[发明专利]用于蓝藻沼液预处理的助凝剂制备方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种用于蓝藻沼液预处理的助凝剂制备方法。

背景技术

蓝藻有机质含量丰富，将其进行厌氧发酵产沼气是目前蓝藻资源化利用一种较为有效的处置方法。但是，蓝藻厌氧发酵产生沼气后会产生大量蓝藻沼液，含有较高浓度的COD、总磷、NH₃-N等污染物（COD为350-1000 mg/L，TP为80-350 mg/L，NH₃-N为15-90 mg/L，浊度60-150NTU），且有恶腥臭气味，须经处理达标后方可排放，否则会造成二次污染。目前，国内外对蓝藻沼液处理鲜有报道，鉴于蓝藻沼液浊度、COD、总磷含量较高这一水质特点，特别是对于高浓度的总磷，采用生物法处理一般很难取得满意的去除效果。絮凝沉降法作为一种较为有效的废水预处理方法，对废水中的悬浮固体和总磷有较高的沉淀去除率。本发明拟针对蓝藻沼液水质特点合成一种高效助凝剂，对蓝藻沼液进行预处理，以为后续深度生化处理减轻负荷。

无机高分子絮凝剂对各种复杂成分的污水预处理适用性强，但具有生成的絮体小、投加量大等缺点。将助凝剂配合无机高分子絮凝剂使用，因其强大的架桥、网捕作用能取得较好的絮凝除浊效果，并且会大大减少无机高分子絮凝剂的用量。如目前普遍使用的聚丙烯酰胺（PAM）等，但分解的丙烯酰胺单体会对神经系统有损伤作用，危害人体健康，存在环境危险。因此，制备高效、无毒的水处理助凝剂是目前絮凝剂研究的热点。如专利公开号CN1868909A的发明专利，公开了一种用于垃圾渗沥液污水处理的复合硅藻土助凝剂，通过在硅藻土中添加一定比例的r-Al₂O₃分子材料，使复合硅藻土在垃圾渗沥液污水处理中同时有着絮凝与助凝的双重作用，快速实现污水的中和、絮凝、吸附和沉降。专利公开号CN101012080A和CN101012079A的发明专利，公开了以市售的乙酸铵、高锰酸钾、硅酸钠之一，配制成0.1-1%的改性剂对植物淀粉和藻类生物分子物质进行改性，研制而成的一种天然生物助凝剂，其与铝盐絮凝剂配合使用，可增加网捕微小悬浮颗粒的作用，形成的絮凝物矾花大，沉降迅速，大大降低铝盐的使用量的特点。淀粉来源广泛，价格低廉，是一种可生物降解的六元环状的天然高分子可再生性资源，含有多种羟基，通过羟基的酯化、醚化、氧化、交联、接枝共聚等化学改性，其活性基团数目大大增加，聚合物呈枝化结构，分散的絮凝基团对悬浮体系中颗粒物有较强的捕捉与促沉作用。改性淀粉的应用之一就是作为絮凝剂，具有无毒、易于生物降解等优点。淀粉与星形聚丙烯酰胺接枝的产物对人体无害，由于该产品是以淀粉亲水的刚性链为骨架，配以柔性的星形聚丙烯酰胺支链形成刚柔相济的大分子。因此在水处理、石油开采、造纸、选矿等工业领域可得到广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是为解决于蓝藻沼液中固体含量较高，难以沉降，以及一般絮凝剂产生絮体小的问题。通过制得的淀粉接枝星形聚丙烯酰胺（ST-g-SPAM）为助凝剂，与无机絮凝剂聚硅酸氯化铝铁配合使用处理蓝藻沼液，形成絮体矾花大，沉降快速且大大减少无机絮凝剂使用量。

本发明目的是通过如下措施来实现的：一种用于蓝藻沼液预处理的助凝剂，是以可溶性淀粉为原料改性合成的。

一种用于蓝藻沼液预处理助凝剂的制备方法，按照下述步骤进行：

一、星形聚丙烯酰胺（SPAM）胶体的合成：

将单体丙烯酰胺（AM）、还原剂季戊四醇和氧化剂硝酸铈铵均分别配制成质量浓度为5-10%的水溶液，在反应瓶中的加入AM溶液和还原剂溶液，反应瓶抽真空后充氮气反复3次充分除氧后密封，加入一定量的氧化剂，使其混合均匀，然后将反应瓶置入47.5℃恒温水浴中，反应16h，即得SPAM胶体；

二、ST-g-SPAM的制备：

（1）将10℃的NaClO和NaOH混合液在搅拌作用下加到10℃的SPAM胶体中，控温在35℃反应20min，即得SPAM的霍夫曼（Hofmann）重排产物；

（3）取可溶性淀粉与蒸馏水按照1/20（g/mL）比例放入容器中，在通氮气情况下，在恒温水浴锅中80℃下糊化90min，然后冷却至反应温度48℃；