[发明专利]一种用于淀粉废水处理的天然高分子絮凝剂及其处理方法

说明书

本发明公开了一种用于淀粉废水处理的天然高分子絮凝剂及其处理方法，淀粉废水的pH为2～11之间时，复配组分的重量份数和投加量为：聚谷氨酸1～3份，壳聚糖1～3份，复合助剂0.3～0.6份，总投加量为20～200mg/L；处理方法为：1)在200～300r/min的快速搅拌条件下，先投加壳聚糖或聚谷氨酸；2)继续快速搅拌0.5～1min后，再加入聚谷氨酸或壳聚糖；3)继续快速搅拌2～3min后，转变为70～100r/min的慢速搅拌，加入复合助剂备用液，继续搅拌5～8min，停止搅拌；4)静置15～30min，使絮体沉降。本发明公开的混凝剂及其处理方法，适用pH范围广，对浊度的去除率高达95％，同时解决了传统混凝剂带来的二次重金属污染问题，有利于进一步地对废水中的资源进行回收再利用。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体是涉及一种用于淀粉废水处理的天然高分子絮凝剂及其处理方法。

背景技术

淀粉作为一种重要的工业原料，除供食用与加工食品外，更广泛地应用于化工、纺织、医药、饲料、造纸、石油等行业。淀粉废水是以玉米、马铃薯、小麦、大米等农产品为原料生产淀粉或淀粉深加工产品(淀粉糖、葡萄糖、淀粉衍生物等)产生的废水，废水中含有大量溶解性有机质，其COD、TN、SS、TP均较高，可生化性好，含有蛋白质、多糖、纤维素等有用组分，氮磷营养物质丰富，基本不含病原菌、重金属等有毒有害物质，回收资源化价值较高，但如果不加以处理直接排入水环境中，将造成水环境的富营养化，并且使水体溶氧含量下降，产生异味，从而导致水生动植物窒息死亡，对水环境的生态平衡造成严重影响，并且浪费了大量的有机质资源。而通过混凝沉淀，将有用组分沉降，继而回收利用，则具有经济和环境双重效益。

聚谷氨酸作为一种新型的微生物絮凝剂,具有生物可降解性、水溶性、无毒和可食用等特点,在水处理方面应用前景广阔。从其结构式中可以看出,γ-PGA分子结构中存在大量的游离羧基,当溶液中存在离子时,带正电的离子会与γ-PGA的游离羧基结合从而改变γ-PGA的带电性而进一步改变γ-PGA分子间的作用力,这样γ-PGA便凝聚成絮团状集合体而发生聚沉。

壳聚糖前体甲壳素广泛存在于虾蟹等甲壳动物及昆虫、藻类中，是世界上仅次于纤维素的第二大类天然高分子化合物。壳聚糖是甲壳素脱乙酰基产物，其分子链中含有反应性基团一NH2、一0H，在酸性溶液中会形成阳离子型聚电解质，而天然水体中大部分的胶体均是负电型，因此壳聚糖能够在电中和的作用下，有效的降低水体中胶体的Zeta电位的绝对值，从而显示出良好的絮凝性能。此外，壳聚糖还具有良好的络合作用，使得其能与水中的过渡金属离子、腐殖酸类物质及表面活性剂等产生络合作用，实现对水溶性有机污染物去除。

发明内容

本发明提供了一种用于淀粉废水处理的天然高分子絮凝剂及其处理方法，通过生物絮凝剂聚谷氨酸和天然高分子壳聚糖，聚谷氨酸絮凝剂的平均分子量为1万-200万的聚γ谷氨酸，其特征是聚谷氨酸絮凝剂为白色粉末，壳聚糖絮凝剂为淡黄色粉末，解决了传统铝系，铁系混凝剂会造成二次重金属污染的问题，使得混凝得到的沉淀物能够进一步资源化利用，具有环保和经济双重效益。

本发明的技术方案是：一种用于淀粉废水处理的天然高分子絮凝剂，所述絮凝剂的复配组分为：聚谷氨酸、壳聚糖和复合助剂。

进一步地，在淀粉废水的pH为2～11之间时，复配组分的重量份数和投加量为：聚谷氨酸1～3份，壳聚糖1～3份，复合助剂0.3～0.6份，总投加量为20～200mg/L。

进一步地，复合助剂优选为：由重量比为1:2:1的乙烯磺酸钠、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚丙烯酰胺组成，具有分散性强，稳定性强，混凝沉降效率高的特点。

进一步地，复合助剂优选为：由重量比为2:1:2的羧甲基纤维素钠、甲基丙烯磺酸钠、聚丙烯甲基醚组成，具有吸附性强，絮凝物与废水易分离，出水稳定。