專利名稱：一種新型殼聚糖基污泥脫水絮凝劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種殼聚糖基污泥脫水絮凝劑的制備方法，屬于高分子材料制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
殼聚糖是甲殼素脫乙酰產(chǎn)物，天然、無毒，由D-l，4_糖苷鍵連接而成直鏈高聚物，相對(duì)分子質(zhì)量在5X105 3X106之間，分子鏈內(nèi)相鄰六元環(huán)平面有一定角度，側(cè)有羥甲基、羥基和胺基，決定了其良好的吸附、螯合、交聯(lián)、架橋功能，不僅對(duì)重金屬離子有鰲合吸附作用，還可有效地吸附水中帶負(fù)電荷的微小顆粒。劉曉娜，貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011，29 (2)，以某市污水處理廠剩余污泥為對(duì)象，研究了殼聚糖絮凝劑對(duì)污泥脫水性能的影響，在IOOmL剩余 污泥中投加濃度為6g/L的殼聚糖溶液6mL時(shí)可達(dá)到污泥的最小含水率為70.42%。張印堂等，上海環(huán)境科學(xué)，2002，21 (I)研究了殼聚糖絮凝劑在活性污泥調(diào)理中的應(yīng)用，并與聚丙烯酰胺(PAM)絮凝劑和聚合氯化鋁(PAC)進(jìn)行比較，當(dāng)殼聚糖投量(干污泥質(zhì)量百分比)在0.8-1.2%，pH值在5-8時(shí)即有較好的調(diào)理效果，與PAM效果基本相當(dāng)，優(yōu)于PAC。鄭懷禮的中國發(fā)明專利200810069906.3研究制備殼聚糖-丙烯酰胺接枝共聚絮凝劑，對(duì)模擬廢水的除濁率為94.9%，并適于污泥脫水。為提高殼聚糖電荷密度、促使污泥膠體脫穩(wěn)凝聚，董怡華等，環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2006，32 (5)將丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨與殼聚糖發(fā)生接枝共聚反應(yīng)，合成了殼聚糖陽離子型改性高分子絮凝劑，污泥處理試驗(yàn)表明其處理效果優(yōu)于PAM，能顯著改善污泥的沉降和脫水性能。由此可見，殼聚糖及其衍生物用于活性污泥調(diào)理具有較好的應(yīng)用前景。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于殼聚糖分子量較低，架橋、卷掃作用小，用量大，從而嚴(yán)重影響其絮凝效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型殼聚糖基污泥脫水絮凝劑及其制備方法，其特點(diǎn)是在殼聚糖分子中引入陽離子柔性長支鏈結(jié)構(gòu)，通過其形成物理纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)彌補(bǔ)殼聚糖分子量較低的缺陷，更好發(fā)揮表面電荷中和及架橋網(wǎng)捕作用；同時(shí)將具有強(qiáng)吸附能力和離子交換能力的粘土吸附劑與陽離子殼聚糖復(fù)合，采用具有長鏈烷基的陽離子反應(yīng)型表面活性劑修飾蒙脫土表面，增強(qiáng)其與殼聚糖分子的界面作用及對(duì)污泥中污物的吸附、卷掃作用，實(shí)現(xiàn)污泥高效絮凝脫水。本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)，其中所述原料分?jǐn)?shù)除特殊說明外，均為重量份數(shù)。殼聚糖基污泥脫水絮凝劑制備的的配方組份按重量計(jì)為:
殼聚糖100份
鈉基蒙脫土5 300份
引發(fā)劑0.01 1.5份
2，3-環(huán)氧丙基二甲基4-40份
長鏈烷基氯化銨丙烯酰氧乙基長0.1-16份
鏈烷基溴化銨
其中，引發(fā)劑為硝酸鈰銨、過硫酸銨、過硫酸鉀、亞硫酸氫鈉中的任一種；
2,3-環(huán)氧丙基二甲基長鏈烷基氯化銨分子式為:
權(quán)利要求
1.一種新型殼聚糖基污泥脫水絮凝劑，其特征在于該殼聚糖基污泥脫水絮凝劑的原料由以下組分組成，按重量計(jì)為: 絮凝劑制備的的配方組份按重量計(jì)為:殼聚糖100份 鈉基蒙脫土5 300份 引發(fā)劑0.01 1.5份 2，3-環(huán)氧丙基二甲基4-40份 長鏈烷基氯化銨 丙烯酰氧乙基長0.1-16份 鏈烷基溴化銨 其中，引發(fā)劑為硝酸鈰銨、過硫酸銨、過硫酸鉀、亞硫酸氫鈉中的任一種； 2,3-環(huán)氧丙基二甲基長鏈烷基氯化銨分子式為:
2.如權(quán)利要求1所述新型殼聚糖基污泥脫水絮凝劑的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟: 疏水陽離子化殼聚糖的制備: 在三口燒瓶中加入2-10份殼聚糖、20-100份異丙醇、10-80份蒸餾水，升溫至35°C，溶脹30分鐘；然后升溫至60-80°C，緩慢加入濃度為20-50%的2，3-環(huán)氧丙基二甲基長鏈烷基氯化銨水溶液4-40份，反應(yīng)6h ;產(chǎn)物用丙酮洗滌，于50°C真空干燥，得到淺黃色固體產(chǎn)物；改性蒙脫土的制備: 將1-5份鈉基蒙脫土(Na-MMT)分散在100-500份乙醇/水(體積比為1/1)的混合液中，于60°C攪拌I小時(shí)，然后加入0.1-16份丙烯酰氧乙基長鏈烷基溴化銨，繼續(xù)攪拌3小時(shí)，產(chǎn)物于60°C真空干燥； 新型殼聚糖基污泥脫水絮凝劑的制備: 將5 300份改性蒙脫土分散于10-500份水中進(jìn)行超聲分散IOmin (超聲波功率:300W)；將100份疏水陽離子化殼聚糖溶于水配制成20-50%濃度的溶液，升溫至4(T80°C，通N2，加入引發(fā)劑0.0Γ1.5份，攪拌均勻；隨后滴加蒙脫土分散溶液10-500份，反應(yīng)3飛h ；將產(chǎn)物冷卻至室溫，用丙酮沉淀洗滌，于40°C真空干燥6h，獲得新型殼聚糖基污泥脫水絮凝劑 。
全文摘要
本發(fā)明公開一種新型殼聚糖基污泥脫水絮凝劑及其制備方法，其特點(diǎn)是將5-300份改性蒙脫土分散于10-500份水中進(jìn)行超聲分散10min(超聲波功率300W)。將100份疏水陽離子化殼聚糖溶于水配制成20-50%濃度的溶液，升溫至40-80℃，通N2，加入引發(fā)劑0.01-1.5份，攪拌均勻；隨后滴加蒙脫土分散溶液10-500份，反應(yīng)3-6h。將產(chǎn)物冷卻至室溫，用丙酮沉淀洗滌，于40℃真空干燥6h，獲得新型殼聚糖基污泥脫水絮凝劑。
文檔編號(hào)C08B37/08GK103172251SQ20131014081
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者葉林, 黃朋, 趙曉文 申請(qǐng)人:四川大學(xué)