[发明专利]一种絮凝剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种絮凝剂及其制备方法与应用，所述絮凝剂包括淀粉结构单元、两性离子单体结构单元、聚醚结构单元和交联剂结构单元。所述制备方法将两性离子接枝共聚改性淀粉、聚醚和水混合，混合均匀后滴加交联剂进行交联反应；得到的交联物和无机盐溶液进行缔合反应，得到絮凝剂。本发明制备得到的改性淀粉絮凝剂具有絮凝效果快，生物毒性低，成本低廉等优点，在较低使用量即可实现COD、浊度、悬浮物的去除率达到90%以上。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种絮凝剂及其制备方法与应用。

背景技术

絮凝法是一种常用的净水手段，在许多行业的污水处理中都会涉及该方法，例如石化、造纸、湿法冶金、钢铁、纺织、印染、酿造、食品等。絮凝法处理污水技术的核心是絮凝剂。絮凝剂的主要作用是通过电荷中和作用和吸附架桥作用使污水中的胶体颗粒产生凝聚，然后通过重力沉降和过滤作用除去。絮凝剂主要分为三大类：无机絮凝剂、有机絮凝剂以及生物絮凝剂。无机絮凝剂成本低，但是存在使用量大，效率低等问题；以聚丙烯酰胺为代表的有机絮凝剂的特点是分子量大、用量少、效果普遍优于无机絮凝剂，絮凝效率比传统的无机盐类絮凝剂(如铝盐类)高几倍至几十倍，但是存在难降解、部分具有致癌性等问题；生物絮凝剂具有絮凝效率高、对环境友好等优点，但是成本高，难以实现工业化。

CN107739080 A公开了一种改性淀粉絮凝剂的制备方法。本发明采用聚硅酸铁、氯化锌与聚磷硫酸铝、聚硅酸絮凝剂、聚磷氯化铁复配，可发挥无机絮凝剂絮体强度大的优点，添加的改性分子筛对污水中有机物进行高效吸附，辅助药剂能够强效脱色、促进絮体生成，从而达到对污水的高效净化。该申请中的技术方案使用了多种无机絮凝剂进行复配，并使用分子筛作为吸附剂，具有用量大、成本高等缺点。

CN105645547 A公开了一种絮凝剂的制备方法。以改性淀粉和壳聚糖为原料，以硝酸铈铵为引发剂，在碱性条件下，合成改性淀粉/聚糖共聚物絮凝剂。采用上述方法制备的改性淀粉-壳聚糖共聚物絮凝剂具有高效、价廉、能去除重金属离子、环境友好的特点，针对不同的污水，与常规絮凝剂相比，在较少的使用量下，能使废水脱色率、除浊率、重金属脱除率达到99％以上。

CN107963700 A公开了一种污水絮凝剂及其制备方法，其中絮凝剂包括：丙烯酰胺、硅藻、四氯化钛、硫代苹果酸改性淀粉、氢氧化钠、壳聚糖、聚合氧化铁、核桃壳粉、苄基三甲基氯化铵。本发明的技术方案的絮凝剂的去污能力明显优于现有技术中絮凝剂的去污能力，与现有技术相比具有COD、BOD去除效果好。

CN105819558 A公开了一种球状纳米SiO₂和改性淀粉复合絮凝剂的制备方法。本发明以球状纳米SiO₂和改性淀粉为原料，将改性淀粉加入到N，N-二甲基酰胺中，缓慢加入第二步的有机化改性纳米SiO₂，然后用乙醇反复洗涤，真空干燥去溶剂，得到球状纳米SiO₂和改性淀粉复合絮凝剂。纳米SiO₂可以增强吸附过程以及和污染物分子的相互作用，球状纳米SiO₂与改性淀粉絮凝剂通过物理化学作用结合而形成的正协同效应，可以进一步发挥复合材料的絮凝作用，提高应用性能。但是，该专利操作步骤较为繁琐复杂，不利于工业化。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种絮凝剂及其制备方法与应用。本发明制备得到的改性淀粉絮凝剂具有絮凝效果快，生物毒性低，成本低廉等优点，在较低使用量即可实现COD、浊度、悬浮物的去除率达到90％以上。

本发明第一方面提供一种絮凝剂，所述絮凝剂包括淀粉结构单元、两性离子单体结构单元、聚醚结构单元和交联剂结构单元；所述絮凝剂的结构式如式(1)下：

其中：

A表示两性离子单体结构单元，其结构式为式(2-1)、式(2-2)、式(2-3)和式(2-4)中的任一种；

其中m’为3或4；