[发明专利]聚合铝-改性复合型生物絮凝剂无机有机复合絮凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合铝-改性复合型生物絮凝剂无机有机复合絮凝剂(PAC-MCBF)及其制备工艺，属于环境与化学技术领域。

背景技术

水处理药剂是当前水工业、水污染治理与节水回用净化处理工程技术领域中应用最广泛，用量最大的高科技含量、高附加值产品，新型、高效水处理药剂始终是水处理环保技术领域中重点发展的支柱产业，也是水工业与水污染治理工程技术与设备创新发展的基础产业。无机有机复合水处理剂具有传统水处理剂无法比拟的净水效果，同时具有投药量低、应用范围广、使用方便、经济等优点。无机有机复合水处理剂的研发将给水工业、水污染治理与节水净化带来深刻地变化，带来高效、低耗、低投入的水处理效果。

目前，聚合氯化铝(PAC)是国内外在给水、废水处理和污泥脱水处理中广泛应用的无机高分子絮凝剂。PAC比传统的铝盐絮凝剂(硫酸铝、氯化铝等)混凝效能更优异，比有机高分子絮凝剂价格低廉，但是，在形态、聚合度及相应的凝聚-絮凝效果方面，PAC仍处于传统铝盐混凝剂与有机高分子絮凝剂之间，它对胶体物质的吸附架桥能力比有机絮凝剂差很多，而且还存在进一步水解反应的不稳定性问题，另外还存在投药量高、产生的污泥量大的问题。

微生物絮凝剂(microbial flocculants，MBFs)，由于其高效、无毒、良好的絮凝沉降性能、易于生物降解及无二次污染等特性，成为一种新型天然高分子水处理剂。2003年，哈尔滨工业大学马放教授率先提出了复合型生物絮凝剂(CBF)，CBF是由F2和F6两株从土壤中筛选分离出的高效絮凝剂产生菌混合发酵产生。F2和F6经鉴定分别为放射根瘤菌(Rhizobium radiobacter)和球形芽孢杆菌(Bacillus sphaeicus)，其中，F2放射根瘤菌，保藏在美国模式培养物集存库，保藏编号为ATCC 4525；F6球形芽孢杆菌，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC 1.270。参见孟路等，复合型生物絮凝剂处理低温低浊水影响因素，哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室，哈尔滨工业大学学报，2009，41(8)：42-45。对CBF的成分分析表明，CBF分子中含有较多的-OH基团和-COO-极性基团。参见马放等，复合型生物絮凝剂成分分析及其絮凝机理的研究，哈尔滨工业大学市政环境工程学院，环境科学学报，2005，25(11)：1491-1496。根据该论文测定结果表明，CBF的主要成分为多聚糖(90.6％)和蛋白质(9.3％)，CBF中含有羧基，且分别以-COO-和COOH的形式存在。复合型生物絮凝剂CBF的zeta电位约-40mV，负电性强，水处理效果欠佳。

复合型生物絮凝剂(CBF)的制备方法有中国专利CN1597571A(CN200410043861.4)复合型生物絮凝剂二段式发酵方法a、采用纤维素类生物质材料为原材料，使用物理-化学联用的方法进行预处理；b、配制培养液，添加无机盐，调节pH值后经灭菌处理备用；c、在上述培养液中投加纤维素降解菌，将纤维素转化为葡萄糖和纤维二糖，完成第一段发酵；d、投加絮凝剂产生菌，生成复合型生物絮凝剂。

鉴于现有技术CBF絮凝剂的不足，CN102408146A(201110227359.9)提供了一种复合型生物絮凝剂接枝丙烯酰胺絮凝剂(CBF-AM)及其制备方法，该发明CBF-AM絮凝剂以复合型生物絮凝剂(CBF)、丙烯酰胺(AM)为主要原料，以过硫酸钾和亚硫酸钠为引发剂，通过接枝共聚反应制得。所得CBF-AM絮凝剂缺点是产品产量少、接枝改性成本高、水处理成本高、难以实现大规模使用，另外，根据该发明制得的复合型生物絮凝剂接枝丙烯酰胺絮凝剂(CBF-AM)其zeta电位为-20.0～0.0mV，虽然与复合型生物絮凝剂CBF本身相比，CBF-AM的电位有所提高，但是其负电性仍然限制了其广泛有效的使用。

发明内容

鉴于现有技术CBF与PAC各自存在的不足，本发明提供一种聚合铝-改性复合型生物絮凝剂(PAC-MCBF)无机有机复合絮凝剂及其制备方法，制备出可稳定贮存的且具有良好絮凝效果的絮凝剂。

原料说明：