申请日2018.03.19
公开(公告)日2018.08.28
IPC分类号C02F1/52; C02F1/56; C02F103/28
摘要
本发明公开了一种新型废纸脱墨废水絮凝剂及其制备方法，所述新型废纸脱墨废水絮凝剂由下述原料制备而成：有机高分子材料、氯化钙、氯化铁、氢氧化铝、氢氧化铁、水。本发明新型废纸脱墨废水絮凝剂及其制备方法，工艺简单，能够很好的控制产品成本，此絮凝剂具有处理效果好、处理速度明显提高、废水处理成本低等优势，从而提高水资源的利用率，对油墨色素粒子、可溶性颜料、染料等有强大吸附絮凝作用，可生物降解，绿色环保，吸附后的废水达到中水回用标准。
权利要求书
1.一种新型废纸脱墨废水絮凝剂，其特征在于，由下述原料制备而成：有机高分子材料、氯化钙、氯化铁、氢氧化铝、氢氧化铁、水。
2.一种新型废纸脱墨废水絮凝剂，其特征在于，由下述重量份的原料制备而成：有机高分子材料95-105份、氯化钙5-15份、氯化铁5-15份、氢氧化铝15-25份、氢氧化铁10-20份、水450-550份。
3.如权利要求2所述新型废纸脱墨废水絮凝剂，其特征在于，所述有机高分子材料为木质素。
4.如权利要求2所述新型废纸脱墨废水絮凝剂，其特征在于，所述有机高分子材料为预处理木质素。
5.如权利要求4所述新型废纸脱墨废水絮凝剂，其特征在于，所述预处理木质素的制备方法是：将木质素在水蒸汽压力为0.3-1.3MPa，温度为150-200℃下进行蒸汽浸润处理5-15min;将蒸汽浸润处理后的木质素加入没食子酸水溶液中浸渍15-25min，过滤，干燥，得到浸渍处理后的木质素;将95-105g浸渍处理后的木质素加入290-310g水，再加入15-25g氢氧化钠水溶液，在温度为20-40℃搅拌反应30-60min;再加入15-25g氯乙酸钠、25-35g季铵盐，在温度为60-80℃反应1.5-3.5h，过滤，得到的滤渣用水洗涤，干燥即得。
6.如权利要求5所述新型废纸脱墨废水 絮凝剂，其特征在于，所述氢氧化钠水溶液中氢氧化钠的质量分数为35-45%，所述没食子酸水溶液中没食子酸的质量分数为6-12%。
7.如权利要求5所述新型废纸脱墨废水絮凝剂，其特征在于，所述干燥的温度为60-80℃，时间为15-25h。
8.如权利要求5所述新型废纸脱墨废水絮凝剂，其特征在于，所述季铵盐为3-松香胺基-2-羟丙基三甲基氯化铵和/或(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵。
9.如权利要求5所述新型废纸脱墨废水絮凝剂，其特征在于，所述蒸汽浸润处理后的木质素与没食子酸水溶液的质量比为1：(2-5)。
10.如权利要求1-9中任一项所述新型废纸脱墨废水絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份配比称取各原料;
(2)将各原料加入在高压反应釜中，在温度为140-160℃，压力为0.3-0.6MPa搅拌反应3-5h，冷却、过滤，滤饼在温度为110-130℃干燥10-30h，即得。
说明书
一种新型废纸脱墨废水絮凝剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水处理剂技术领域，尤其涉及一种新型废纸脱墨废水絮凝剂及其制备方法。
背景技术
近年来，我国造纸工业产销量稳步增长，带来对造纸原料的需求量不断增加，而我国造纸原料特别是木材类原料缺乏，废纸回收与利用成为支撑我国造纸工业发展的重要原料。2011年我国废纸消耗量5660万吨，占纸浆总消耗量的62.58%。其中20%以上废纸为旧杂志纸、旧报纸及混合废纸，在生产过程中需要脱墨，脱墨的主要过程包括：(1)碱性条件下废纸碎解使油墨与纤维分离;(2)油墨在浮选槽中被浮选出去。常规的脱墨过程是加入脂肪酸和氯化钙，所形成的钙皂会促进炭黑粒子的聚集，从而粘附于气泡上被浮选出去。一部分油墨以固体废弃物形式分离处理，还有一部分油墨残留在脱墨废水中。
利用废纸进行制浆造纸，废水主要来源于废纸的脱墨、打浆、浆料的净化筛选和纸机湿部，这类废水量非常大，一般单生产1吨脱墨浆，废水量就高于100吨，若再加上打浆、净化和纸机湿部所产生的废水，则废水量就更大;而且废水中油墨、SS(悬浮固体)、COD(化学需氧量)和BOD(生化需氧量)等污染指标较高，这些污染指标大大超过国家所规定的造纸工业废水排放标准，而且在脱墨废水中BOD/COD<30%时，脱墨废水的可生化处理性差，属较难处理的工业废水，如何合理地处理这类废水是环境工程工作者面临的重大问题。
在水处理过程张，絮凝剂主要使带有正(负)电性的基团中和一些水中带有负(正)电性难于分离的颗粒，降低其电势，使其处于不稳定状态，并利用其聚合性质使得这些颗粒集中，并通过物理或者化学方法分离出来。絮凝剂主要分无机、有机两大类。无机絮凝剂价格便宜，有机高分子絮凝剂虽然用量少，浮渣产量少，絮凝能力强，絮体容易分离，除油及除悬浮物效果好。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种新型废纸脱墨废水絮凝剂及其制备方法。
本发明的技术方案是：
一种新型废纸脱墨废水絮凝剂，由下述原料制备而成：有机高分子材料、氯化钙、氯化铁、氢氧化铝、氢氧化铁、水。
一种新型废纸脱墨废水絮凝剂，由下述重量份的原料制备而成：有机高分子材料95-105份、氯化钙5-15份、氯化铁5-15份、氢氧化铝15-25份、氢氧化铁10-20份、水450-550份。
所述有机高分子材料为木质素。
进一步地，所述有机高分子材料为预处理木质素。
所述预处理木质素的制备方法是：将木质素在水蒸汽压力为0.3-1.3MPa，温度为150-200℃下进行蒸汽浸润处理5-15min;将蒸汽浸润处理后的木质素加入没食子酸水溶液中浸渍15-25min，过滤，干燥，得到浸渍处理后的木质素;将95-105g浸渍处理后的木质素加入290-310g水，再加入15-25g氢氧化钠水溶液，在温度为20-40℃搅拌反应30-60min;再加入15-25g氯乙酸钠、25-35g季铵盐，在温度为60-80℃反应1.5-3.5h，过滤，得到的滤渣用水洗涤，干燥即得。
所述氢氧化钠水溶液中氢氧化钠的质量分数为35-45%。
所述干燥的温度为60-80℃，时间为15-25h。
所述没食子酸水溶液中没食子酸的质量分数为6-12%。
所述蒸汽浸润处理后的木质素与没食子酸水溶液的质量比为1：(2-5)。
所述季铵盐为3-松香胺基-2-羟丙基三甲基氯化铵和/或(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵。在本发明一个实施方式中，所述季铵盐由60-70wt%3-松香胺基-2-羟丙基三甲基氯化铵和30-40wt%(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵组成。
本发明还提供了上述新型废纸脱墨废水絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份配比称取各原料;
(2)将各原料加入在高压反应釜中，在温度为140-160℃，压力为0.3-0.6MPa搅拌反应3-5h，冷却、过滤，滤饼在温度为110-130℃干燥10-30h，即得。
技术效果：
本发明新型废纸脱墨废水絮凝剂及其制备方法，工艺简单，能够很好的控制产品成本，此絮凝剂具有处理效果好、处理速度明显提高、废水处理成本低等优势，从而提高水资源的利用率，对油墨色素粒子、可溶性颜料、染料等有强大吸附絮凝作用，可生物降解，绿色环保，吸附后的废水达到中水回用标准。
具体实施方式
除菌性能测定：用接种环取低温贮藏的斜面金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)AS.1.89菌株，分别转接到营养肉汤培养液中，37℃培养24h后，用无菌生理盐水将其稀释成细胞浓度为104CFU/mL的初始菌液。取新型废纸脱墨废水絮凝剂0.1g于灭菌锥形瓶中，用灭菌刻度吸管吸取1.0mL初始菌液，缓慢并均匀地滴在环保水处理剂上，封好瓶口。1h后在瓶中加入50mL灭菌生理盐水，剧烈震荡2min，沉降30min后0.45μm滤膜过滤，取适量溶液用梯度稀释法做细菌总数测定;并做未载抑菌剂的环保水处理剂的空白对照。实验结果为三次实验的平均值。除菌率(%)=(1-实验组细菌总数/对照组细菌总数)×100%。
去除Cr6+实验：称取1g的新型废纸脱墨废水絮凝剂，加至150mL碘量瓶中，再加入Cr6+起始浓度为350mg/L的水溶液100mL，盖紧并用密封膜密封，在25℃下以150转/分的速度恒温振荡至平衡，沉降30min后0.45μm滤膜过滤，测定吸附前后Cr6+的浓度变化，按下式计算Cr6+去除率：Cr6+去除率=(C0-C)/C0，其中C0为吸附前溶液中Cr6+的浓度(mg/L)，C为吸附后溶液中Cr6+的浓度(mg/L)。Cr6+的测定：火焰原子吸收分光光度法，测定波长为357.9nm。
去除油墨实验：称取1g的新型废纸脱墨废水絮凝剂，加至150mL碘量瓶中，再加入油墨起始浓度为400mg/L的水溶液100mL，油墨为广东顺德色特丽化工有限公司提供的型号为GV6134黑色的环保型表印油墨，盖紧并用密封膜密封，在25℃下以150转/分的速度恒温振荡至平衡，沉降30min后0.45μm滤膜过滤，测定吸附前后油墨浓度变化，按下式计算油墨去除率：油墨去除率=(C3-C4)/C3，其中C3为吸附前溶液中油墨浓度(mg/L)，C4为吸附后溶液中油墨浓度(mg/L)。油墨浓度的测定：按照申请号为201310259929.1的中国专利中实施例1所示方法进行。
