[01118462]一种多基团磁性混凝剂的制备方法及应用

课题的来源与背景：近年来,磁混凝技术作为新兴的水处理技术,在给水处理和各类污水、废水处理中得到快速发展,并在工程实际中得到应用。磁混凝技术主要通过吸附、混凝、架桥的作用,实现水中的微小悬浮物或不溶性污染物与小粒径磁性颗粒的有效结合,从而增加絮体的体积和密度,并进一步加快絮体的沉降速度,从而有效降低了混凝沉淀池的水力停留时间和增大了其表面负荷。同时,磁分离系统还可对加载的磁性颗粒进行回收,循环使用,达到以废治废、资源再用的目的。 技术原理与性能指标：针对现有技术存在的上述不足,本成果的目的是提供一种多基团磁性混凝剂的制备方法,解决现有常规的磁混凝工艺分别投加混凝剂和磁粉,处理效果不稳定、成本高的问题。还提供了采用该方法制备的混凝剂在处理含镍废水和孔雀石绿废水中的应用。 技术的创造性与先进性：本成果所选用的接枝共聚材料为可生物降解、生物相容性好的天然有机高分子壳聚糖和生物基来源的衣康酸,混凝剂成分无毒,来源广泛且易于可生物降解。本发明选用的共聚单体衣康酸为聚合活性较高的乙烯基二元羧酸,其共聚物含有大量羧基,对带正电的阳离子具有很强的鳌合作用。本成果制备的磁性混凝剂同时具备磁性纳米颗粒的磁分离性能和高分子材料的吸附、混凝性能,在保证处理效果理想的前提下能实现高效分离和快速沉降,从而使表面负荷变大、水力停留时间减小,这大大减少了工艺的占地面积。本成果制备的磁性混凝剂Mag@PIA-g-CS, Fe0,纳米颗粒与有机成分（壳聚糖和衣康酸）的质量比仅为1:11, 大大降低了磁粉的投加量,提高了磁粉利用率,降低了成本。本成果制备的磁性混凝剂Mag@PIA—g—CS,与其他混凝剂相比,具有用量少、混凝速度快、产生的絮体易分离、受pH值等外界条件影响小的优点,且制备方法简单,易于操作,磁性混凝剂易于再生回用,不会对水体造成二次污染,处理效果稳定。本成果制备的混凝剂磁核表面的有机层负载率可达51%, Fe304晶形完好且具有很好的磁性性能,由于大量的羧基、羟基、氨基被引入,对含镍废水和孔雀石绿有机染料废水去除效果可分别达到98.3%和90.1%,可用于处理重金属废水、染料废水、含油废水等工业废水和污水的深度处理。 技术的成熟程度,适用范围和安全性：实验室环境下,对工艺试验结果的成功率具有相当的把握,实现结果可复现并且全部关键性技术指标已达到实际要求。适用范围：本成果制备的混凝剂磁核表面的有机层负载率可达51%, Fe304晶形完好且具 有很好的磁性性能,由于大量的羧基、羟基、氨基被引入,对含镍废水和孔雀石绿有机染料 废水去除效果可分别达到98.3%和90.1%,可用于处理重金属废水、染料废水、含油废水等 工业废水和污水的深度处理。本成果所选用的接枝共聚材料为可生物降解、生物相容性好的天然有机高分子壳聚 糖和生物基来源的衣康酸,混凝剂成分无毒,来源广泛且易于可生物降解。