[发明专利]一种用于工业废水的净水剂及其制备方法

说明书

本案涉及一种用于工业废水的净水剂及其制备方法，每100份所述净水剂包括以下质量份数的原料：改性淀粉30‑40份、羧基化纳米纤维素3‑8份、聚硅酸盐4‑8份、凹凸棒土8‑15份、生物除菌剂3‑6份和余量的水；其中，所述改性淀粉为己内酯接枝改性玉米淀粉，接枝链中连接有酰胺键。本发明以己内酯作为酰胺键与玉米淀粉相连的桥梁，为高分子淀粉提供凝聚‑絮凝作用；羧基化纳米纤维素亦是一种天然高分子，结构与淀粉类似，能够协助改性淀粉促使絮凝物快速沉降，其纳米尺寸效应有助于负载生物除菌剂，进一步起到了降低COD和提高除菌性能的作用；聚硅酸盐和凹凸棒土作为无机物配合使用，进一步提高吸附絮凝性能，达到综合治理的效果。

技术领域

本发明涉及工业废水处理领域，具体为一种用于工业废水的净水剂及其制备方法。

背景技术

人类社会的进步得益于工业化的快速发展，然而在享受工业化现代化带来的便利的同时，各种环境污染问题也随之而来。工业用水量及废水的排放量日益增加，不仅破坏了生态资源平衡，还影响了人们的生活环境。目前，工业废水的主要处理方法是混凝-絮凝方法，通过无机金属盐和有机高分子聚合物协同作用，将废水中的污染物脱稳并聚集为可分离性的沉淀物，使工业污水得到净化。

然而，有机高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺、聚乙烯吡啶等，虽然具有用量小，絮凝能力强，效率高等优点，但是很难降解，部分还具有毒副作用，大量使用会对水体造成二次污染，产生污泥体积庞大，价格相对昂贵。因此，人们致力于开发一些天然高分子类的絮凝剂，淀粉是一种多羟基的可再生天然高分子碳水化合物，来源丰富，包括玉米淀粉、木薯淀粉以及小麦淀粉等。由于其自身吸附性能较低，还未能广泛应用于水处理中。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明旨在对天然高分子材料玉米淀粉进行化学改性，提供一种基于玉米淀粉的工业废水净水剂及其制备方法，制得的玉米淀粉基净水剂绿色环保，絮凝效果好，并且在水体中易降解成小分子，不会对环境造成二次污染。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于工业废水的净水剂，每100份所述净水剂包括以下质量份数的原料：改性淀粉30-40份、羧基化纳米纤维素3-8份、聚硅酸盐4-8份、凹凸棒土8-15份、生物除菌剂3-6份和余量的水；其中，所述改性淀粉为己内酯接枝改性玉米淀粉，接枝链中连接有酰胺键。

进一步地，所述改性淀粉通过以下步骤制得：

1)反应瓶中加入6-(乙酸苄酯)ε-己内酯和三氯甲烷，将干燥后的玉米淀粉加入到反应中，在60-70℃下，搅拌1-2h得到糊化反应液；

2)向所述糊化反应液中充入氮气置换瓶中的空气，随后加入辛酸亚锡在95-100℃下反应8-10h，产物用三氯甲烷溶解后在甲醇中沉降，收集到的固体真空干燥；

3)将所述干燥后的固体溶解于无水无氧的四氢呋喃中，加入Pd/C并持续通入氢气，室温下搅拌72h，反应结束后抽滤收集滤液，将滤液减压蒸馏除去大部分溶剂，最后在正己烷中沉降，收集产物真空干燥，得到羧基化己内酯接枝改性玉米淀粉；

4)将所述羧基化己内酯接枝改性玉米淀粉加入到三氯甲烷中，-20℃下搅拌使其溶解，随后加入氯甲酸乙酯和三乙胺搅拌反应1.5h，之后保持在室温条件下，持续通入氨气，得到改性淀粉。

进一步地，所述6-(乙酸苄酯)ε-己内酯与玉米淀粉的质量比为1-5:1，辛酸亚锡用量为0.5％。

进一步地，所述羧基化己内酯接枝改性玉米淀粉与氯甲酸乙酯和三乙胺的质量比为10:1:1.5。

本发明进一步地提供一种如上所述的用于工业废水的净水剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：在搅拌器中加入三分之一的水，设置温度35℃，调节转速为80-100r/min，按照所述质量比加入凹凸棒土和聚硅酸盐，混合搅拌10min；