[发明专利]一种低粘、速溶高效絮凝脱色剂的制备方法

说明书

本发明一种低粘、速溶高效絮凝脱色剂的制备方法在脱色剂体系中引入新一类氢键控制“开关”原料，即醋酸‑三乙醇胺‑甜菜碱三元络合物，使絮凝脱色剂兼具低粘速溶且快速脱色的优势。本发明絮凝脱色剂溶液体系的最终pH值为4.0±0.5，表观粘度为2.3‑4.6 cps，趋近于水，能在水中即刻溶解，并及时与水中染料进行脱色作用。同时絮凝脱色剂还具备在10 s以内将有色印染废水变清的快速脱色特性，净化脱色性能优于市售同类产品，制备工艺简便、条件温和，应用性能稳定，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种低粘、速溶高效絮凝脱色剂的制备方法，特别是一种基于氢键“开关”控制的絮凝脱色剂的制备方法，具体属于废水处理用絮凝脱色剂技术领域。

背景技术

纺织工业是我国国民经济的传统支柱产业和重要的民生产业，也是国际竞争优势明显的产业。为了满足人们对纺织织物不同色彩的需要，需要对其进行染色；但在染色时，特别是在进行深浓色染色时，由于上染率不够高，部分染料不能固着在织物上，造成了原料的浪费，进而导致了大量有色废水的产生。首先，印染废水污染量大，对环境的污染甚为严重，其色度COD值一般在8000～40000mg/kg，有些浓废水的COD值甚至要超过50000mg/kg，其污染物排放总量以COD计则位于各工业部门第六位；其次，印染废水中污染物种类多、结构复杂、色度大、有机物浓度高、组分复杂及难生物降解物质多，属于难处理的工业废水。这些废水的排放造成了严重的环境污染，是影响纺织行业可持续发展的瓶颈问题。

要从根本上缓解或解决此问题，就必须对印染废水进行净化脱色处理。絮凝脱色法相对于其他印染废水脱色处理法，具有投资费用低、设备占地少、处理容量大、脱色率较高等优点，现在仍是目前国内外用于提高水质处理效率的一种既经济又简便的水处理技术,其关键问题是絮凝脱色剂的选择，目前主要有无机絮凝剂、有机絮凝剂及微生物絮凝剂等几大类。其中，聚二甲基二烯丙基氯化铵(polydimethyldiallylammonium chloride，简称PDMDAAC，下同)作为一类具有特殊功能的水溶性阳离子性高分子絮凝剂，因其具有大分子链上所带正电荷密度高、水溶性好、高效无毒等优点，近年来在水处理中的应用得到了广泛的重视。用于印染废水脱色时，PDMDAAC絮凝剂结构中的季铵盐阳离子可与染料的阴离子以离子键相结合而形成较难溶于水的絮凝沉淀，以此达到对印染废水脱色的目的。例如孟凡娜、李明明等人在“聚二甲基二烯丙基氯化铵的染料废水脱色性能研究”([J].资源节约与环保，2013，(7)：44-46.)中，采用PDMDAAC作为活性艳红(K-2BP)等染料废水的脱色剂，先搅拌作用12min，形成(小颗粒)絮凝沉淀，再静置30min，取上层清液，此时絮凝沉淀并完全沉降，测得废水较佳脱色率为86.70％。彭振华在“聚二甲基二烯丙基氯化铵的合成及在水处理中的应用研究”([D].长沙：中南大学硕士学位论文，2007)中，采用PDMDAAC作为直接黄棕染料废水的脱色剂，先搅拌作用20min，形成(小颗粒)絮凝沉淀，再静置00min，取上层清液，此时絮凝沉淀并完全沉降，测得废水较佳脱色率为65.05％。宋纯利、余义开在“基于印染废水净化的强阳离子聚季铵盐絮凝剂”([C].南京:2016年全国功能精细化学品绿色制造及应用技术交流会”中(2017:423-432.)中，PDMDAAC用于印染废水净化处理的脱色剂时，由于其与染料形成的絮凝沉淀颗粒较小，所形成絮凝沉淀若要完全沉降，则其完全沉降时间将需要24h以上。

综上所述，现有絮凝脱色剂存在的问题在于：絮凝沉淀的形成、生长、沉降的这一系列过程，使其水处理的时间过于冗长。本发明进一步研发具有快速脱色功能的脱色剂具有重要的现实意义。

发明内容

本发明提供了一种基于氢键“开关”控制的低粘速溶且快速脱色型絮凝脱色剂及其制备方法。首先，所得絮凝脱色剂溶液具有低粘特性，其表观粘度仅为2.3-4.6cps，趋近于水，能在水中即刻溶解并及时与水中染料进行结合作用。其次，所得絮凝脱色剂体系内的强氢键作用，促进脱色过程中快速产生絮凝沉淀并迅速聚集，而使有色染料迅速从水相中分离，以此实现了本发明产品可在10s以内将有色废水脱色变清的快速脱色效果。