• 制浆造纸废水除色剂及其制备方法和应用

制浆造纸废水除色剂及其制备方法和应用

所属分类: 造纸废水 | 发布日期:2020-01-15 02:01:44

摘要 本发明提供了一种除色剂的制备方法,其采用下述方式中的任意一种进行:方式一:在1-4%氯化铝的催化作用下,54-60%的甲醛和36-45%的双氰胺进行缩聚反应;方式二:在1-4%氯化铝的催化作用下,54-60%的...

产品详情

摘要

本发明提供了一种除色剂的制备方法,其采用下述方式中的任意一种进行:方式一:在1-4%氯化铝的催化作用下,54-60%的甲醛和36-45%的双氰胺进行缩聚反应;方式二:在1-4%氯化铝的催化作用下,54-60%的甲醛与27-30%的双氰胺和6-20%的尿素进行缩聚反应;方式三:采用方式一进行缩聚反应,干燥;方式四:采用方式二进行缩聚反应,干燥。本发明特别的氯化铝的作用下,由甲醛,双氰胺和优选氯化铝进料比,以获得一个新的除了调色剂。本发明的除色剂能很好地与制浆造纸废水中的磺化木质素和木质素进行反应,进而形成絮体,通过泥水分离后能够实现水中色度去除,解决污水除色问题。

权利要求书

1.制备除的调色剂的方法,其特征在于:它使用以下任何一种方法进行:

方式一:其包括下述步骤:在1-4%氯化铝的催化作用下,54-60%的甲醛和36-45%的双氰胺进行缩聚反应;

方式二:其包括下述步骤:在1-4%氯化铝的催化作用下,54-60%的甲醛与27-30%的双氰胺和6-20%的尿素进行缩聚反应;

        方式三:包括以下步骤:通过缩聚反应的方式,并干燥;

该方法包括以下步骤: 在该方法中进行缩聚反应和干燥;

这些百分比都与反应物的总质量有关。

2.如权利要求1所述的方法:所述氯化铝中的2-3%,百分比,以百分数表示的反应物的总质量的量使用。

3.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:所述模式1中双氰胺的量为37-42%;所述模式2中尿素的量为6-17%;所述百分比为相对于反应物总质量的百分比。

4.权利要求1 ~ 3所述的制备方法的特点是缩聚反应的温度为90-96 °c。

5. 权利要求1 ~ 4所述的制备方法的特点是缩聚反应的反应时间取决于检测反应物的消耗。

6.如权利要求5所述的方法,其中:所述缩聚反应时间为5-6小时。

7.如权利要求1~6中任一项所述的制备方法,其特征在于:其具体操作为:将所述甲醛投入反应釜中;启动冷却装置、搅拌装置和冷凝回流装置;再根据方式一投入所述双氰胺和所述氯化铝,或根据方式二投入所述双氰胺、所述氯化铝和所述尿素;关闭冷却装置和冷凝回流装置,在30-45分钟内升温至90-96℃,使反应体系的粘度达到旋转粘度为6-8CPS;恒温搅拌5-6小时,冷却即可;或者再根据方式三或方式四进行干燥;在恒温搅拌过程中,每半小时取样测量粘度,使旋转粘度控制在6-8CPS;

8.如权利要求1~7中任一项所述的制备方法制得的除色剂。

9.如索赔8所述,除色剂适用于纸浆和纸张废水.

10.如权利要求9所述的应用,其特征在于:对制浆造纸废水除色时,将由方式一或方式二制得的除色剂加入制浆造纸废水中进行絮凝反应即可,所述除色剂的用量为制浆造纸废水体积的0.02-0.2%,较佳的为0.035-0.05%;或者将由方式三或方式四制得的除色剂用水配制成质量浓度为40-50%的水溶液,将该水溶液加入制浆造纸废水中进行絮凝反应即可,所述水溶液的用量为制浆造纸废水体积的0.02-0.2%,较佳的为0.035-0.05%。

说明书

制浆造纸废水除色剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于污水处理领域,具体涉及一种脱色剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前,在水处理行业中,有大量的生产和生活废水,也有生产和生活混合废水。例如,城市污水采用排入城市污水处理系统的截流管进行集中处理。但由于不同企业的生产内容不同,待遇目标也不同。以国内纸浆生产为例,过去以美国和澳大利亚废纸为原料的造纸工业,现在生产木浆、竹浆、苇浆和草浆,以满足国内纸浆需求。在制浆生产过程中,沉淀的木质素等有机物溶解在水中,呈现深色,使制浆后的污水处理更加困难。

目前,我国生产的除色剂主要是印染废水的染料脱色,双氰胺和甲醛的缩聚可以去除颜色。这除了是而在其他造纸废水墨粉色彩效果不佳。为了去除制浆造纸废水中的木质素和其他色素,需要对二氰胺和甲醛缩合物和接枝支链进行改性。甲醛的加成反应与双氰胺形式羟甲基衍生物后,在可能发生缩聚反应或活性氢的羟甲基之间以形成亚甲基键或醚键连接的二聚体。通过调节双氰胺和甲醛的料比和催化剂,提高亚甲基键的比比例..然后进一步加热使其交联反应,形成缩聚物的网络结构,进而达到色度去除的效果。然而,这种修饰的去色效果仍然不令人满意。

发明内容

本发明是为了克服除了除造纸废水不希望的缺陷的调色剂的颜色效果的现有技术的问题,提供了一种新的调色剂制备方法以及其它应用。本发明特别的氯化铝的作用下,由甲醛,双氰胺和优选氯化铝进料比,以获得一个新的除了调色剂。本发明的除色剂能很好地与制浆造纸废水中的磺化木质素和木质素进行反应,进而形成絮体,通过泥水分离后能够实现水中色度去除,解决污水除色问题。

本发明提供了制备不同之处在于使用任何用于执行以下方法的调色剂的方法:

方式一:其包括下述步骤:在1-4%氯化铝的催化作用下,54-60%的甲醛和36-45%的双氰胺进行缩聚反应;其中,所述双氰胺的用量较佳的为37-42%;

方式二:其包括下述步骤:在1-4%氯化铝的催化作用下,54-60%的甲醛与27-30%的双氰胺和6-20%的尿素进行缩聚反应;其中,所述的尿素的用量较佳的为6-17%;

        方式三:包括以下步骤:通过缩聚反应的方式,并干燥;

该方法包括以下步骤: 在该方法中进行缩聚反应和干燥;

这些百分比都与反应物的总质量有关。

其中,所述氯化铝作为双氰胺的缩聚反应的催化剂不仅产生 - 二聚体二聚体甲醛亚甲基键的比例超过60%,所以,除了将得到的调色剂已在彩色去除造纸废水很好的效果,但也显著降低缩聚反应的时间。

氯化铝用量较好,占反应物总质量的2-3% ,占反应物总质量的比例较大。

在第二种选择中,使用尿素作为昂贵的双氰胺的部分替代品也达到了同样的效果,降低了反应成本..

在本发明中,缩聚反应的温度是这种反应在现场的常规温度,较好的是90-96°C。

在本发明中,缩聚反应的反应时间取决于检测反应物的消耗,优选为5-6小时。

其中,所述缩聚反应可采用本领域的常规方法进行,具体操作为:将所述甲醛投入反应釜中;启动冷却装置、搅拌装置和冷凝回流装置;再根据方式一投入所述双氰胺和所述氯化铝,或根据方式二投入所述双氰胺、所述氯化铝和所述尿素;关闭冷却装置和冷凝回流装置,在30-45分钟内升温至90-96℃,使反应体系的粘度达到旋转粘度(UL粘度)为6-8CPS;恒温搅拌5-6小时,冷却即可;或者再根据方式三或方式四进行干燥;在恒温搅拌过程中,每半小时取样测量粘度,使UL粘度控制在6-8CPS。

本发明还提供了由上述制备方法制备的脱色剂。

其中,当除了由制剂的模式下获得的三个或四个方式的调色剂中,除了由双氰胺的缩合反应的调色剂 - 甲醛缩聚物。其中,所述双氰胺-甲醛缩聚物的平均粘均分子量为8000-10000。

其中,当除了获得的调色剂,当两个或方式从制剂的方式,在加入着色剂为双氰胺 - 甲醛缩聚物浓度 - 甲醛水溶液缩聚物,其中,所述双氰胺40-50%。所述除色剂的pH值为3.0-6.5。此时,除色剂还包括少量杂质,如氯化铝0.1-0.5%和甲醛0.001-0.015%,在缩聚反应结束时残留在反应体系中;百分比均为相对于除色剂质量的百分比。

除了本发明的调色剂具有良好的颜色的去除效果,特别是对于除了彩色造纸废水。因此,本发明还提供了一种用于脱色制浆造纸废水的除色器的应用..

本发明除色器的使用方法可按本领域常规方法进行..将本发明的除色剂用于对制浆造纸废水进行除色时,将由方式一或方式二制得的除色剂加入制浆造纸废水中进行絮凝反应即可,所述除色剂的用量较佳的为制浆造纸废水体积的0.02-0.2%,更佳的为0.035-0.05%;或者将由方式三或方式四制得的除色剂用水配制成质量浓度为40-50%的水溶液,将该水溶液加入制浆造纸废水中进行絮凝反应即可,所述水溶液的用量较佳的为制浆造纸废水体积的0.02-0.2%,更佳的为0.035-0.05%。

本发明中使用的原材料或试剂可以在市场上买到,除非另有说明。

在本发明中,上述优选的条件的任何组合可以是符合本领域中的一般知识的基础上,以获得本发明的各种优选实施例。

本发明的积极进步效应如下:

本发明的除色器克服了现有除色器不适用于制浆造纸废水的缺陷,除色效果不佳,特别是对制浆造纸废水具有显著的除色效果,其性能稳定、无毒无害、成本效益高、使用方便。

本发明使用的氯化铝还可以提高缩合反应的速度,现有技术中此类缩合反应的时间为6-7小时,采用本发明方法后反应的平均时间,特别是本发明的催化剂,缩短1小时。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明的技术方案,但本发明不受其限制..

下述各实施例中采用美国博勒飞(Brookfield)公司的旋转粘度计LVDV-C进行UL粘度测试。

在实施例中的百分比,除非另有说明是相对于以下实施例的反应物的总质量的所有百分比。

实施例1

将58%甲醛投入反应釜中;启动冷却装置、搅拌装置和冷凝回流装置;再投入40%双氰胺和2%氯化铝,关闭冷却装置和冷凝回流装置,在30分钟内升温至96℃,使UL粘度控制在6-8CPS;恒温搅拌5小时;在恒温搅拌过程中,每半小时取样测量粘度,确保UL粘度为6-8CPS;冷却反应釜,出料得除色剂(除色剂的固含量为53wt%),除色剂中双氰胺-甲醛缩聚物的平均粘均分子量为9000。

实施例2

将54%甲醛投入反应釜中;启动冷却装置、搅拌装置和冷凝回流装置;再投入27.5%双氰胺、2%氯化铝和16.5%尿素,关闭冷却装置和冷凝回流装置,在30分钟内升温至96℃,使UL粘度控制在6-8CPS;恒温搅拌5小时;在恒温搅拌过程中,每半小时取样测量粘度,确保UL粘度为6-8CPS;冷却反应釜,出料得除色剂(除色剂的固含量为54wt%),除色剂中双氰胺-甲醛缩聚物的平均粘均分子量为10000。

效果实施例1

桉树化学纸浆法废水中含有约80-150mg/l的木质素(磺化木质素和木质素)。

通过对其他的颜色的过程中产生的桉树化学纸浆的废水的方法:

为便于控制除色剂的用量,先取除色剂10ml,用去离子水稀释至100ml,搅拌均匀得混合溶液。在1000ml废水中加入4ml上述混合溶液(除色剂的量为废水体积的0.04%)进行絮凝反应,形成絮体、静态水槽,取上清液。通过实施例1或2不同之处以外的颜色,原废水的调色剂实施例400倍的色度下降50倍,除了良好的色彩效果。

效果实施例2

生成的桉树化学浆工艺废物含有木质素(木质素和木素磺酸盐)从约1至约60-120mg /升。

通过对其他的颜色的过程中产生的桉树化学纸浆的废水的方法:

为便于控制除色剂的用量,先取除色剂10ml,用去离子水稀释至100ml,搅拌均匀得混合溶液。在1000ml废水中投加3.5ml所述混合溶液(所述除色剂的用量为废水体积的0.035%),进行絮凝反应,形成絮体,静沉,取上清液。实施例1或2中的脱色剂脱色后,废水由原水的350倍色度降至40倍,脱色效果良好。

效果实施例3

松木化学制浆工艺废水中含有约80-160mg/l的木质素(磺化木质素和木质素)。

松化浆工序废水颜色去除情况如下:

为便于控制除色剂的用量,先取除色剂10ml,用去离子水稀释至100ml,搅拌均匀得混合溶液。在1000ml废水中加入4ml上述混合溶液(除色剂的量为废水体积的0.04%)进行絮凝反应,形成絮体、静态水槽,取上清液。实施例1或2中的脱色剂脱色后,废水由原水的500倍色度降至60倍,脱色效果良好..

效果实施例4

通过从约90-140mg / l的含木质素(木质素和木素磺酸盐)的工艺废水生产的杨木的化学纸浆。

杨木化学制浆废水的脱色方法如下:

为便于控制除色剂的用量,先取除色剂10ml,用去离子水稀释至100ml,搅拌均匀得混合溶液。在1000ml废水中加入4ml上述混合溶液(除色剂的量为废水体积的0.04%)进行絮凝反应,形成絮体、静态水槽,取上清液。通过实施例1或2不同之处以外的颜色,原废水的调色剂实施例380倍的色度下降60倍,除了良好的色彩效果。

实施例3

将56%甲醛投入反应釜中;启动冷却装置、搅拌装置和冷凝回流装置;再投入42%双氰胺和2%氯化铝,关闭冷却装置和冷凝回流装置,在45分钟内升温至92℃,使UL粘度控制在6-8CPS;恒温搅拌6小时;在恒温搅拌过程中,每半小时取样测量粘度,确保UL粘度为6-8CPS;冷却反应釜,出料得除色剂(除色剂的固含量为54wt%),除色剂中双氰胺-甲醛缩聚物的平均粘均分子量为9000。

实施例4

将56%甲醛投入反应釜中;启动冷却装置、搅拌装置和冷凝回流装置;再投入29%双氰胺、4%氯化铝和11%尿素,关闭冷却装置和冷凝回流装置,在45分钟内升温至92℃,使UL粘度控制在6-8CPS;恒温搅拌6小时;在恒温搅拌过程中,每半小时取样测量粘度,确保UL粘度为6-8CPS;冷却反应釜,出料得除色剂(除色剂的固含量为55wt%),除色剂中双氰胺-甲醛缩聚物的平均粘均分子量为10000。

效果实施例5

通过从约80-200mg / l的含木质素(木质素和木素磺酸盐)的过程中的化学纸浆制造废水竹。

通过去除颜色的化学方法生成竹浆工艺废水是:

为便于控制除色剂的用量,先取除色剂10ml,用去离子水稀释至100ml,搅拌均匀得混合溶液。在1000ml废水中加入4ml上述混合溶液(除色剂的量为废水体积的0.04%)进行絮凝反应,形成絮体、静态水槽,取上清液。通过实施例3或4,只是除了颜色,原废水的调色剂实施例570倍的色度下降80倍,除了良好的色彩效果。

实施例5

将60%甲醛投入反应釜中;启动冷却装置、搅拌装置和冷凝回流装置;再投入37%双氰胺和3%氯化铝,关闭冷却装置和冷凝回流装置,在40分钟内升温至90℃,使UL粘度控制在6-8CPS;恒温搅拌6小时;在恒温搅拌过程中,每半小时取样测量粘度,确保UL粘度为6-8CPS;冷却反应釜,出料得除色剂(除色剂的固含量为53wt%),除色剂中双氰胺-甲醛缩聚物的平均粘均分子量为9000。

实施例6

将60%甲醛投入反应釜中;启动冷却装置、搅拌装置和冷凝回流装置;再投入30%双氰胺、4%氯化铝和6%尿素,关闭冷却装置和冷凝回流装置,在40分钟内升温至90℃,使UL粘度控制在6-8CPS;恒温搅拌6小时;在恒温搅拌过程中,每半小时取样测量粘度,确保UL粘度为6-8CPS;冷却反应釜,出料得除色剂(除色剂的固含量为54wt%),除色剂中双氰胺-甲醛缩聚物的平均粘均粘均分子量为9000。

效果实施例6

草化学浆工艺产生的废水中含有木质素类(磺化木质素和木质素)约120-250mg/l。

草竹化学制浆工艺废水的颜色去除如下:

为便于控制除色剂的用量,先取除色剂10ml,用去离子水稀释至100ml,搅拌均匀得混合溶液。在废水千毫升加入5毫升的混合液(除调色剂的量是由废物的体积0.05%),絮凝反应形成絮凝物,使之沉降,将上清液。实施例5除了通过调色剂或除色,原废水下降到150倍彩色650倍,除了具有良好的效果的颜色6实施例。

实施例7

将58%甲醛投入反应釜中;启动冷却装置、搅拌装置和冷凝回流装置;再投入40%双氰胺和2%氯化铝,关闭冷却装置和冷凝回流装置,在30分钟内升温至96℃,使UL粘度控制在6-8CPS;恒温搅拌5小时;在恒温搅拌过程中,每半小时取样测量粘度,确保UL粘度为6-8CPS;冷却反应釜,出料,提纯,干燥得双氰胺-甲醛缩聚物,其平均粘均分子量为9000。将双氰胺-甲醛凝液与水混合,形成浓度为53wt%的水溶液。

实施例8

将54%甲醛投入反应釜中;启动冷却装置、搅拌装置和冷凝回流装置;再投入27.5%双氰胺、2%氯化铝和16.5%尿素,关闭冷却装置和冷凝回流装置,在30分钟内升温至96℃,使UL粘度控制在6-8CPS;恒温搅拌5小时;在恒温搅拌过程中,每半小时取样测量粘度,确保UL粘度为6-8CPS;冷却反应釜,出料,提纯,干燥得双氰胺-甲醛缩聚物,其平均粘均分子量为10000。将双氰胺-甲醛凝液与水混合,形成浓度为54wt%的水溶液。

效果实施例7

桉树化学纸浆法废水中含有约80-150mg/l的木质素(磺化木质素和木质素)。

通过对其他的颜色的过程中产生的桉树化学纸浆的废水的方法:

为便于控制除色剂的用量,先取除色剂10ml,用去离子水稀释至100ml,搅拌均匀得混合溶液。在1000ml废水中加入4ml上述混合溶液(除色剂的量为废水体积的0.04%)进行絮凝反应,形成絮体、静态水槽,取上清液。用该脱色剂处理7、8号废水后,废水色度由原来的400倍降至50倍,脱色效果良好。

?