生物质改性絮凝剂及其制备方法与流程

本公开涉及絮凝剂，尤其涉及一种生物质改性絮凝剂及其制备方法。

背景技术：

1、目前常用的化学絮凝剂一般分为两大类，一种是以铁盐和铝盐为代表的无机絮凝剂，另一种则是以聚丙烯酰胺为代表的高分子絮凝剂。虽然化学絮凝剂的使用历史久远，但是其毒性和二次污染性使其发展势头减弱；取而代之的是更加绿色、环保的生物质絮凝剂。生物质絮凝剂是利用高级的生物技术，通过微生物的提取、精炼或是通过提取各种植物、农作物中的纤维素、蛋白质等，对其进行改性加工，经过培养得到的一种絮凝剂。它不仅可以提高水中各种物质的可沉降性，而且无毒、高效。而且，生物质絮凝剂是利用高级的生物技术，运料一般也是采用各种废弃物或者是供给充足且廉价的常规生物质原材料，满足人们对环保的要求，也符合工业绿色化的大环境要求，具有良好的发展前景。

2、近几年来，以硫酸盐为基础的溶解浆制浆工艺将生物质精炼理念融合在一起，在制浆前进行预处理以脱除半纤维素从而获得较高质量的溶解浆。预处理的溶解浆水解液中含有半纤维素降解产物、小分子木素、糠醛、乙酸等产物，这些组分经过回收再利用，一方面可以减轻环境污染负荷，另一方面可以给制浆造纸企业带来额外经济效益。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开的目的在于提出一种生物质改性絮凝剂及其制备方法，能够使用溶解浆水解液为主要原料，获得生物质改性絮凝剂；且该生物质改性絮凝剂能够有效絮凝废水中的各种物质，具有用量少、絮凝效率高、絮凝完全、成本低，不产生二次污染等优点。

2、基于上述目的，本公开提供了一种生物质改性絮凝剂，以重量份计，所述生物质改性絮凝剂的原材料包括：

3、溶解浆水解液浓缩液50-150份、阳离子醚化剂10-20份、碱性物质1-5份、酸性物质1-2份、引发剂0.5-2份、丙烯酰胺10-20份、交联单体5-10份、表面活性剂1-2份和无机絮凝剂10-20份。

4、上述的生物质改性絮凝剂中，优选的，所述溶解浆水解液浓缩液包括含量为10-25g/l的低聚糖、含量为12-18g/l的单糖和含量为8-12g/l的木素。

5、上述的生物质改性絮凝剂中，溶解浆水解液浓缩液得质量百分比浓度可以根据需要进行调整；优选的，所述溶解浆水解液浓缩液的质量百分比浓度为10-15％。

6、上述的生物质改性絮凝剂中，优选的，所述阳离子醚化剂选自2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，但不限于此。

7、上述的生物质改性絮凝剂中，优选的，所述碱性物质包括氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钾和氨水中的一种或几种的组合。

8、上述的生物质改性絮凝剂中，优选的，所述酸性物质包括硫酸、盐酸、醋酸、柠檬酸和草酸中的一种或几种的组合。

9、上述的生物质改性絮凝剂中，优选的，所述引发剂包括过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、芬顿中的一种或几种的组合。

10、上述的生物质改性絮凝剂中，优选的，所述引发剂为过硫酸钾。

11、上述的生物质改性絮凝剂中，引发剂直接添加引发效果不佳，故优选的，所述引发剂以引发剂水溶液的形式添加；所述引发剂水溶液中，引发剂水溶液的质量百分比含量可以根据需要进行配置，为了获得更好的效果，优选的，在使用时，引发剂的质量百分比含量为10％-20％。

12、上述的生物质改性絮凝剂中，优选的，所述交联单体选自n-羟甲基丙烯酰胺、n-(异丁氧基)甲基丙烯酰胺、乙二醛和戊二醛中的一种或两种的复配。

13、上述的生物质改性絮凝剂中，优选的，所述表面活性剂包括聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚、烷基葡糖苷(apg)、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦(司盘)和聚山梨酯(吐温)中的一种几种的组合。

14、上述的生物质改性絮凝剂中，优选的，所述无机絮凝剂包括硫酸铝、三氯化铁、聚合氯化铝和聚合硫酸铁中的一种几种的组合。

15、本公开还提供一种上述的生物质改性絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：

16、向溶解浆水解液浓缩液中加入碱性物质，升温活化后，再加入醚化剂进行反应，得到第一物料；

17、向第一物料中加入酸性物质和表面活性剂后，边滴加引发剂、边先后滴加丙烯酰胺单体溶液和交联单体溶液，进行反应，得到第二物料；滴加引发剂的时间大于先后滴加丙烯酰胺单体溶液和交联单体溶液的总时间；

18、对第二物料进行降温后，加入无机絮凝剂，得到生物质改性絮凝剂。

19、上述的制备方法中，优选的，向溶解浆水解液浓缩液中加入碱性物质进行反应，升温活化后，再加入醚化剂进行反应，得到第一物料包括：

20、在加入碱性物质后，将反应液升温至50-60℃，活化30-60mins后，再升温至70-80℃；在加入醚化剂后，保温3-6小时。

21、上述的制备方法中，优选的，向第一物料中加入酸性物质和表面活性剂后，边滴加引发剂、边先后滴加丙烯酰胺单体溶液和交联单体溶液，进行反应，得到第二物料的步骤包括：

22、在加入酸性物质和表面活性剂后，进行搅拌，将反应液的温度升至80-90℃；所述滴加引发剂、丙烯酰胺单体溶液和交联单体溶液进行反应的反应时间为2-4小时。

23、上述的制备方法中，优选的，所述引发剂为间歇性滴加；在滴加完所述丙烯酰胺单体溶液后，再滴加所述交联单体溶液；所述引发剂滴加的整体时间比滴加单体(丙烯酰胺单体溶液和交联单体溶液)的整体时间长。

24、上述的制备方法中，优选的，在对第二物料进行降温后，加入无机絮凝剂，得到生物质改性絮凝剂的步骤中，

25、所述降温温度为50-70℃；加入无机絮凝剂之后需要保温搅拌，保温时间为30-60mins。

26、从上面所述可以看出，本公开提供的生物质改性絮凝剂原料配方相对简单，制备步骤简单易操作，融合和有机絮凝剂、无机絮凝剂和破乳剂(即表面活性剂，能够针对含油、乳化剂等废水使用，使废水中的油和胶体颗粒快速分离)的优点，制备的生物质改性絮凝剂具有用量少、絮凝效率高、絮凝完全、成本低，不产生二次污染等优点，对化工厂有机废水可以进行较好的破乳絮凝。

技术特征：

1.一种生物质改性絮凝剂，以重量份计，所述生物质改性絮凝剂的原材料包括：

2.根据权利要求1所述的生物质改性絮凝剂，其特征在于，所述溶解浆水解液浓缩液包括含量为10-25g/l的低聚糖、含量为12-18g/l的单糖和含量为8-12g/l的木素；

3.根据权利要求1所述的生物质改性絮凝剂，其特征在于，所述阳离子醚化剂包括2,3-环氧丙基三甲基氯化铵。

4.根据权利要求1所述的生物质改性絮凝剂，其特征在于，所述碱性物质包括氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钾和氨水中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述的生物质改性絮凝剂，其特征在于，所述酸性物质包括硫酸、盐酸、醋酸、柠檬酸和草酸中的一种或几种的组合。

6.根据权利要求1所述的生物质改性絮凝剂，其特征在于，所述引发剂包括过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵和芬顿中的一种或几种的组合；

7.根据权利要求1所述的生物质改性絮凝剂，其特征在于，所述交联单体选自n-羟甲基丙烯酰胺、n-(异丁氧基)甲基丙烯酰胺、乙二醛和戊二醛中的一种或两种的复配。

8.根据权利要求1所述的生物质改性絮凝剂，其特征在于，所述表面活性剂包括聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚、烷基葡糖苷、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦和聚山梨酯中的一种或几种的组合。

9.根据权利要求1所述的生物质改性絮凝剂，其特征在于，所述无机絮凝剂包括硫酸铝、三氯化铁、聚合氯化铝和聚合硫酸铁中的一种或几种的组合。

10.权利要求1-9任一项所述的生物质改性絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：

技术总结
本公开提供一种生物质改性絮凝剂及其制备方法。以重量份计，所述生物质改性絮凝剂的原材料包括：溶解浆水解液浓缩液50‑150份、阳离子醚化剂10‑20份、碱性物质1‑5份、酸性物质1‑2份、引发剂0.5‑2份、丙烯酰胺10‑20份、交联单体5‑10份、表面活性剂1‑2份和无机絮凝剂10‑20份。本公开提供的生物质改性絮凝剂配方简单，制备简单，融合和有机絮凝剂、无机絮凝剂和破乳剂的优点，制备的生物质改性絮凝剂具有用量少、絮凝效率高、絮凝完全、成本低，不产生二次污染等优点。

技术研发人员：施晓旦,李燕,金霞朝
受保护的技术使用者：上海昶法新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13