效率偏低，运行成本较高，应用水体范围较窄等弊端。

经检索，以造纸污泥为原料制备阳离子型絮凝剂并与无机混凝剂制备复合絮凝剂尚未见相关文献报道。

发明内容:

针对现有技术的不足，本发明提供一种聚合氯化铝铁—造纸污泥基聚合物复合絮凝剂，为造纸行业的造纸污泥实现废物资源化，实现造纸工业的可持续发展，减轻了环境压力。

本发明还提供一种聚合氯化铝铁—造纸污泥基聚合物复合絮凝剂的制备方法。

原料说明：