申请日
CN107364939A
公开（公告）日
2017.11.21
IPC分类号
C02F1/52;C02F1/56;C02F1/28;C02F101/30
摘要
本发明提供一种以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂，包括以下重量百分比的成分：黄腐酸5‑8％、壳聚糖2‑5％、木质素12‑20％、环糊精余量。本发明的以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂主要以植物提取的环糊精和木质素为主要原料，通过化学改性将木质素和黄腐酸接枝到环糊精上，使絮凝剂兼具阳离子和阴离子絮凝剂的特点，分子量高；同时采用香蒲绒纤维提取的木质素，还具有非常好的吸油效果，对印染废水的处理效果尤佳。
权利要求书
1.一种以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：黄腐酸5-8％、壳聚糖2-5％、木质素12-20％、环糊精余量。
2.如权利要求1所述的以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：黄腐酸6.5％、壳聚糖3.5％、木质素18％、环糊精余量。
3.如权利要求1或2所述的以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂，其特征在于，所述的环糊精由玉米提取的是直链淀粉制备而成。
4.如权利要求1或2所述的以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂，其特征在于，所述的木质素为香蒲绒纤维提取的木质素。
5.一种以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
(A)将环糊精溶解到NaOH水溶液中，持续搅拌使其溶解为透明溶液，且羟基充分活化，然后加入无水乙醇并搅拌均匀；
(B)将步骤(A)得到的环糊精溶液加热并维持在30-40℃，加入木质素和黄腐酸，并加入引发剂，搅拌并持续反应5-8h；
(C)然后倒入步骤B中所得反应体系0.5-1倍体积的丙酮终止反应，搅拌均匀后静置，待体系分层后移除上层的丙酮；逐滴加入盐酸溶液将反应体系调节至中性；所得中性产物倒入体积为其4-6倍的无水乙醇中，在离心10-20min，留取底层粘稠状液体；
(D)加入壳聚糖分散均匀后，在40-50℃条件下烘干即得污水处理絮凝剂。
6.如权利要求5所述的以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述的引发剂为双氧水。
说明书
一种以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别地，涉及一种以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂及其制备方法。
背景技术
水资源污染已是一个严重的社会问题，污水中的重金属离子、农药、杀虫剂和环境激素等对人类的健康带来巨大的威胁。多年的实践和研究表明，废水处理过程中加入絮凝剂混凝污水中的污染物质是一种有效的方法之一，它具有工艺简单和成本低廉的特点，因此国内外研究者对絮凝剂的研制非常重视。
城市污水中90％以上是水，其余是固体物质。水中普遍含有以下各种污染物：
悬浮物：一般为200-500毫克/升，有时候可超过1000毫克/升。其中无机和胶体颗粒容易吸附有机毒物、重金属、农药、病原菌等，形成危害大的复合污染物。悬浮物可经过混凝、沉淀、过滤等方法与水分离，形成污泥而去除。
病原体：包括病菌、寄生虫、病毒三类。常见的病菌是肠道传染病菌，每升污水可达几百万个，可传播霍乱、伤寒、肠胃炎、婴儿腹泻、痢疾等疾病。常见的寄生虫有阿米巴、麦地那丝虫、蛔虫、鞭虫、血吸虫、肝吸虫等，可造成各种寄生虫病。病毒种类很多，仅人粪尿中就有百余种，常见的是肠道病毒、腺病毒、呼吸道病毒、传染性肝炎病毒等。每升生活污水中病毒可达50万到7000万个。
耗氧有机物：包括碳水化合物、蛋白质、油脂、氨基酸、脂肪酸、酯类等。其浓度常用五日生化需氧量(BOD5)来表示。也可用总需氧量(TOD)、总有机碳(TOC)、化学需氧量(COD)等指标结合起来评价。常用BOD5与COD的比例来反映污水的可生化降解性，用微生物呼吸氧量随时间变化曲线来反映生化降解的快慢，据此选择处理方案。城市污水BOD5一般为每升300-500毫克，造纸、食品、纤维等工业废水可高达每升数千毫克。植物营养素：生活污水、食品工业废水、城市地面径流污水中都含有植物的营养物质──氮和磷。城市污水中磷的含量原先每人每年不到1千克,由于大量使用含磷洗涤剂，含量显著增加。来自洗涤剂的磷占生活污水中磷含量的30-75％，占地面径流污水中磷含量的17％左右。氮素的主要来源是食品、化肥、焦化等工业的废水，以及城市地面径流和粪便。硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、磷酸盐和一些有机磷化合物都是植物营养素，能造成地面水体富营养化、海水赤潮和地下肥水。硝酸盐含量过高的饮水有一定的毒性，能在肠胃中还原成亚硝酸盐而引起肠原性青紫症。亚硝酸盐在人体内与仲胺合成亚硝胺类物质可能有致畸作用、致癌作用。
城市污水中除含以上四类普遍存在的污染物外，随污染源的不同还可能含有多种无机污染物和有机污染物，如氟、砷、重金属、酚、氰、有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃等。
如果城市污水不经处理就排入地面水体，会使河流、湖泊受到污染。但城市污水水量非常大，如全部进行污水二级处理，投资极大。因此，结合具体情况研究经济有效的处理措施，是环境保护的重大课题之一。
因此国内外研究者对絮凝剂的研制非常重视。近年来，随着石油危机的日益严重和人类环保意识的不断加强，研究者开始不断探索各种天然、廉价和高效的絮凝材料。目前广泛被使用的天然高分子主要有：纤维素、淀粉、甲壳素、壳聚糖、木质素、黄腐酸和海藻酸钠等。天然高分子作为絮凝剂材料有其独特的特点，首先其原料无毒或低毒，可生物降解，不会产生二次污染。其次材料来源广泛，价格低廉。最重要的是天然高分子具有多个活性基团，适用性强。如能开发出基于天然高分子的高效絮凝剂，其应用前景将十分广阔。
近年来，随着石油危机的日益严重和人类环保意识的不断加强，研究者开始不断探索各种天然、廉价和高效的絮凝材料。
发明内容
本发明目的在于提供一种以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂及其制备方法，以解决技术问题。
一种以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂，包括以下重量百分比的成分：黄腐酸5-8％、壳聚糖2-5％、木质素12-20％、环糊精余量。
优选的，所述的环糊精由玉米提取的是直链淀粉制备而成。
优选的，所述的木质素为香蒲绒纤维提取的木质素。
香蒲绒纤维具有非常好的吸油性能，本发明从香蒲绒中提取的木质素不但具有非常好的吸油性能，与壳聚糖接枝后对印染污水的吸附效果非常好。
一种以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
(A)将环糊精溶解到NaOH水溶液中，持续搅拌使其溶解为透明溶液，且羟基充分活化，然后加入无水乙醇并搅拌均匀；
(B)将步骤(A)得到的环糊精溶液加热并维持在30-40℃，加入木质素和黄腐酸，并加入引发剂，搅拌并持续反应5-8h；
(C)然后倒入步骤B中所得反应体系0.5-1倍体积的丙酮终止反应，搅拌均匀后静置，待体系分层后移除上层的丙酮；逐滴加入盐酸溶液将反应体系调节至中性；所得中性产物倒入体积为其4-6倍的无水乙醇中，在离心10-20min，留取底层粘稠状液体；
(D)加入壳聚糖分散均匀后，在40-50℃条件下烘干即得污水处理絮凝剂。
优选的，所述的引发剂为双氧水。
本发明具有以下有益效果：本发明的以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂主要以植物提取的环糊精和木质素为主要原料，通过化学改性将木质素和黄腐酸接枝到环糊精上，使絮凝剂兼具阳离子和阴离子絮凝剂的特点，分子量高；同时采用香蒲绒纤维提取的木质素，还具有非常好的吸油效果，对印染废水的处理效果尤佳。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
一种以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂，包括以下重量百分比的成分：黄腐酸6.5％、壳聚糖3.5％、木质素18％、环糊精余量。
所述的环糊精由玉米提取的是直链淀粉制备而成。
所述的木质素为香蒲绒纤维提取的木质素。
一种以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
(A)将环糊精溶解到NaOH水溶液中，持续搅拌使其溶解为透明溶液，且羟基充分活化，然后加入无水乙醇并搅拌均匀；
(B)将步骤(A)得到的环糊精溶液加热并维持在36℃，加入木质素和黄腐酸，并加入双氧水作为引发剂，搅拌并持续反应8h；
(C)然后倒入步骤B中所得反应体系0.8倍体积的丙酮终止反应，搅拌均匀后静置，待体系分层后移除上层的丙酮；逐滴加入盐酸溶液将反应体系调节至中性；所得中性产物倒入体积为其5倍的无水乙醇中，在离心15min，留取底层粘稠状液体；
(D)加入壳聚糖分散均匀后，在45℃条件下烘干即得污水处理絮凝剂。
实施例2
一种以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂，包括以下重量百分比的成分：黄腐酸8％、壳聚糖2％、木质素20％、环糊精余量。
所述的环糊精由玉米提取的是直链淀粉制备而成。
所述的木质素为香蒲绒纤维提取的木质素。
一种以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
(A)将环糊精溶解到NaOH水溶液中，持续搅拌使其溶解为透明溶液，且羟基充分活化，然后加入无水乙醇并搅拌均匀；
(B)将步骤(A)得到的环糊精溶液加热并维持在30℃，加入木质素和黄腐酸，并加入双氧水作为引发剂，搅拌并持续反应8h；
(C)然后倒入步骤B中所得反应体系0.5倍体积的丙酮终止反应，搅拌均匀后静置，待体系分层后移除上层的丙酮；逐滴加入盐酸溶液将反应体系调节至中性；所得中性产物倒入体积为其6倍的无水乙醇中，在离心10min，留取底层粘稠状液体；
(D)加入壳聚糖分散均匀后，在50℃条件下烘干即得污水处理絮凝剂。
实施例3
一种以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂，包括以下重量百分比的成分：黄腐酸5％、壳聚糖5％、木质素12％、环糊精余量。
所述的环糊精由玉米提取的是直链淀粉制备而成。
所述的木质素为香蒲绒纤维提取的木质素。
一种以植物提取物为主要成分的污水絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
(A)将环糊精溶解到NaOH水溶液中，持续搅拌使其溶解为透明溶液，且羟基充分活化，然后加入无水乙醇并搅拌均匀；
(B)将步骤(A)得到的环糊精溶液加热并维持在40℃，加入木质素和黄腐酸，并加入双氧水作为引发剂，搅拌并持续反应5h；
(C)然后倒入步骤B中所得反应体系1倍体积的丙酮终止反应，搅拌均匀后静置，待体系分层后移除上层的丙酮；逐滴加入盐酸溶液将反应体系调节至中性；所得中性产物倒入体积为其4倍的无水乙醇中，在离心20min，留取底层粘稠状液体；
(D)加入壳聚糖分散均匀后，在40℃条件下烘干即得污水处理絮凝剂。
对实施例1-3的絮凝剂对印染污水的处理效果进行检测，得到如下数据：
表1：出水水质情况
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
