[发明专利]一种脱色絮凝剂其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及工业废水处理领域，具体地说是提供了一种采用木质素改性的双氰胺-甲醛脱色絮凝剂，它的制备方法及在工业废水处理中的应用。

背景技术

制浆造纸、印染等工业废水具有组成复杂、色度高、排放量大等特点，长期以来难以得到有效的处理。采用一般的絮凝剂难以实现色度的去除，此时采用高效的脱色絮凝剂尤为重要。

双氰胺-甲醛缩聚物为一种新型的高效脱色絮凝剂，具有较高的阳离子电荷密度，通过电中和、吸附以及网捕卷扫等作用使废水中显色有机物脱稳后而分离出来，达到脱色的目的。专利95101739.X发明了双氰胺-甲醛缩聚物的“二步法缩合”工艺，比原来的“一步法缩合”工艺过程稳定、易于控制。但是由于聚合度低，分子量较小，对工业废水的混凝处理时，存在沉淀或气浮效果欠佳以及使用成本较高等不足之处。从而制约了其在制浆造纸、染料、印染等工业废水处理领域的应用与推广。为了提高产品的脱色絮凝性能或降低生产成本，可用添加改性剂的方式对双氰胺-甲醛絮凝剂进行改性。专利200310111769.2发明了用廉价的尿素部分替代昂贵的双氰胺，采用一步法工艺将双氰胺、尿素、甲醛、氯化铵在一定的条件下缩聚制得产品，降低了生产成本。专利01129968.1发明了双氰胺、甲醛和明矾三种化合物混合反应生成的染料吸附剂。对脱除染料废水中颜色，效果极佳，染料吸附剂价格便宜，投放量少。其它常用的改性剂还有六次甲基四胺、丙烯酰胺、淀粉以及苯酚等。

木质素是制浆造纸工业的副产品，目前没能得到有效利用。木质素可直接用于絮凝剂，但由于其平均相对质量较低，活性吸附点少，导致其絮凝性能不佳。木质素分子结构中含有许多活性基团，可以对木质素进行改性，通过聚合反应来改变木质素的分子结构、增大分子量、引入具有良好絮凝性能的官能团，进一步提高木质素的絮凝性能。专利96106784.5发明了一种木质素改性合成季铵盐阳离子絮凝剂的工艺。采用了曼尼希缩合反应在木质素骨架上嵌接铵盐基团，然后烷基化制备季铵盐阳离子絮凝剂，最后减压蒸馏分离溶剂与产品。产品可用于处理染料废水、印染废水等多种难以处理的废水，脱色率和CODcr去除率较好，降低了投药量和生产成本。专利US4001202介绍了用碱处理木质素以增加其酚羟基，然后胺烷化增加链长，用双酯试剂进行交联反应，最后制得季铵型阳离子表面活性剂，用其处理染料废水获得了良好的絮凝效果。

木质素分子结构中含有许多活性基团，在催化剂的催化作用下，可以进一步和双氰胺-甲醛缩聚物进行反应，合成木质素-双氰胺-甲醛有机高分子脱色絮凝剂，主要用于制浆造纸、印染等工业废水的深度脱色处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用廉价的木质素作为改性剂对双氰胺-甲醛絮凝剂进行改性的方法和工艺过程。合成的木质素-双氰胺-甲醛脱色絮凝剂的生产成本较双氰胺-甲醛絮凝剂的生产成本下降15-30％的同时，还可以使絮凝性能得到改善。即可有效地缓解含木质素的制浆造纸工业废水带来的环境污染，又可带来明显的经济和社会效益。

为实现上述目的，本发明提供了一种高效脱色絮凝剂，其特征在于所述高效脱色絮凝剂是木质素改性的双氰胺-甲醛缩聚物。

本发明还提供了上述高效脱色絮凝剂的制备方法，其特征在于制备过程如下：

——将木质素、双氰胺、甲醛及催化剂按照质量比10～30％、25～40％、25～40％、5～25％投料，搅拌、升温至45～70℃，进行缩聚反应；

——待温度变化稳定后，继续加入5～15％甲醛，加热使反应温度控制在65～95℃，继续进行缩聚反应，保温2～6h，然后自然冷却至室温后得到产品。

本发明高效脱色絮凝剂的制备方法中，催化剂可以采用氯化铵、氯化铝、硫酸铝中的一种或几种。

本发明高效脱色絮凝剂的制备方法中，所述木质素、双氰胺、甲醛及催化剂的较佳质量比为1∶0.8～1.6∶1.2～.5∶0.5～1.0。

本发明高效脱色絮凝剂的制备方法中，缩聚反应可以在配备回流冷凝装置的反应釜中进行。

本发明中脱色絮凝剂的应用方法为：先将脱色絮凝剂用水稀释5～10倍，经过计量设备送入工业废水中进行混凝反应，产生大量絮体，采用气浮或沉淀进行分离。投加量根据废水水质而定，出水可达标排放。本脱色絮凝剂适用废水的较佳pH值范围为2～10。本脱色絮凝剂可与无机絮凝剂如聚铝配合使用，以改善絮凝效果。

本发明具有如下优点：