[发明专利]一种复合型有机无机高分子絮凝剂及其制备工艺和应用

说明书

技术领域

本发明属于精细化工和环境保护领域，更具体涉及一种复合型有机无机高分子絮凝剂及其制备工艺以及在制浆造纸废水、印染废水、含活性基团的有机废水中的应用。

背景技术

随着我国经济的迅速增长，水资源短缺问题日益突出，与此同时，水环境污染也越来越严重。其中，造纸行业和印染行业是两大传统的用水大户，也是造成水体污染的重要污染源。据统计，我国造纸工业废水和印染废水的排放量与COD_Cr排放量居国内其他各类工业排放量的首位，其对水环境的污染最为严重，不但是造纸工业和印染行业污染防治的首要问题，也是全国工业废水进行达标处理的首要问题。因此，必须对造纸废水和印染废水进行有效的处理。目前，国内外众多水处理方法当中，絮凝沉淀法因其工艺简单、操作方便、处理效率高等优点而被广泛应用于工业和生活用水的治理和循环利用上，其处理效果主要取决于絮凝剂的性能。

氯化铝、硫酸铝属于普通无机盐絮凝剂，具有效率高、絮凝体大、沉降快、净水性能好等优点，对高浊度废水、低温浊度废水、有色废水和工业污水有较好的絮凝效果，但该类絮凝剂也存在用量大、在某些场合净水效果还不够理想等缺点。

环氧氯丙烷-胺类聚合物是一种季铵盐阳离子型有机高分子絮凝剂，含羟基、胺基、季铵基等功能基团，主要用作絮凝剂，还可用作破乳剂、浮选剂、粘土稳定剂、防膨剂等。关于环氧氯丙烷-二甲胺聚合物的研究报道，近年来主要有高宝玉，张华，岳钦艳等，聚环氧氯丙烷胺的制备及其脱色性能[J].精细化工，2005，22(8)：611-615；张昌军，张波，艾仕云等，季胺化功能高分子絮凝剂的制备及其性能研究[J].山东大学学报（理学版），2006，41(5)：134-137；蒲红玉，阳离子改性聚环氧氯丙烷合成与应用[J].广州化工，2008，36(6)：31-33；黄新照，张中一，张晓东，阳离子聚合物的制备与应用性能[J].化学工业与工程，2009，26(2)：114-118。本发明所涉及季铵盐阳离子型有机高分子絮凝剂为申请者申请的国家发明专利（申请号201010561357.9）中所述的絮凝剂，是在环氧氯丙烷-二甲胺聚合物的合成过程中，用尿素部分取代二甲胺，降低成本，减少了氨水污染的问题，提高了废水处理效果，目前国内外尚未见文献报道。

有机无机复合型高分子絮凝剂是目前水处理用药剂研究开发的重点，将其应用于废水的处理具有成本低、絮凝效果好、沉降速度快、COD_Cr去除率高、脱色率高的优点，且湿污泥量少，便于后续处理。关于此类复合型有机无机高分子絮凝剂的研究报道，近年来主要有孙逊，高宝玉，张栋华等，环氧氯丙烷-二甲胺聚合物和聚合氯化铝用于印染废水的处理[J].环境化学，2007，26(1)：51-54；陶孝平，李风亭，王海峰，有机高分子絮凝剂聚胺对硫酸铝的助凝作用[J].水处理技术，2007，33(1)：35-38；陶孝平，刘伟京，涂勇等，有机高分子絮凝剂聚胺对聚合氯化铝的助凝作用[J].环境科技，2010，23(1)：43-45。但是现有的复合型有机无机高分子絮凝剂仍然存在一定的缺陷，其废水处理效果并不理想。

发明内容

为解决上述问题，进一步提高对废水的处理效果，本发明在已申请国家发明专利（专利申请号201010561357.9）的基础上，将季铵盐阳离子型有机高分子絮凝剂与铝盐溶液进行一定程度的反应，以此制备出复合型有机无机高分子絮凝剂，目前国内外尚未见文献报道。且本发明在制备过程中所涉及铝盐并不是聚合铝，而是直接使用低分子量的氯化铝、硫酸铝及硫酸铝钾通过季铵盐阳离子型有机高分子絮凝剂制备过程中存在的-OH来促进无机铝盐的水解配聚，制备出无机高分子铝盐絮凝剂，进而生产出兼具有机高分子絮凝剂和无机高分子铝盐优点的复合型有机无机高分子絮凝剂，大大降低了本发明产品的生产成本。制备方法简单、工艺条件温和，采用常规设备，在常压下进行，制备成本较低，无“三废”排出。

本发明是通过如下技术方案实施的：

一种复合型有机无机高分子絮凝剂为淡黄色液体产品，产品的相对分子量为10万～100万，在20℃时密度为1.05～1.36g/mL，pH值为2.0～3.5。

所述复合型有机无机高分子絮凝剂的原料组成及其配比为：

二甲胺：2.5份～30.0份

尿素：4.0份～27.5份

环氧氯丙烷：8.0份～40.0份

催化剂：0.4份～2.5份

交联剂：2.5份～9.0份

溶合剂：0.5份～2.4份

添加剂：0.1份～0.8份