一种高效污水絮凝剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及环保领域，具体涉及一种高效污水处理絮凝剂及其制备方法。污水絮凝剂各原料组分为：微生物絮凝剂5‑15份，无机助剂1‑4份，改性壳聚糖25‑40份，海藻酸钠10‑35份；改性壳聚糖的制备方法为：将壳聚糖加入到甲醇中，并加入戊二醛，搅拌反应获得交联壳聚糖；将所述交联壳聚糖加入到氢氧化钠溶液中，加入二硫化碳和氯乙酸，搅拌反应后进行过滤洗涤干燥获得改性壳聚糖。采用微生物絮凝剂和改性天然高分子絮凝剂相互配合，一方面能够有效的出去废水中的悬浮物，有机物和重金属离子，另一方面其在弱酸性条件下仍具有良好的絮凝效果，适用范围广，同时本发明专利技术所述的絮凝剂无毒无害，均可生物降解，无二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种高效污水絮凝剂及其制备方法
本专利技术涉及环保领域，具体涉及一种高效污水处理絮凝剂及其制备方法。
技术介绍
随着人们环保意识的加强，污水处理越来越被重视，其中絮凝沉降法被广泛应用，主要通过絮凝剂将水中的悬浮物、胶体粒子、重金属离子、COD、细菌等沉降去除，同时又具体脱色、除臭的效果。目前，絮凝剂主要包括无机高分子絮凝剂、有机合成高分子絮凝剂、天然高分子絮凝剂以及微生物絮凝剂，各类絮凝剂存在其特有的技术特征，将不同絮凝剂的复配使用来提高絮凝效果，比如将聚丙烯酰胺和聚硅酸，三价铁盐及其水解聚合物复合使用，用于处于含油废水；又比如采用铝交联累托石和壳聚糖复合絮凝剂处理石化废水。上述复合絮凝剂具有优越的絮凝效果，絮凝率最高可达97％，但是其处理过程必须在特定的pH范围内，使用范围窄，且对于重金属离子的絮凝作用较差。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种高效污水絮凝剂，所述污水絮凝剂各原料组分及各组分的重量份数为：微生物絮凝剂5-15份，无机助剂1-4份，改性壳聚糖25-40份，海藻酸钠10-35份；所述所述微生物絮凝剂的制备方法为：取红平红球菌和白地霉分别进行发酵并离心，获得红平红球菌发酵上清液和白地霉发酵上清液，将所述红平红球菌发酵上清液和白地霉发酵上清液混合并进行干燥获得微生物絮凝剂；所述改性壳聚糖的制备方法为：将壳聚糖加入到甲醇中，并加入戊二醛，搅拌反应获得交联壳聚糖；将所述交联壳聚糖加入到氢氧化钠溶液中，加入二硫化碳和氯乙酸，搅拌反应后进行过滤洗涤干燥获得改性壳聚糖；所述无机助剂为无机钙盐，无机镁盐或无机铁盐中的任意一种。优选的，所述污水絮凝剂，各原料组分及各组分的重量份数为：微生物絮凝剂8-12份，无机助剂1-3份，改性壳聚糖30-36份，海藻酸钠15-24份。优选的，所述改性壳聚糖与海藻酸钠的质量比为3:1-2；所述无机助剂为无机钙盐，无机镁盐或无机铁盐中的任意一种；所述改性壳聚糖的制备方法步骤中所述壳聚糖和戊二醛的质量比为20:1-1.5；所述改性壳聚糖的制备方法步骤中所述壳聚糖、二硫化碳和氯乙酸的质量比为8:1-2:5-7。本专利技术还提供了一种高效污水絮凝剂的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：取红平红球菌和白地霉分别进行扩增培养获得对数生长期的红平红球菌和白地霉种子液，将所述红平红球菌和白地霉种子液接种至发酵培养基中，发酵分别获得红平红球菌发酵液和白地霉发酵液，将所述红平红球菌发酵液和白地霉发酵液混合尽心离心分离获得发酵上清液，将所述发酵上清液进行在温度为45-55℃条件下减压干燥获得微生物絮凝剂；将50份壳聚糖加入到甲醇中，并加入2.5-3.75份戊二醛，在25℃条件下搅拌反应8h，获得交联壳聚糖；将所述交联壳聚糖加入到质量分数为10％的氢氧化钠溶液中，加入二硫化碳32-44份和氯乙酸6-13份，在25℃条件下搅拌反应16-24h后进行洗涤干燥获得改性壳聚糖；称取所述改性壳聚糖25-40份、微生物絮凝剂5-15份和海藻酸钠25-40份加入到蒸馏水中搅拌反应20-30min后，过滤得滤渣在30-40℃条件下干燥12-16h，并加入无机助剂1-4份混合均匀获得高效污水絮凝剂。优选的，所述红平红球菌和白地霉发酵过程的参数为：发酵温度为30-35℃，转速为100-150r/min，发酵时间3-5天。优选的，所述改性壳聚糖的干燥过程的参数为：干燥温度30-40℃，干燥时间15-20h，真空干燥。有益效果：本专利技术通过采用微生物絮凝剂和改性天然高分子絮凝剂相互配合使用，一方面能够有效的除去废水中的悬浮物，有机物和重金属离子，另一方面其在弱酸性条件下仍具有良好的絮凝效果，适用范围广，同时本专利技术所述的絮凝剂无毒无害，均可生物降解，无二次污染。根据本专利技术实施例和对比例获得的污水絮凝剂和应用例2，可知本专利技术中微生物絮凝剂和改性壳聚糖、海藻酸钠等原料相互配合，共同实现对污水中重金属离子，有机物和固体悬浮物的絮凝作用，其因为：微生物絮凝剂中红平红球菌代谢产物主要为蛋白质类物质，白地霉代谢产物主要为蛋白质类、脂肪类以及核酸类物质，改性的壳聚糖通过部分交联并通过黄原酸化和羧基化后，具有一定的网状结构，且其由于上述基团均为负电基团，在水溶液中能够与海藻酸钠、蛋白质类、脂肪类和核酸类物质中的羟基、酰胺键、碱基之间通过氢键和静电力等作用力相互结合，共同形成一个具有丰富活性官能团的复合絮凝剂，比如黄原酸基，羧基，羟基，酰胺键，氨基，碱基等，其通过特定比例的配合，使得该复合絮凝剂的吸附中心达到一个较高水平，在吸附过程中，其活性官能团与污水中的重金属离子发生螯合，同时也通过离子键、氢键和范德华力与悬浮物和有机物相互作用，在悬浮物颗粒间形成架桥现象，并在无机助剂的促进作用下，促进絮凝物生成，加大了沉降速度。根据应用例1，在弱酸性条件和中性条件下均具有良好的絮凝效果，在pH＝4条件下絮凝率最高可达95.8％，pH＝7条件下絮凝率最高可达99.0％。而根据对比例2可知，本专利技术絮凝剂具有耐酸性的原因可能为：在壳聚糖改性过程中进行了壳聚糖的部分交联，微观结构上形成了部分网状结构，保护了絮凝复合物内的氢键，当处于弱酸性条件下时，絮凝复合物内的氢键较难被破坏，使得氨基被质子化程度变低，溶剂化作用减弱，从而使得改性后的壳聚糖在弱酸性条件下的溶解性大大降低，能够保证复合絮凝剂的完整性，同时微生物絮凝剂通过与改性壳聚糖之间存在分子间相互作用力，从而使得pH对微生物絮凝剂絮凝效果的影响减弱，在较弱pH条件下虽然有少量的官能团被质子化，但是其他官能团仍能通过氢键、范德华力在悬浮物胶体形成架桥，从而体现出良好的絮凝效果。具体实施方式为了更加清楚阐述本专利技术的
技术实现思路
，在此结合具体实施例予以详细说明，显然，所列举的实施例只是本技术方案的优选实施方案，本领域的技术人员可以根据所公开的
技术实现思路
显而易见地得出的其他技术方案仍属于本专利技术的保护范围。本专利技术的红平红球菌和白地霉均购自于上海北诺生物科技有限公司。实施例1微生物絮凝剂的制备：取红平红球菌ATCC17896和白地霉CICC1315分别进行扩增培养获得对数生长期的红平红球菌和白地霉种子液，然后将上述种子液接种至发酵培养基中，在发酵温度为30℃，转速为110r/min条件下发酵培养3天，分别获得红平红球菌发酵液和白地霉发酵液，将上述两种发酵液混合在3000r/mi转速下离心获得发酵上清液，并将发酵上清液进行在温度为45℃的条件下减压干燥获得微生物絮凝剂。改性壳聚糖的制备：将壳聚糖50份加入到甲醇中，并加入质量分数为25％的戊二醛水溶液10份(其中戊二醛的含量为2.5份)，22℃条件下搅拌反应6h，过滤获得交联壳聚糖；将所述交联壳聚糖加入到过量的质量份数为10％的氢氧化钠溶液中，并加入二硫化碳34份，氯乙酸7份，在25℃条件下搅拌反应20h，反应结束后过滤的滤渣采用蒸馏水洗涤至中性，再用乙醇洗涤，最后在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效污水絮凝剂，其特征在于，所述污水絮凝剂各原料组分及各组分的重量份数为：/n微生物絮凝剂5-15份，无机助剂1-4份，改性壳聚糖25-40份，海藻酸钠10-35份；/n所述所述微生物絮凝剂的制备方法为：取红平红球菌和白地霉分别进行发酵并离心，获得红平红球菌发酵上清液和白地霉发酵上清液，将所述红平红球菌发酵上清液和白地霉发酵上清液混合并进行干燥获得微生物絮凝剂；/n所述改性壳聚糖的制备方法为：将壳聚糖加入到甲醇中，并加入戊二醛，搅拌反应获得交联壳聚糖；将所述交联壳聚糖加入到氢氧化钠溶液中，加入二硫化碳和氯乙酸，搅拌反应后进行过滤洗涤干燥获得改性壳聚糖；/n所述无机助剂为无机钙盐，无机镁盐或无机铁盐中的任意一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效污水絮凝剂，其特征在于，所述污水絮凝剂各原料组分及各组分的重量份数为：
微生物絮凝剂5-15份，无机助剂1-4份，改性壳聚糖25-40份，海藻酸钠10-35份；
所述所述微生物絮凝剂的制备方法为：取红平红球菌和白地霉分别进行发酵并离心，获得红平红球菌发酵上清液和白地霉发酵上清液，将所述红平红球菌发酵上清液和白地霉发酵上清液混合并进行干燥获得微生物絮凝剂；
所述改性壳聚糖的制备方法为：将壳聚糖加入到甲醇中，并加入戊二醛，搅拌反应获得交联壳聚糖；将所述交联壳聚糖加入到氢氧化钠溶液中，加入二硫化碳和氯乙酸，搅拌反应后进行过滤洗涤干燥获得改性壳聚糖；
所述无机助剂为无机钙盐，无机镁盐或无机铁盐中的任意一种。


2.根据权利要求1所述的高效污水絮凝剂，其特征在于，所述污水絮凝剂各原料组分及各组分的重量份数为：
微生物絮凝剂6-10份，无机助剂1-3份，改性壳聚糖30-36份，海藻酸钠15-24份。


3.根据权利要求1所述的高效污水絮凝剂，其特征在于，所述改性壳聚糖与海藻酸钠的质量比为3:1-2。


4.根据权利要求1的高效污水絮凝剂，其特征在于，所述改性壳聚糖的制备方法步骤中所述壳聚糖和戊二醛的质量比为20:1-1.5。


5.根据权利要求1所述高效污水絮凝剂，其特征在于，所述改性壳聚糖的制备方法步骤中所述壳聚糖、二硫化碳和氯乙酸的质量比为8:5-7:1-2。

【专利技术属性】
技术研发人员：肖玉连，
申请(专利权)人：肖玉连，
类型：发明
国别省市：湖南;43