申请日2014.10.09
公开(公告)日2015.01.07
IPC分类号C02F1/52; C02F103/16; C08F251/00
摘要
本发明属于污水处理剂技术领域，尤其涉及一种处理电镀废水絮凝剂、制备方法及其应用，它包括以下重量份的原料：壳聚糖4-6份，壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物1-2份，沙蒿多糖1-3份，磁流体SiO2/Fe3O41-5份，余量为水;本发明的电镀废水絮凝剂，通过壳聚糖、壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物、沙蒿多糖及磁流体SiO2/Fe3O4的协同作用，能够捕获水体中的多种金属离子，处理方法简单，且不增加设备及工艺，极大地降低处理电镀废水的成本。
权利要求书
1.一种处理电镀废水絮凝剂及其制备方法，其特征在于，按照总重量100份计，絮凝剂成分 由以下组分组成：
余量为水;
将壳聚糖溶于1-1.5%的醋酸溶液中，搅拌至透明，加入壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物，继 续搅拌得A溶液;沙蒿多糖在70-80℃水中溶解搅拌至透明，冷却至20-30℃，将A溶液与沙蒿 多糖溶液混合，并按照上述配比加入磁流体SiO2/Fe3O4，在50-60℃搅拌30-50min，冷却至20-30 ℃，即得产品。
2.根据权利要求1所述的一种处理电镀废水絮凝剂及其制备方法，其特征在于，所述的壳聚 糖-丙烯酰胺接枝共聚物的制备步骤为：将分子量为180-200kDa，脱乙酰度为75-80%的壳 聚糖溶解于1%(质量比)醋酸溶液中，30℃恒温搅拌1h，按照壳聚糖：丙烯酰胺=1:6(w/w)， 加入丙烯酰胺单体，向溶液中通氮气30min除氧，在氮气保护下加入0.05%引发剂硝酸铈 铵，密封，在温度50℃下反应4h，冰浴使聚合反应终止，产物倒入丙酮溶液中搅拌，待有 白色沉淀析出，用乙醇、乙醇和水的混合液(体积比为7：3)分别浸泡12h，去除未反 应的单体及均聚物，然后真空下60℃干燥到恒重，既得壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种处理电镀废水絮凝剂及其制备方法，其特征在于，所述的磁流 体SiO2/Fe3O4制备步骤为：将摩尔比1～2:1的Fe2+和Fe3+溶于水中，75～80℃下水浴搅拌 20～30min，然后加入过量的NaOH溶液，使pH为10～11，保持15～20min，加入过量正 硅酸乙酯，升温至75～80℃，保持20～25min，冷却至室温，得到SiO2/Fe3O4磁流体。
4.根据权利要求1所述的一种处理电镀废水絮凝剂，其特征在于，所述壳聚糖的分子量为 300～400kDa，优选350kDa;脱乙酰度为85～90%，优选85%。
5.根据权利要求1所述的一种处理电镀废水絮凝剂，其特征在于，所述沙蒿多糖是白沙蒿籽中 通过热水提取，乙醇沉淀分离出来的多糖成分。
6.根据权利要求1-5任意之一所述的一种处理电镀废水絮凝剂的应用，其特征在于，取电镀废 水，升温至60-65℃，搅拌状态下加0.2-0.4%(w/w)絮凝剂，搅拌10-30min后开始降温，在 5-10min内将温度降至25-30℃得沉淀，将沉淀通过离心或过滤方式去除，放出的液体为符 合排放标准的除杂液。
7.根据权利要求1-5任意之一所述的一种处理电镀废水絮凝剂的应用，其特征在于，取电镀废 水，升温至40-55℃，搅拌状态下加0.35-0.55%(w/w)絮凝剂，搅拌10-25min后开始降温， 将温度降至10℃，通过搅拌罐内壁的电磁设备，含有重金属的沉淀自动吸附至电磁设备上， 继续搅拌10min，放出的液体为符合排放标准的除杂液。
说明书
一种处理电镀废水絮凝剂、制备方法及其应用
技术领域
本发明公开了一种水处絮凝剂，特别是一种处理电镀废水中重金属的絮凝剂，属于污水 处理剂技术领域。
背景技术
电镀废水的来源一般为：(1)镀件清洗水;(2)废电镀液;(3)其他废水，包括冲刷车间地面， 刷洗极板洗水，通风设备冷凝水，以及由于镀槽渗漏或操作管理不当造成的“跑、冒、滴、 漏”的各种槽液和排水;(4)设备冷却水，冷却水在使用过程中除温度升高以外，未受到污染。 电镀废水的水质、水量与电镀生产的工艺条件、生产负荷、操作管理与用水方式等因素有关。 电镀废水的水质复杂，成分不易控制，其中含有铬、镉、镍、铜、锌、金、银等重金属离子 和氰化物等，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质。因此，对电镀废水必须认真进行回 收处理，做到消除或减少其对环境的污染。
目前电镀废水采用的废水综合治理方法有很多，如化学法、离子交换法、电渗析法、电 解法等，其中化学法为较常用的方法，它是在含六价铬离子的废水中加入还原剂(如硫酸亚 铁、亚硫酸钠、铁粉等)，将六价铬还原成三价铬后,加入废水处理剂氢氧化钠，调整废水 的pH值，分级沉淀废水中的重金属离子，最后还需通过加酸调整经过沉淀后的上清液pH值 才能排放。采用这样的废水处理剂处理电镀废水，用量大，使电镀废水处理工艺流程长，占 地多，投资大，能源消耗大，运行管理难度大，工人劳动强度大，运行成本高，还不能保证 废水处理稳定地运行。因此，亟需提供一种降低处理成本、处理效果稳定二次污染的电镀废 水处理剂。
壳聚糖(chitosan)又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作 用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-β-D葡萄糖。自1859年，法国人Rouget首 先得到壳聚糖后，这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降 解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及 回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。
白沙蒿(A.blepharolepis)又名黄蒿、籽蒿或黄毛菜籽,蒙名查干-西巴嘎。是菊科蒿属浅 根性植物。分布在内蒙古西部、陕西北部、宁夏、甘肃、蒙古国南部戈壁阿尔泰地区。白沙 蒿是超旱生沙生植物，为优良的固沙植物之一。分布广、数量大,具有重要的资源价值和环 境功能.，其枝叶可作饲料，瘦果可食用、药用，白沙蒿籽可入药，有辛温，消炎、散瘀、利 气、杀虫的功效，可治疗腮腺炎、扁桃体炎、疮疖红肿、肠梗阻塞和腹胀等症，具有较高的 药用价值。白沙蒿籽多糖主要由葡萄糖、木糖、来苏糖、甘露糖、半乳糖和阿拉伯糖组成。
发明目的
本发明提供了一种处理电镀废水中重金属的絮凝剂及其制备方法，同时提供了该絮凝剂 用于电镀废水的处理方法。
发明内容
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种处理电镀废水絮凝剂及其制备方法，按照总重量100份计，絮凝剂成分由以下组分组成：
将壳聚糖溶于1-1.5%的醋酸溶液中，搅拌至透明，加入壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物，继 续搅拌得A溶液;沙蒿多糖在70-80℃水中溶解搅拌至透明，冷却至20-30℃，将A溶液与沙蒿 多糖溶液混合，并按照上述配比加入磁流体SiO2/Fe3O4，在50-60℃搅拌30-50min，冷却至20-30 ℃，即得产品。
所述的壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物的制备步骤为：将分子量为180-200kDa，脱乙酰度为 75-80%的壳聚糖溶解于1%(质量比)醋酸溶液中，30℃恒温搅拌1h，按照壳聚糖：丙烯酰胺 =1:6(w/w)，加入丙烯酰胺单体，向溶液中通氮气30min除氧，在氮气保护下加入0.05% 引发剂硝酸铈铵，密封，在温度50℃下反应4h，冰浴使聚合反应终止，产物倒入丙酮溶液 中搅拌，待有白色沉淀析出，用乙醇、乙醇和水的混合液(体积比为7：3)分别浸泡12h， 去除未反应的单体及均聚物，然后真空下60℃干燥到恒重，既得壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚 物。
所述的磁流体SiO2/Fe3O4制备步骤为：将摩尔比1～2:1的Fe2+和Fe3+溶于水中，75～80 ℃下水浴搅拌20～30min，然后加入过量的NaOH溶液，使pH为10～11，保持15～20min， 加入过量正硅酸乙酯，升温至75～80℃，保持20～25min，冷却至室温，得到SiO2/Fe3O4磁 流体。
所述壳聚糖的分子量为300～400kDa，优选350kDa;脱乙酰度为85～90%，优选85%。
所述沙蒿多糖是白沙蒿籽中通过热水提取，乙醇沉淀分离出来的多糖成分。
一种处理电镀废水絮凝剂的应用，使用步骤为：取电镀废水，升温至60-65℃，搅拌状 态下加0.2-0.4%(w/w)絮凝剂，搅拌10-30min后开始降温，在5-10min内将温度降至25-30℃ 得沉淀，将沉淀通过离心或过滤方式去除，放出的液体为符合排放标准的除杂液。
采用带有电磁设备的搅拌罐处理电镀废水，使用步骤为：取电镀废水，升温至40-55℃， 搅拌状态下加0.35-0.55%(w/w)絮凝剂，搅拌10-25min后开始降温，将温度降至10℃， 通过搅拌罐内壁的电磁设备，含有重金属的沉淀自动吸附至电磁设备上，继续搅拌10min， 放出的液体为符合排放标准的除杂液。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的电镀废水絮凝剂，通过上述原料复配，可以发挥协同作用，能有效絮凝 水体中的多种金属离子，方法简单，且不增加设备及工艺，极大地降低处理电镀废水的成 本。
(2)壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物对于吸附重金属具有非常显著的效果，通过实验发 现，壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物的加入可以大大提高吸附重金属的效果。在其他配比不变 情况下，添加1%的壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物，可使得除重金属效果提高30%，添加2% 的壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物，可使得除重金属效果提高70%。其效果具有协同增效作用。
(3)壳聚糖及沙蒿多糖均是生物可降解材料，无毒性，对操作工人无影响，对环境无 污染，絮凝后的多糖采用酸碱处理可以迅速除掉，重金属还可以重新利用。
(4)本发明的电镀废水处理剂处理效果良好，性能稳定，沉淀效果好，出水水质好， 处理成本低;电镀废水加入该絮凝剂后，通过上述方案的升温降温步骤，大大提高吸附及 除重金属效果;处理后的污水能够达到排放标准。
