• 有机铁造纸废水处理用絮凝剂及其制备方法

有机铁造纸废水处理用絮凝剂及其制备方法

所属分类: 造纸废水 | 发布日期:2020-01-10 02:01:40

摘要 本发明提供一种基于有机铁的造纸废水处理絮凝剂的制备方法,包括以下步骤:制备S1离子有机铁聚合物,S2离子交换,制备S3絮凝剂:中间产物,表面改性粘土,步骤S2混合的聚合物硅酸铝,超细粉碎,过100-200...

产品详情

摘要

本发明提供一种基于有机铁的造纸废水处理絮凝剂的制备方法,包括以下步骤:制备S1离子有机铁聚合物,S2离子交换,制备S3絮凝剂:中间产物,表面改性粘土,步骤S2混合的聚合物硅酸铝,超细粉碎,过100-200目筛,得到基于有机铁的造纸废水处理絮凝剂。本发明还公开了一种用于造纸废水处理的絮凝剂。本发明具有制备方法简单易行,对设备依赖性低,原料易得,价格低廉,适合大规模生产等优点;基于有机铁的造纸废水处理絮凝剂具有效率高,成本低,性能稳定,安全环保等优点。

权利要求书

   1.一种基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1离子型有机铁聚合物的制备:将乙二胺四乙酸铁胺、2-氯-N-(氯甲基)-N-(2,6-二乙基苯基)乙酰胺溶于高沸点溶剂中,在60-80℃下搅拌反应8-10小时,再加入9-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-9H-咔唑、碱性催化剂,继续搅拌反应3-4小时,后过滤,旋蒸除去溶剂,用乙醚洗涤粗产物5-7次,后置于真空干燥箱70-80℃下烘10-15小时,得到离子型有机铁聚合物;

         S2离子交换: 将步骤 s1制备的离子型有机铁聚合物加入3-7% 羧甲基壳聚糖水溶液中,在50-60 °c 下搅拌6-8小时,然后蒸发除去水分,得到中间产物;

         S3絮凝剂:步骤S2制备的中间产物,表面改性粘土,聚合物硅酸铝铁混合,超细粉碎,过100-200目筛,得到有机铁处理造纸废水的絮凝剂..

2.根据权利要求1所述的基于有机铁的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法,其特征在于,步骤S1中所述乙二胺四乙酸铁胺、2-氯-N-(氯甲基)-N-(2,6-二乙基苯基)乙酰胺、高沸点溶剂、9-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-9H-咔唑、碱性催化剂的质量比为1.3:1:(8-10):0.2:0.4。

     3.根据权利要求1所述的基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂的制备方法,其特征在于,所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。

  4.根据权利要求1所述的基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂的制备方法,其特征在于,所述碱性催化剂选自碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。

         5.根据权利要求1所述的基于有机铁的造纸废水处理絮凝剂的制备方法,其特征在于,所述离子型有机铁聚合物水溶液与羧甲基壳聚糖在步骤S2中的质量比为1:(10-20)。

         6.根据权利要求1所述的基于有机铁的造纸废水处理絮凝剂的制备方法,其特征在于,步骤s3所述的中间产物,表面改性粘土,聚铝硅酸盐的质量比为:(0.5-1):(1-2)。

7.根据权利要求1所述的基于有机铁的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法,其特征在于,所述表面修饰粘土的制备方法,包括如下:将粘土分散于乙醇中形成分散液,再向其中加入3-脲基丙基三乙氧基硅烷,在30-40℃下搅拌反应3-4小时,后过滤,再置于真空干燥箱75-85℃下烘12-18小时,得到表面修饰粘土。

        8.根据权利要求1所述的基于有机铁的造纸废水处理絮凝剂的制备方法,其特征在于:所述粘土,乙醇,3-脲基三乙氧基硅烷的质量比为1:(5-10):0.2。

        9.根据任何权利要求1-8的基于铁有机造纸废水处理絮凝剂及其制备方法,以获得铁基造纸废水的用途与有机絮凝剂处理。

说明书

  有机铁造纸废水处理用絮凝剂及其制备方法

技术领域

  本发明涉及废水处理技术领域,尤其涉及一种有机铁造纸废水处理用絮凝剂及其制备方法。

背景技术

近年来,造纸工业蓬勃发展,为我国经济发展做出了巨大贡献。然而,造纸工业在生产过程中会排放大量的废水,具有排放量大、COD高、pH变化范围大、色度高、硫醇气味差、生物降解性差等特点。因此,寻求造纸废水处理的有效方法是必要的。

添加造纸废水处理剂处理造纸废水是造纸废水处理中最常用、最有效的方法。絮凝剂是一种造纸废水处理剂,在造纸废水处理过程中起到絮凝沉淀作用。现有技术的絮凝剂包括无机絮凝剂,有机絮凝剂,和复合絮凝剂三类,良好的铁系,铝系无机絮凝剂聚合物通过絮凝效果和低成本表示,但它的存在絮凝和沉降是低效率,高药物消耗,容易造成二次污染,强金属腐蚀的缺陷。高分子有机絮凝剂对有机物去除能力强,但单价较高,对其他杂质如磷酸根效果不明显。凝结剂联合收割机无机絮凝剂和有机絮凝剂具有良好的絮凝和絮凝效率和成本相对较低的优点,但它的性能稳定性得到进一步改善。

中国发明专利 cn 104724810 b 公开了一种以天然高分子为主要成分的环境友善絮凝剂,属于水处理絮凝剂技术领域。絮凝剂的组成及重量分数为:壳聚糖木质素或壳聚糖黄腐酸接枝共聚物60~75份,羧甲基淀粉15~30份,粘土5份,活性炭5份。该絮凝剂以天然高分子为主要原料,具有无二次污染、价格低廉、重金属离子和有机污染物去除率高、絮凝沉降速度快等特点。但由于天然高分子电荷密度和分子量较低,在城市地区很容易被生物降解和絮凝。

因此,寻找一种高效、低成本、性能稳定、安全环保的新型絮凝剂是十分必要的。

发明内容

  本发明的主要目的在于提供一种造纸废水处理用絮凝剂,制备方法简单易行,对设备依赖性不高,价格低廉,适合规模化生产。编写的基于有机铁造纸废水处理絮凝剂絮凝和沉降克服了传统的铁基,和铝基无机凝结剂聚合物由高药物消费表示的效率低,容易造成二次污染,的金属缺陷强腐蚀克服了传统强有机絮凝剂有机物去除能力,但价格较高,其他杂质如磷酸盐影响不大,并且容易受到环境的技术问题,同时也克服了性能混凝剂稳定性差的缺陷,高效,廉价,稳定的,安全的和环境优势。

  为达到以上目的,本发明提供一种基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂的制备方法,包括如下步骤:

S1离子型有机铁聚合物的制备:将乙二胺四乙酸铁胺、2-氯-N-(氯甲基)-N-(2,6-二乙基苯基)乙酰胺溶于高沸点溶剂中,在60-80℃下搅拌反应8-10小时,再加入9-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-9H-咔唑、碱性催化剂,继续搅拌反应3-4小时,后过滤,旋蒸除去溶剂,用乙醚洗涤粗产物5-7次,后置于真空干燥箱70-80℃下烘10-15小时,得到离子型有机铁聚合物;

         S2离子交换: 将步骤 s1制备的离子型有机铁聚合物加入3-7% 羧甲基壳聚糖水溶液中,在50-60 °c 下搅拌6-8小时,然后蒸发除去水分,得到中间产物;

          S3絮凝剂:步骤S2制备的中间产物,表面改性粘土,聚合物硅酸铝铁混合,超细粉碎,过100-200目筛,得到有机铁处理造纸废水的絮凝剂..

进一步地,步骤S1中所述乙二胺四乙酸铁胺、2-氯-N-(氯甲基)-N-(2,6-二乙基苯基)乙酰胺、高沸点溶剂、9-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-9H-咔唑、碱性催化剂的质量比为1.3:1:(8-10):0.2:0.4。

优选的,所述高沸点溶剂选自二甲基亚砜,N,N-二甲基甲酰胺,N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种..

优选地,所述碱性催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或几种。

此外,步骤 s2中离子型有机铁聚合物和羧甲基壳聚糖的水溶液质量比为1: (10-20)。

进一步地,步骤S3中所述中间产物、表面修饰粘土、聚合硅酸铝铁的质量比为10:(0.5-1):(1-2)。

优选地,所述表面修饰粘土的制备方法,包括如下:将粘土分散于乙醇中形成分散液,再向其中加入3-脲基丙基三乙氧基硅烷,在30-40℃下搅拌反应3-4小时,后过滤,再置于真空干燥箱75-85℃下烘12-18小时,得到表面修饰粘土。

较佳地,所述粘土、乙醇、3-脲基丙基三乙氧基硅烷的质量比为1:(5-10):0.2。

  一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂,采用上述基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法制备得到。

由于技术方案的应用,本发明具有下列有益效果:

      (1)本发明公开的造纸废水处理用絮凝剂,制备方法简单易行,对设备依赖性不高,价格低廉,适合规模化生产。

         (2)的絮凝和本发明的沉淀的低效率的存在公开基于所述废纸与有机絮凝剂铁处理过的,克服了传统铁系,铝系无机絮凝剂聚合物由表示高药物的消耗,易引起二次污染,强金属腐蚀的缺陷,克服了传统强有机絮凝剂有机物去除能力,但价格较高,杂质如磷酸盐其他明显的效果,并且容易受环境的技术问题,而且还克服复合絮凝剂性能方面的不足,高效,廉价,稳定,安全和环保优势的稳定性差。

(3)本发明公开的基于有机铁的造纸废水处理用絮凝剂,采用乙二胺四乙酸铁胺、2-氯-N-(氯甲基)-N-(2,6-二乙基苯基)乙酰胺发生季胺化反应生成主链离子化的酰胺类聚合物,具有更加显著的絮凝效果,更佳的絮凝效率,且能赋予更好的抗菌性能,分子链上含有有机铁,与添加的聚合硅酸铝铁一起协同作用,提高了絮凝效果。

         (4)基于有机铁造纸废水与本发明的絮凝剂处理所公开的,通过离子交换,导入羧甲基脱乙酰壳多糖分子链结构,协同作用与其它成分,以提高絮凝效果,并且具有低毒性,低成本,容易获得更反应性羟基,其可以增强桥接絮凝剂的作用的一个优点是基本上更稳定,更有效的性能。

(5)本发明公开的基于有机铁的造纸废水处理用絮凝剂,添加表面修饰粘土,粘土层状硅酸盐结构能具有很好的絮凝效果和光催化效果,通过表面修饰引入脲基等基团,进一步提高水处理效率;分子主链通过9-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-9H-咔唑封端,引入三乙氧基硅烷基结构,通过交联作用,使得絮凝剂各成分混合分散均匀,相容性良好,性能更加均一稳定。

具体实施方式

以下描述用于公开本发明,以便本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的首选实施例是该领域的技术人员可以想到的其他明显变体的例子。

  本发明实施例中使用的所述原料购于摩贝(上海)生物科技有限公司。

实施例1

  一种基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂的制备方法,包括如下步骤:

S1离子型有机铁聚合物的制备:将乙二胺四乙酸铁胺13g、2-氯-N-(氯甲基)-N-(2,6-二乙基苯基)乙酰胺10g溶于二甲亚砜80g中,在60℃下搅拌反应8小时,再加入9-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-9H-咔唑2g、碳酸钠4g,继续搅拌反应3小时,后过滤,旋蒸除去溶剂,用乙醚洗涤粗产物5次,后置于真空干燥箱70℃下烘10小时,得到离子型有机铁聚合物;

S2离子交换:通过10g的制备步骤S1质量分数得到的铁离子有机聚合物加入到羧甲基壳聚糖100g的3%水溶液,在50℃下搅拌下进行6小时后,旋转蒸发后,以除去水。以获得中间产物;

S3絮凝剂的制备:通过在步骤S2中10g中,表面改性粘土0.5克得到的中间体制备的产物,1G硅酸铝铁混合,超细研磨,通过100目筛目,造纸废水处理以获得铁 - 有机絮凝剂。

表面改性粘土的制备方法包括:将1g粘土分散于5g乙醇中形成分散体,加入0.2g 3-尿素丙基三乙氧基硅烷,30℃搅拌反应3h,过滤,75℃真空干燥12h,得到表面改性粘土。

  一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂,采用上述基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法制备得到。

实施例2

  一种基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂的制备方法,包括如下步骤:

S1离子型有机铁聚合物的制备:将乙二胺四乙酸铁胺13g、2-氯-N-(氯甲基)-N-(2,6-二乙基苯基)乙酰胺10g溶于N,N-二甲基甲酰胺85g中,在65℃下搅拌反应8.5小时,再加入9-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-9H-咔唑2g、碳酸钾4g,继续搅拌反应3.3小时,后过滤,旋蒸除去溶剂,用乙醚洗涤粗产物6次,后置于真空干燥箱73℃下烘11小时,得到离子型有机铁聚合物;

S2离子交换:将步骤S1制备的离子型有机铁聚合物10g加入质量分数为4%的羧甲基壳聚糖水溶液115g中,53℃搅拌反应6.5h,反纺脱水,得到中间产物;

S3絮凝剂的制备:通过在步骤S2中10g中,表面改性粘土0.7克得到的中间体制备的产物,1.3克硅酸铝铁混合,超细研磨,过120目筛目,造纸废水获得基于与有机铁治疗絮凝剂。

表面改性粘土的制备方法包括:将粘土1g分散在乙醇7g中形成分散体,然后加入3-尿素-丙基三乙氧基硅烷2g,在33°C下搅拌3.3h,过滤,然后放置在77°C真空干燥箱中14h,得到表面改性粘土。

  一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂,采用上述基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法制备得到。

实施例3

  一种基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂的制备方法,包括如下步骤:

S1离子型有机铁聚合物的制备:将乙二胺四乙酸铁胺13g、2-氯-N-(氯甲基)-N-(2,6-二乙基苯基)乙酰胺10g溶于N-甲基吡咯烷酮90g中,在70℃下搅拌反应9小时,再加入9-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-9H-咔唑2g、氢氧化钠4g,继续搅拌反应3.7小时,后过滤,旋蒸除去溶剂,用乙醚洗涤粗产物6次,后置于真空干燥箱76℃下烘13小时,得到离子型有机铁聚合物;

       S2离子交换:在质量分数为5%的羧甲基壳聚糖水溶液140g中加入步骤S1制备的离子型有机铁聚合物10g,56℃搅拌反应7h,反纺脱水,得到中间产物;

        S3絮凝剂的制备:通过在步骤S2中10g中,表面改性粘土0.8克得到的中间体制备的产物,1.7克硅酸铝铁混合,超细研磨,通过170目的筛,以获得铁系有机造纸废水处理与絮凝剂。

所述表面修饰粘土的制备方法,包括如下:将粘土1g分散于乙醇8g中形成分散液,再向其中加入3-脲基丙基三乙氧基硅烷0.2g,在37℃下搅拌反应3.7小时,后过滤,再置于真空干燥箱81℃下烘16小时,得到表面修饰粘土。

  一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂,采用上述基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法制备得到。

实施例4

  一种基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂的制备方法,包括如下步骤:

S1离子型有机铁聚合物的制备:将乙二胺四乙酸铁胺13g、2-氯-N-(氯甲基)-N-(2,6-二乙基苯基)乙酰胺10g溶于高沸点溶剂95g中,在77℃下搅拌反应9.5小时,再加入9-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-9H-咔唑2g、碱性催化剂4g,继续搅拌反应3.9小时,后过滤,旋蒸除去溶剂,用乙醚洗涤粗产物7次,后置于真空干燥箱78℃下烘14.5小时,得到离子型有机铁聚合物;所述高沸点溶剂是二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮按质量比1:2:3混合而成的混合物;所述碱性催化剂是碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾按质量比2:3:1:1混合而成的混合物;

        S2离子交换:将步骤S1制备的离子型有机铁聚合物10g加入质量分数为6%的羧甲基壳聚糖水溶液190g中,在58℃搅拌反应7.8小时,反纺脱水,得到中间产物;

        S3絮凝剂的制备:将步骤S2制备的10g中间产物、0.9g表面改性粘土和1.9g聚硅酸铝铁混合,超细粉碎,通过190目筛网筛选,得到用于有机铁处理造纸废水的絮凝剂。

所述表面修饰粘土的制备方法,包括如下:将粘土1g分散于乙醇9.5g中形成分散液,再向其中加入3-脲基丙基三乙氧基硅烷2g,在39℃下搅拌反应3.9小时,后过滤,再置于真空干燥箱83℃下烘17小时,得到表面修饰粘土。

  一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂,采用上述基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法制备得到。

实施例5

  一种基于铝基量子点的造纸废水处理催化剂的制备方法,包括如下步骤:

S1离子型有机铁聚合物的制备:将乙二胺四乙酸铁胺13g、2-氯-N-(氯甲基)-N-(2,6-二乙基苯基)乙酰胺10g溶于二甲亚砜100g中,在80℃下搅拌反应10小时,再加入9-[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]-9H-咔唑2g、氢氧化钾4g,继续搅拌反应4小时,后过滤,旋蒸除去溶剂,用乙醚洗涤粗产物7次,后置于真空干燥箱80℃下烘15小时,得到离子型有机铁聚合物;

       S2离子交换:将步骤S1制备的离子有机铁聚合物10g加入质量分数为7%的200g羧甲基壳聚糖水溶液中。反应在60℃下搅拌8h,反纺除水得到中间产物;

       S3絮凝剂的制备:将步骤S2制备的10g中间产物、1g表面改性粘土和2G聚硅酸铝铁混合均匀,经200目筛网超细粉碎筛分,得到用于有机铁处理造纸废水的絮凝剂。

表面改性粘土的制备方法包括:将粘土1g分散在乙醇10g中形成分散体,然后加入3-尿素-丙基三乙氧基硅烷0.2g,在40°C下搅拌4小时,过滤,然后放置在85°C真空干燥箱中18h,得到表面改性粘土。

  一种基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂,采用上述基于冠醚的造纸废水处理用絮凝剂的制备方法制备得到。

?