[发明专利]基于阳离子单宁改性粘土的复合絮凝剂及其制备方法、封闭水体的治理方法

说明书

本发明提供一种基于阳离子单宁改性粘土的复合絮凝剂，该复合絮凝剂具有以阳离子单宁为壳体，以粘土材料为核芯的核‑壳结构；其中，所述阳离子单宁以植物单宁为基材，以乙醇胺或二乙醇胺、甲醛为原料，通过曼尼希反应制得。本发明还提供一种基于阳离子单宁改性粘土的复合絮凝剂的制备方法、封闭水体的治理方法。本发明的复合絮凝剂沉降性能好，可快速净化水体，绿色环保，且投加量少，成本低，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体而言涉及一种基于阳离子单宁改性粘土的复合絮凝剂及其制备方法、封闭水体的治理方法。

背景技术

封闭水体是指自然或者人工建造的湖泊、池塘等，有一定功能性的水体，具有封闭性较强、水体基本不流动、自净功能差的特点。由于封闭水体内水的流动性较差，进入水体的外源污染物和水体内产生的内源污染物仅能依靠水体的自净实现污染物的降解，一旦污染物的总量超出水体的自净能力，将会造成水质恶化。

现有技术中对水质恶化的封闭水体的治理通常的步骤是：一控源截污；二底泥清除；三是人工修复。其中，人工修复常用的技术包括投加生物菌剂、净化藻类、食藻虫、投放水生动物、种植水生植物、人工增氧等。有效的水体净化技术往往需要上述技术的综合运用。总体来说，水质恶化水体的治理难度较大，治理成本较高。

粘土絮凝法是一种常见的天然水体水质净化方法，其通过大量投加当地粘土以去除水体污染物，快速净化水体，具有低成本、易操作等优势，但也存在投加量大，效率低等问题。全世界学者就粘土絮凝存在的缺点采取了多种研究措施，发现采取粘土和其他化合物结合或施加物理方式直接或间接改性粘土能够很大的提高絮凝效率。

目前，对粘土进行改性方法主要分为无机改性和有机改性等两大类，但这些改性方式均存在不同的优缺点。比如，无机改性方式如聚合氯化铝改性粘土絮凝剂具有絮凝效果好、价格低廉等特点，但残留的无机金属离子会造成环境风险；而有机改性方式如聚丙烯酰胺改性粘土絮凝剂的用量少、絮凝能力强、絮体粒径大，但不易降解性和残留丙烯酰胺单体的毒性限制了其在水处理中的推广应用。

植物单宁又名植物多酚，是植物体复杂酚类的次生代谢产物。自然界中植物单宁的储量非常丰富，主要存在于植物的皮、根、叶和果肉中，是仅次于纤维素、木质素、半纤维素的第四大林副产品。天然提取的植物单宁的等电点较低(pH_pzc＝2.0～3.0)，而天然水体胶体和人类活动造成的污染物通常以负电性为主，因此需要对植物单宁进行阳离子化改性。然而阳离子改性后的单宁仍然存在沉降性能差的问题，在处理天然水体时，会出现因风浪扰动导致的絮体可能难以沉降，从而影响其絮凝性能，且该种絮凝剂无法进行回收利用。

因此，有必要开发一种高效低成本、绿色环保、环境适应性强的新型絮凝剂。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于阳离子单宁改性粘土的复合絮凝剂，该复合絮凝剂沉降性能好，可快速净化水体，绿色环保，且投加量少，成本低，具有很好的应用前景。

本发明的另一目的在于提供一种基于阳离子单宁改性粘土的复合絮凝剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于阳离子单宁改性粘土的复合絮凝剂，该复合絮凝剂具有以阳离子单宁为壳体，以粘土材料为核芯的核-壳结构；

其中，所述阳离子单宁以植物单宁为基材，以乙醇胺或二乙醇胺、甲醛为原料，通过曼尼希反应制得。

优选地，所述粘土为为高岭土、膨润土、硅藻土或蒙脱土。

一种基于阳离子单宁改性粘土的复合絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

将单宁栲胶粉末溶解于水制成单宁溶液，将单宁溶液第一次升温后，向其中加入一定体积的乙二胺醇或乙二胺，第一次搅拌混合后，调节pH，得到第一混合溶液；