[发明专利]有机高分子絮凝剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种有机高分子絮凝剂及其制备方法和应用，所述絮凝剂是由有机高分子絮凝剂包裹纳米零价铁所形成，其具有均匀的粒径分布，且颗粒形状为分散的均匀球状，在氮气环境下，利用无水乙醇作为保护剂，将纳米零价铁和有机高分子絮凝剂混合搅拌，然后滴加还原剂溶液，滴加结束后搅拌使有机高分子絮凝剂充分包裹纳米零价铁，然后静置陈化，过滤取黑色沉淀，清洗，干燥，保存，即得。本发明采用纳米零价铁与有机高分子絮凝剂结合起来，得到的改性零价纳米铁分散性好，不易团聚。应用于污水及污泥处理中，对其中有机污染物和重金属去除作用效果好。本发明方法简单易行，改性效果明显，对污水和污泥的处理效果良好，降低其对环境的污染影响。

技术领域

本发明涉及一种有机高分子絮凝剂及其制备方法和应用，属于材料制备与改性领域。

背景技术

铁化学性质活泼，来源丰富。特别地，纳米零价铁材料由于其具有尺度小、表面效应大、吸附能力强等特点，一直受到广泛关注。但纳米零价铁因其易氧化、易团聚，在实际应用中受到一定限制，因此一般利用表面修饰法对无机纳米颗粒的表面进行改性处理，通过改变颗粒表面物理化学性质，如表面能、组成、结构、官能团、光性、电性及吸附性能等，提高反应活性和处理效率，达到颗粒均匀稳定分散于体系中的目的。

目前针对城市污水处理厂污水及污泥的处理，絮凝剂的投加是必不可少的，聚丙烯酰胺系列产品作为絮凝剂在国内水处理中使用最为广泛，但废水和污泥中的有机污染物、重金属污染问题没有得到有效解决，急需一种对各种废水进行处理，能高效促进污泥絮凝沉降的同时对其中有机污染物和重金属进行去除的材料。

发明内容

发明目的：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种有机高分子絮凝剂及其制备方法和应用。该制备改性方法操作简单，制备的改性纳米零价铁分散性能好，其能有效促进污泥絮凝沉降，降低污水和污泥中有机污染物和重金属浓度，实现了污水的处理和污泥的资源化利用。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明公开了一种有机高分子絮凝剂，其是由有机高分子絮凝剂包裹纳米零价铁所形成，其具有均匀的粒径分布，且颗粒形状为分散的均匀球状。

本发明还公开了所述的有机高分子絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

在氮气环境下，利用无水乙醇作为保护剂，将纳米零价铁和有机高分子絮凝剂混合搅拌，然后滴加还原剂溶液，滴加结束后搅拌使有机高分子絮凝剂充分包裹纳米零价铁，然后静置陈化，过滤取黑色沉淀，清洗，干燥，保存，即得。

具体，所述的有机高分子絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)反应器前处理：向反应器中持续通氮气10-60min，除去其中氧气。

(2)材料的加入：经反应器前处理后，在氮气环境下，加入一定量的纳米零价铁，快速加入适量无水乙醇作为保护剂，再向其中加入有机高分子絮凝剂，具体为阴离子有机高分子絮凝剂、阳离子有机高分子絮凝剂或两性离子有机高分子絮凝剂中的一种，150-400r/min转速下搅拌。

(3)材料的包裹混合：取过量的还原剂溶液，放入恒压漏斗中，在氮气环境及搅拌状态下，以1-2滴/秒的速度滴入反应器中，待滴定完全后搅拌1-2h使有机高分子絮凝剂充分包裹纳米零价铁，静置陈化。

(4)材料保存：将混合溶液用装有0.22μm水系微孔滤膜的布氏漏斗进行过滤，除去上清液，取得黑色沉淀，用无水乙醇清洗4-6遍，将取得的黑色产物放入真空干燥箱中低温干燥，得到改性纳米零价铁，于真空干燥器中密闭保存待用。

优选：