[发明专利]一种具有去除重金属离子功能的改性淀粉絮凝剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种具有去除重金属离子功能的改性淀粉絮凝剂及其制备方法。本发明的制备方法，包括：将玉米淀粉与水混合，进行糊化，得到糊化淀粉；向所述糊化淀粉中加入过硫酸钾溶液，进行引发反应，得到引发体系；将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液加入到所述引发体系中，进行接枝反应，得到阳离子接枝共聚物；将所述阳离子接枝共聚物与氢氧化钠溶液混合，进行碱化反应，得到碱化体系；向所述碱化体系中加入环氧氯丙烷和二硫化碳，进行第一反应，之后向第一反应后的体系中加入硫酸镁溶液，进行第二反应，经固液分离后得到具有去除重金属离子功能的改性淀粉絮凝剂，在絮凝的同时兼具去除可溶性重金属离子的功能。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种具有去除重金属离子功能的改性淀粉絮凝剂及其制备方法和应用。

背景技术

工业污水普遍存在重金属离子含量高的问题，为了去除重金属离子一般采用化学沉淀或者物理浓缩分离法，增加了处理单元，大大提高了污水处理成本。工业污水常用的重金属捕集剂(如石灰、硫化物)本身没有絮凝沉淀作用，导致沉降速度慢，分离效果差，而常用絮凝剂，例如强阳离子化聚丙烯酰胺(CPAM)、聚乙烯吡啶，又存在难以生物降解、残留单体有毒等缺点，同时也不具有去除重金属离子的功能。

淀粉经过一定的处理可以用作絮凝剂，淀粉骨架上具有多个活性基团，可以通过醚化、接枝共聚、氧化等反应，将具有多种功能的人工合成高分子链引入淀粉骨架中，制备出多功能改性淀粉絮凝剂。将这种絮凝剂用于水处理的絮凝单元，不仅能通过母体絮凝剂的“电中和”、“絮凝架桥”和“网捕卷扫”等作用降低水中致浊物质的含量，也能依靠配位或者螯合作用去除水中溶解态的重金属，可以减少处理单元数，降低生产成本，改善处理效果，使重金属离子的处理变得简单易行。而且淀粉本身或中间产物对人体无毒，原料来源丰富，价格便宜，此类具有特殊功能的高分子絮凝剂具有广泛的应用前景。

因此，开发兼具去除重金属离子功能的改性淀粉絮凝剂具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有去除重金属离子功能的改性淀粉絮凝剂及其制备方法和应用，本发明制备的改性淀粉絮凝剂含有黄原酸基团，可以与污水中的重金属离子发生强烈的螯合反应，在兼具絮凝的同时达到去除污水中可溶性重金属离子的目的。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种具有去除重金属离子功能的改性淀粉絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

将玉米淀粉与水混合，进行糊化，得到糊化淀粉；

向所述糊化淀粉中加入过硫酸钾溶液，进行引发反应，得到引发体系；

将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液加入到所述引发体系中，进行接枝反应，得到阳离子接枝共聚物；

将所述阳离子接枝共聚物与氢氧化钠溶液混合，进行碱化反应，得到碱化体系；

向所述碱化体系中加入环氧氯丙烷和二硫化碳，进行第一反应，之后向第一反应后的体系中加入硫酸镁溶液，进行第二反应，经固液分离后得到具有去除重金属离子功能的改性淀粉絮凝剂。

优选的，所述糊化的温度为75～85℃，时间为0.5～1h；所述玉米淀粉与水的用量比为10g：150mL。

优选的，所述过硫酸钾溶液中过硫酸钾与玉米淀粉的质量比为(1～3)： 10，所述过硫酸钾溶液的浓度为0.05～1.5g/mL；所述引发反应的温度为 75～85℃，时间为10～15min；所述引发反应在氮气氛围下进行。

优选的，所述甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液中甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与玉米淀粉的质量比为(6.67～20)：10，所述甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液的浓度为0.667～2g/mL；所述接枝反应的温度为 75～85℃，时间为3～5h；所述接枝反应在氮气氛围下进行。