一種水處理用香蕉皮高分子混凝劑的制備技術(shù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種以香蕉皮為原料的水處理用香蕉皮高分子 混凝劑的制備技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝過程是眾多水處理工藝技術(shù)中應(yīng)用最普遍的單元操作之一，屬于水的物理化 學(xué)處理方法。通過向水及廢水中投加混凝劑(或稱為凈水劑、絮凝劑），使其中的膠體物質(zhì)或 較小的難以沉淀的懸浮物發(fā)生凝聚和絮凝而沉淀分離出來，使飲用水及各類污(廢)水得到 凈化。在飲用水處理中，混凝作為地表水凈化工藝中必不可少的前置操作工序，即可降低原 水的濁度、色度等相關(guān)理化指標(biāo)，也可去除水中多種有害物質(zhì)及微生物，同時還賦予膠體或 懸浮顆粒在后續(xù)過濾操作中被阻截的性能?；炷Ч暮脡模诤艽蟪潭壬蠜Q定著后續(xù)流 程的運行工況、最終出水水質(zhì)及水處理費用。在廢水二級或三級處理中，混凝工藝往往與其 它處理工藝組合使用，以減輕生化處理負(fù)荷或去除殘留有機物、無機物及微生物。此外，混 凝過程還被用于污泥的濃縮脫水。因此混凝過程始終是水處理過程中重要的科研開發(fā)領(lǐng) 域，而混凝劑是混凝過程的核心技術(shù)。混凝劑分為無機混凝劑、有機混凝劑、微生物混凝劑 三大類，各大類中均具有繁多的品種，有低分子、高分子，單一型、復(fù)合型，但總體上向低價、 高效、無毒方向發(fā)展。無機混凝劑價格較低，穩(wěn)定性較好，具有很大優(yōu)勢，但是對生物和環(huán)境 均有一定程度的負(fù)面影響。人工合成有機高分子混凝劑具有高效、用量少的特點，但是殘留 物對生物和環(huán)境也會造成很大危害。微生物混凝劑基本無毒，但是從其制備、儲存至使用均 具有不穩(wěn)定性，因此目前還基本處于研究階段，距離其規(guī)模推廣仍需要有較長一段時間的 探索。
[0003] 天然高分子物質(zhì)資源豐富、廉價、易降解、無毒，具有良好的環(huán)境接受性，并且針對 毒性較小或無毒的原水，水處理之后產(chǎn)生的污泥完全可以農(nóng)田回用，因此近年來得到了世 界各國水處理領(lǐng)域?qū)＜业膹V泛關(guān)注。而將農(nóng)林廢棄物應(yīng)用在水處理領(lǐng)域的范圍日益擴大， 比如谷殼、稻桿、麥桿、玉米桿、花生殼、甘蔗渣、水果皮等。香蕉屬于熱帶和亞熱帶的主要水 果，在我國華南產(chǎn)量很大，有"四大水果"之稱。近年來由于我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的結(jié)構(gòu)調(diào)整，香 蕉產(chǎn)量大幅增加，2014年我國香蕉總產(chǎn)量達(dá)到1179萬噸。而香蕉皮的重量能占其果實重量 的40%左右，產(chǎn)量巨大，價格低廉，另外還有相當(dāng)一部分的香蕉皮作為廢棄物丟棄在環(huán)境中， 如果不妥善處理，會對環(huán)境造成一定程度的負(fù)面影響。目前關(guān)于香蕉皮深加工及深度利用 的研究主要涉及糖類物質(zhì)(果膠、膳食纖維、多糖等）、酚類物質(zhì)（多酚、黃酮、單寧等）以及其 他功能性成分(黑色素、脂肪酸等)的研究，而且僅處于實驗室研究階段。關(guān)于香蕉皮在水處 理領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括吸附性與直接利用兩大方面。目前國內(nèi)外有一些關(guān)于香蕉皮吸附性 利用的專利，比如：一種用于脫硫除塵的香蕉皮改性活性炭硅藻土顆粒及其制備方法 (CN201510191618.5)，一種均苯四甲酸二酐改性香蕉皮吸附劑的制備(CN100406396C)，利 用香蕉皮制備氨氮吸附劑的方法及氨氮吸附劑的應(yīng)用(CN201310168967.6)，一種香蕉皮制 成的染料吸附劑(CN201210121603.8)。其中CN 100406396C提供了一種以香蕉皮為主要原 料，以苯四甲酸二酐為改性劑的苯四甲酸二酐改性香蕉皮吸附劑的制備方法； CN201310168967.6提供了一種僅通過脫水一破碎一浸泡一洗滌，利用香蕉皮制備氨氮吸附 劑的方法;CN201210121603.8提供了一種采用發(fā)酵法將香蕉皮制備染料吸附劑的方法。目 前國內(nèi)外也有一些關(guān)于水處理過程直接利用香蕉皮的專利，比如：利用香蕉皮處理含鉻廢 水的方法（CN2 0 1 2 1 0 00 9 6 3 5 . 9 )，利用香蕉皮煮出液去除水體中微囊藻的方法 (CN201110442551.X)。上述關(guān)于香蕉皮在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)均未涉及以香蕉皮為原料 的水處理用混凝劑的制備。目前國內(nèi)外文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫中，也未見以香蕉皮為原料，以簡單的 "低溫水提法"制備水處理用香蕉皮混凝劑的相關(guān)報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明主要目的是為綜合利用香蕉皮開辟一種新的思路，要解決的技術(shù)問題是提 供一種水處理用香蕉皮高分子混凝劑的制備技術(shù)，通過利用含有糖類、單寧、果膠、鈣和鎂 等無機鹽的香蕉皮制備水處理效能較優(yōu)、適應(yīng)范圍較廣的香蕉皮高分子混凝劑。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 水處理用香蕉皮高分子混凝劑的組分及含量為： 香焦皮 1.5%~15% 水 79%~98% 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%~45%的氛氧化納溶液 0.08%~3.5% 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%~13%的次氯酸鈉溶液 0%~3.5% 穩(wěn)定劑 0%~0.015%， 所有百分?jǐn)?shù)為重量百分比； 所用的氫氧化鈉為工業(yè)級產(chǎn)品； 所用的次氯酸鈉為工業(yè)級產(chǎn)品； 所用的穩(wěn)定劑為有效組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%~15%的卡松溶液，工業(yè)級產(chǎn)品； 將上述各組分制成本發(fā)明水處理用香蕉皮高分子混凝劑的制備技術(shù)為"低溫水提法"， 具體方案如下： (1) 將香蕉皮烘干，并粉碎成粉末狀； (2) 在150轉(zhuǎn)/分鐘~300轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，將30°050°C的79%~98%的水加入到1.5% ~15%的粉末狀香蕉皮中，攪拌1分鐘~5分鐘，然后在30°C~50°C的溫度下持續(xù)加熱1小時~4小 時，得到提取混合液，備用； (3) 在300轉(zhuǎn)/分鐘~800轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度及溫度為30°050°C的條件下，將0.08%~ 3.5%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%~45%的氫氧化鈉溶液加入到上述提取混合液中，攪拌10分鐘~25分 鐘，得到堿聚液，備用； (4) 在150轉(zhuǎn)/分鐘~350轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度及溫度為30°050°C的條件下，將0%~3.5%的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%~13%的次氯酸鈉溶液加入到上述堿聚液中，攪拌3分鐘~10分鐘，得到堿聚調(diào) 和液，然后在150轉(zhuǎn)/分鐘~350轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度及溫度為30°050°C的條件下，將0%~ 0.015%的有效組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%~15%的卡松溶液加入到上述堿聚調(diào)和液中，攪拌3分鐘 ~10分鐘，停止攪拌，室溫下靜置熟化，控制熟化時間為0.5小時~24小時，制得黑褐色或黃褐 色水處理用香蕉皮高分子混凝劑液體產(chǎn)品； (5)采用逆向接觸噴霧干燥法或自然晾干法或冷凍法將上述液體產(chǎn)品固體化，在逆向 接觸噴霧干燥法中，熱空氣流量為300m3/h~550m3/h，熱空氣進口溫度為100°0105°C，在自 然晾干法中，將上述水處理用香蕉皮高分子混凝劑液體產(chǎn)品自然晾干、粉碎，在冷凍法中， 冷凍溫度控制為-4(T〇-l(TC，制成土褐色或土黃色的粉末狀固形產(chǎn)品。
[0006] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點： 1、本發(fā)明以香蕉皮和水為主要原料，以工業(yè)級氫氧化鈉及工業(yè)級次氯酸鈉為輔助原 料，其中氫氧化鈉的加入量較低，降低了制備成本。
[0007] 2、本發(fā)明的水處理用香蕉皮高分子混凝劑的制備技術(shù)采用"低溫水提法"，并通過 加入少量的氫氧化鈉進行進一步的堿提堿聚反應(yīng)，生產(chǎn)過程為常壓，反應(yīng)釜溫度要求為30 °05(TC，能耗低，生產(chǎn)過程無二次污染，生產(chǎn)設(shè)備和工藝過程簡單、經(jīng)濟、實用，很好實現(xiàn)。
[0008] 3、本發(fā)明的水處理用香蕉皮高分子混凝劑中氫氧化鈉的加入量較低，出水的pH值 在中性或弱堿性范圍內(nèi)，不需要額外加酸以降低出水的pH值，降低了水處理成本。
[0009] 4、本發(fā)明中加入的次氯酸鈉對水處理用香蕉皮高分子混凝劑具有延長儲存時間 及提高除污染效果的雙重作用。
[0010] 5、本發(fā)明中加入的卡松對水處理用香蕉皮高分子混凝劑具有防腐作用，較好地延 長了儲存時間。
[0011] 6、本發(fā)明的水處理用香蕉皮高分子混凝劑可應(yīng)用于飲用水、城市污水、工業(yè)廢水 等領(lǐng)域。
【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。
[0013] 實施例1 將香蕉皮烘干，并粉碎成粉末狀。在150轉(zhuǎn)/分鐘~300轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，將30 °C的 95L的水加入到2Kg的粉末狀香蕉皮中，攪拌1分鐘，然后在30°C的溫度下持續(xù)加熱2小時，得 到提取混合液，備用。在300轉(zhuǎn)/分鐘~800轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度及溫度為30°C的條件下，將 〇 . 1L的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的氫氧化鈉溶液加入到上述提取混合液中，攪拌10分鐘，得到堿聚 液，停止攪拌，室溫下靜置熟化，控制熟化時間為0.5小時，制得黑褐色水處理用香蕉皮高分 子混凝劑液體產(chǎn)品。
[0014] 實施例2 將香蕉皮烘干，并粉碎成粉末狀。在150轉(zhuǎn)/分鐘~300轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，將50 °C的 300L的水加入到40Kg的粉末狀香蕉皮中，攪拌3分鐘，然后在50°C的溫度下持續(xù)加熱4小時， 得到提取混合液，備用。在300轉(zhuǎn)/分鐘~800轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度及溫度為50°C的條件下，將 4L的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氫氧化鈉溶液加入到上述提取混合液中，攪拌15分鐘，得到堿聚液， 備用。在150轉(zhuǎn)/分鐘~350轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度及溫度為50°C的條件下，將3L的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 10%的次氯酸鈉溶液加入到上述堿聚液中，攪拌3分鐘，得到堿聚調(diào)和液，停止攪拌，室溫下 靜置熟化，控制熟化時間為24小時，