[发明专利]污泥脱水用絮凝剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于氮化碳纳米片交联丙烯酰胺与Fe(III)的污泥脱水用絮凝剂及其光催化制备方法。光催化制备方法包括步骤：(1)制备片状氮化碳纳米片胶体：将块状氮化碳加入到氢氧化钠溶液中加热至95～100℃连续搅拌，离心，将收集的沉积物重新分散到去离子水中配制氮化碳纳米片胶体溶液；氮化碳纳米片胶体溶液呈现丁达尔效应，其中氮化碳纳米片均匀分散在溶液中；制备氢氧化铁胶体溶液：将饱和三氯化铁溶液倒入沸腾蒸馏水中，配制氢氧化铁胶体溶液；(2)将丙烯酰胺水溶液与氮化碳纳米片胶体溶液、氢氧化铁胶体溶液混合，光照，得到基于氮化碳纳米片交联丙烯酰胺与Fe(III)的污泥脱水用絮凝剂。

技术领域

本发明涉及污泥脱水治理技术领域，具体涉及一种基于氮化碳(C₃N₄)纳米片交联丙烯酰胺与Fe(III)的污泥脱水用絮凝剂及其光催化制备方法。

背景技术

随着城市化和工业化的发展，大量地表水受到土壤和沙土的污染，这导致了无论是生活饮用水还是环境水体都受到不同程度的污染。

污水中污泥含量快速的增长，使得水质逐渐变成高浊度水，因此改善污泥脱水性能迫在眉睫，如何提高污泥脱水效率已经成为环境水质处理中的重要问题。

当前对于污水脱水技术主要包括重力脱水法、电渗脱水法、自然风干法、化学沉淀法等。

化学沉淀法能够利用效果显著的絮凝剂高速絮凝污水中悬浮颗粒，相比重力脱水法此种方法更节省时间的同时，也不需要电渗脱水法中复杂的仪器设备，因此化学沉淀法被视为一种高效、简便、环境友好、节能的固液分离技术。

现如今絮凝技术被广泛应用于废水或轻污染浊水的预处理，以去除水质中胶体悬浮颗粒，如阳离子聚丙烯酰胺通过静电效应，中和水中带负电的胶体颗粒，再通过有机絮凝剂的吸附架桥效应，从而使得水中胶体颗粒聚集、沉降。所以，阳离子聚丙烯酰胺凭借其处理速度快，应用范围广等优点，在高浊度水质预处理中有较为普遍的应用。但阳离子聚丙烯酰胺制备方法复杂，滤饼含水量大，成本高，这从商业角度来说并不经济。

由上可知，开发新型的制备简单、絮凝效果快、滤饼含水量低、成本低的絮凝剂尤其重要。

众多阳离子絮凝剂加入阳离子的原因在于阳离子能够中和污水中带负电的悬浮颗粒，从而使悬浮颗粒脱稳。Fe³⁺的加入大幅度提高了絮凝剂的正电荷频率，正电荷密度的提高让絮凝剂能更高效吸附悬浮颗粒。

公开号为CN 107188137 A的专利说明书公开了一种印染废水去除剂，包含30～70质量份的改性氮化碳，20～68质量份的混凝剂，2～10质量份的絮凝剂，其通过在100～150质量份的氯仿中湿式混合并固液分离得到，其中混凝剂为聚合氯化铝和/或聚合氯化铁，絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺和/或非离子聚丙烯酰胺。

氮化碳纳米片在氙灯照射下使吸附的氧还原为超氧自由基，引发烯烃聚合，获得长链聚丙烯酰胺。层状氮化碳纳米片中众多的氨基和羟基与长链聚丙烯酰胺中的氨基产生氢键作用，互相连接形成网状骨架，使得聚丙烯酰胺分子量变大，长链结构更有利于絮凝剂的吸附架桥，能够更好的表现出污泥脱水性，从而克服滤饼含水量高等问题。

发明内容

本发明致力于设计一种带正电高效处理污泥脱水用絮凝剂及其制备方法。

经过不懈努力，本发明提供了一种基于氮化碳纳米片交联丙烯酰胺与Fe(III)的污泥脱水用絮凝剂的光催化制备方法，通过氙灯等光催化高效合成长链网状骨架絮凝剂，解决的技术问题是：科学降低絮凝成本，高效絮凝污水中的悬浮颗粒，增加高浊度水的透光率，降低浊度。

具体技术方案如下：

一种基于氮化碳纳米片交联丙烯酰胺与Fe(III)的污泥脱水用絮凝剂的光催化制备方法，包括步骤：