[发明专利]一种污水处理添加剂及其制备方法

说明书

本案涉及一种污水处理添加剂及其制备方法，利用碳纳米管和纤维素通过一系列的酸化、酰化和酯化反应制备出一种适用于污水处理的添加剂。本发明成本适中，制备工艺简单，可操作性好；本发明的碳纳米管/纤维素复合物作为水处理剂的添加剂，可以有效提高脱色和COD的去除率，提高沉降速率；可作为微生物菌群的载体，进一步提高微生物菌剂杀菌抗菌的性能；可根据废水受污染程度，配合添加功能性的成分，组成不同功能的污水处理剂，应用范围宽。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体为一种污水处理添加剂及其制备方法。

背景技术

水资源是人类社会赖以生存的前提，直接关系到社会的可持续发展。然而随着我国社会的快速发展，城市化进程不断加快，规模也显著扩大。随之而来的问题也显而易见，工业废水、医疗废水、城市废水、农业废水等大量产生，水资源污染日益严重，严重影响了人们的身心健康和生存环境。

目前使用的处理废水的方法主要有：物理分离法、生物降解法、化学分解法，但这些方法都存在一定的局限性，生物方法处理时间长、速度慢、效率低；物理方法处理费用高，且处理不彻底；化学方法常添加较多的化学物质，易对水体造成二次污染，不利于可持续发展。因此，需要研制出兼有高效、环保、经济且无二次污染的水处理材料，提高水处理效果，以适应比较高的污水排放标准的目的。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明旨在利用碳纳米管和纤维素，对其进行系列改性并应用于污水处理中，以期达到快速吸附沉降、降低COD和色度的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种污水处理添加剂的制备方法：

1)：碳纳米管的改性：将碳纳米管(CNT)置于硫酸和硝酸的混合溶液中超声分散1h，随后在80℃水浴中回流4h，过滤，洗涤至滤液呈中性，烘干，研磨，得酸化碳纳米管；将所述酸化碳纳米管置于SOCl₂中，超声处理0.5h，在DMF作用下，80℃搅拌回流2h，过滤、丙酮清洗、烘干，研磨，得酰氯化碳纳米管；将所述酰氯化碳纳米管置于反应瓶中，加入甲苯/四氢呋喃，超声使碳纳米管分散均匀，随后加入聚乙二醇和三乙胺，混合体系氮气保护，在80℃下搅拌反应48h，过滤、水和乙醇清洗、烘干、研磨，得到聚乙二醇-碳纳米管PEG-CNTs。

2)：纤维素的改性：将羧甲基纤维素(CMC)加入到二甲亚砜DMSO溶剂中，加入催化剂，50℃搅拌30分钟，随后加入长链烃基酰氯和吡啶，90℃反应2h，得到长链烃基接枝羧甲基纤维素。

3)：将所述长链烃基接枝羧甲基纤维素溶于二氯甲烷中，加入20％的N,N'-二环己基碳酰亚胺(DCC)，鼓氮气搅拌2h；将所述聚乙二醇-碳纳米管加入到反应瓶中，加入二氯甲烷溶液超声使其分散均匀，加入10％的4-二甲氨基吡啶(DMAP)，通氮气，常温下逐滴加入上述长链烃基接枝羧甲基纤维素的二氯甲烷溶液，滴加完成常温搅拌48h，反应结束后，过滤、清洗、烘干、研磨得改性碳纳米管/纤维素复合物CNTs-CMC。

优选地，所述制备方法中，所述硫酸和硝酸的混合溶液的溶液体积比为3:1。

优选地，所述制备方法中，所述聚乙二醇的分子量为1000-4000g/mol。

优选地，所述制备方法中，所述催化剂为对甲苯磺酸TSA。

优选地，所述制备方法中，所述长链烃基酰氯为C₁₂～C₁₄的直链酰氯。

一种采用上述方法制得的污水处理添加剂。