一種測試pH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法
2023-06-13 21:08:11 1
專利名稱：一種測試pH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法
技術領域：
本發明涉及一種測試PH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法。
背景技術：
我國是世界上嚴重缺水國家之一，我國水資源總量居世界第4位，但按2002年人口統計，人均水資源為2220m3，僅為世界人均水資源的1/4，相當於美國的1/4，日本的1/2， 加拿大的1/44，居世界第110位。而且水資源時空分布極不均勻，即南方水多，北方水少，夏季水多，冬季水少，造成了南澇北旱的局面。長江流域以南地區水資源佔全國80%以上，耕地只佔全國的1/3 ；而北方地區乾旱少水，而耕地卻佔全國的60%以上，旱災缺水已以成為農牧業主要災害。而且由於水資源分配不均，開發利用難度大，目前，全國600多個城市中， 有400多個供水不足，嚴重缺水的108個。21世紀隨著我國工業化程度的提高，我國水資源供需矛盾將進一步加劇，據預測到2010年，全國總供水量為6200-6500億m3，相應的總需水量將達7300億m3，供需缺口近 1000億m3，2030年全國總需水量將達10000億m3，全國將缺水4000-5000億m3。世界上許多國家也將面臨嚴重的水源危機，因此有人稱「石油危機之後，下一個危機便是水。」根據國家環保總局統計，2002年全國廢水排放總量439. 5億噸(其中工業廢水207. 2億噸，生活汙水232. 3億噸)，但目前工業廢水處理量為78. 9 %，達標排放率為 54. 5%，生活汙水處理量只有20%左右，即全國約有1/3工業廢水和4/5的生活汙水未經處理直接排入江、河、湖、海，使水資源遭到嚴重汙染。我國七大水系2003年度統計表明屬於 I III類水質的佔38. 1 %，屬於IV，V類水質的佔32.2%，屬於劣V類水質的佔四.7%。 即我國七大水系有60% 70%受到了輕度或嚴重的汙染。從1999年水利部門的監測結果看有16%水庫的水質受到不同程度的汙染，而且大部分水庫處於中營養狀況。有58%的湖泊水質受到不同程度的汙染。其中太湖88%的斷面水質超過了 III類標準；滇池和巢湖水質為劣V類和V類。據統計，每年因水汙染造成的直接經濟損失在430億萬元以上，水汙染已嚴重製約經濟與社會的發展。水資源短缺以及水資源的嚴重汙染制約著我國的經濟發展，並給人民生活和生態環境帶來了災難性後果。中國水資源雖不算豐富，但如果合理開發和節約使用，還不至於到了今天這種局面。可以說中國水資源短缺很大程度上是人為因素的結果。汙染是一個因素，水資源的低效率利用是另一個因素，重點是農業大水灌溉，工業水的低重複利用以及生活用水的浪費。目前我國農業灌溉佔全國用水量的75%，且節水灌溉處於初級階段，農業生產中對水資源的使用相當粗放，浪費水資源的現象仍相當嚴重，我國目前灌溉用水有效利用率僅為30% 40%，發達國家為70% 80%。我國工業用水利用率不高、用水嚴重浪費的現象也普遍存在。我國主要工業行業用水水平明顯低於發達國家(我國工業萬元產值用水為103m3、美國為9m3、日本為6m3)。目前我國城市工業用水重複利用率在30% 40%之間，與日本發達國家仍相差較遠，其他工業化國家用水重複利用率在70% 90%之間。我國城市生活用水浪費現象也十分普遍，由自來水管網的跑、冒、滴、漏的損失至少達總城市生活用水量的20%。還有產業結構不合理，水資源開發管理不當及水價過低也是造成水資源浪費的原因。總之，水資源的可持續發展是經濟可持續發展的重要因素。因此，要把水資源的合理開發和高效利用擺在戰略地位上。除了國家立法的強制管理外，我們需要利用技術手段來處理汙水和提高水的重複利用率。在水處理中採用的方法有物理法、化學法、物理化學法以及生物化學處理法。物理法又分為離心分離法、過濾法、沉澱法、浮選法等。化學法可分為中和法、絮凝法、氧化還原法、離子交換法等。物理化學法分為吸附法、萃取法、電解法等。生物化學法又分為好氧法和厭氧法等。而化學處理法中的混凝、絮凝法是應用最為廣泛的處理方法，絮凝劑則是絮凝法成敗的關鍵因素。澱粉是一種葡萄糖聚合物，它一般以直徑為1 10微米或更大一些的微粒形式存在，這些顆粒主要沉積在植物的種子、塊莖或根部中。雖然，澱粉來源遍布整個植物世界，但只有少數幾種作物被廣泛地用於商品澱粉的生產，玉米是製取澱粉的最主要來源。目前全球每年種植玉米超過1.3億公頃，約佔全球糧食總量的35%左右，主要生產國有美國(佔40%以上)、中國(佔20%左右)。澱粉的其它來源還有小麥、馬鈴薯、木薯及甘薯等。根據植物的種類，採用不同的加工方法。玉米澱粉可以方便地使用機械分離方式製取，將玉米在含有亞硫酸鹽的溫水中浸泡，脫出胚芽，再溼磨，澱粉顆粒在此低溫下不溶於水，然後離心、洗滌、乾燥即得澱粉產品。改性澱粉的生產與應用已有200多年的歷史，最早起源於西歐1804年生產的英國膠，但大部分澱粉衍生物的工業化是1940年從荷蘭和美國開始的。近三十年是改性澱粉高速發展的年代，各種新型的澱粉衍生物，如複合改性澱粉、高吸水性樹脂、可生物降解澱粉塑料等大量湧現。目前全球改性澱粉的年產量在600萬噸左右，造紙和食品加工是其兩大主要用戶，美國年消費量達300萬噸左右，其中60%左右用於造紙工業。我國從80年代中期開始加快改性澱粉的生產，目前全國改性澱粉生產廠家已超過200多家，年產量已接近 50萬噸，產品主要應用於造紙、食品、飼料和紡織及印染工業。預計2010年全國改性澱粉的需求量為120 150萬噸，2015年將達到200萬噸。與發達國家比，我國改性澱粉工業仍比較落後，改性澱粉的應用範圍和領域仍比較有限。在眾多的天然改性高分子絮凝劑中，澱粉改性絮凝劑開發尤為引人注目。因為澱粉來源廣，價格低廉，並且產物完全可被生物降解，在自然界中形成良性循環。常用作絮凝劑的改性澱粉品種有接枝澱粉、陽離子澱粉、複合改性澱粉等。接枝澱粉融合了天然高分子與人工合成高分子的優點，通常具有優良的絮凝性能。Karmakar等分別以澱粉、海藻酸鈉、羧甲基纖維素、果膠四種物質為原料與丙烯醯胺反應合成了四種接枝共聚物，並將其分別用於鉻鐵礦廢水的絮凝實驗，實驗表明四種接枝共聚物都有優良的絮凝性能，而聚丙烯醯胺接枝澱粉共聚物較其它三種接枝共聚物有較好的絮凝效果。Gao等以KMnO4為引發劑，用紫外光引發使澱粉與丙烯睛接枝共聚製得改性澱粉，並配以助凝劑鹼式氯化鋁處理印染廢水。Rath等利用Ce4+氧化還原體系引發澱粉與丙烯醯胺進行接枝共聚反應，澱粉接枝率達到94. 9%，支鏈相對分子量超過300萬，對工業汙水的處理效果要比無機絮凝劑好。李淑紅等以硝酸鈰銨為引發劑通過接枝共聚在澱粉骨架上引入聚丙烯醯胺，並通過實驗表明了它對高礦化度油田廢水中的濁度和COD去除率顯示出優良的性能。一般情況下，陽離子型絮凝劑適合於在酸性和中性的PH值環境中使用；陰離子型絮凝劑適合在中性和鹼性的環境中使用；非離子型的絮凝劑則適合於從強酸到鹼性的環境中使用。水體的PH值也直接影響到絮凝劑的用量。選擇適當的pH值時，可以節省大量的絮凝劑，降低成本。所以，研究絮凝劑的作用，則必須研究PH值對絮凝性能的影響。
發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種測試PH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，該方法通過將接枝澱粉絮凝劑加入不同PH值的模擬水樣中，測定出接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能，進而分析出PH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能的影響，測試步驟簡單，測試時間短，為接枝澱粉絮凝劑應用於廢水處理提供了參考。本發明的目的通過下述技術方案實現一種測試pH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，包括以下步驟(a)製取接枝澱粉絮凝劑備用；(b)配製不同pH值的鈉基膨潤土懸濁液作為模擬水樣；(c)取不同pH值的模擬水樣分別置於反應容器中，向反應容器加入相同量的絮凝劑；(d)將所有反應容器均來回振蕩，靜置沉降一段時間；(e)分別測定反應容器中液體的透光度，通過測得的透光度分析出PH值對絮凝性能的影響。所述步驟(a)中，接枝澱粉絮凝劑為澱粉-丙烯醯胺接枝共聚物。所述步驟(b)中，鈉基膨潤土懸濁液的濃度為2000mg/L。所述步驟(c)中，模擬水樣的體積為50mL。所述步驟(e)中，測定反應容器中液面下3cm的液體的透光度。所述步驟(C)中，反應容器為比色管。所述步驟(c)中，反應容器的容積為100mL。綜上所述，本發明的有益效果是通過將接枝澱粉絮凝劑加入不同PH值的模擬水樣中，測定出接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能，進而分析出PH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能的影響，測試步驟簡單，測試時間短，為接枝澱粉絮凝劑應用於廢水處理提供了參考。
圖1為pH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能的影響曲線圖。
具體實施例方式下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的實施方式不僅限於此。實施例本發明涉及的一種測試pH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，其具體步驟如下
(a)製取接枝澱粉絮凝劑備用；(b)配製不同pH值的鈉基膨潤土懸濁液作為模擬水樣；(c)取不同pH值的模擬水樣分別置於反應容器中，向反應容器加入相同量的絮凝劑；(d)將所有反應容器均來回振蕩，靜置沉降一段時間；(e)分別測定反應容器中液體的透光度，通過測得的透光度分析出PH值對絮凝性能的影響。所述步驟(a)中，接枝澱粉絮凝劑為澱粉-丙烯醯胺接枝共聚物。所述步驟(b)中，鈉基膨潤土懸濁液的濃度為2000mg/L。所述步驟(c)中，模擬水樣的體積為50mL。所述步驟(e)中，測定反應容器中液面下3cm的液體的透光度。所述步驟(C)中，反應容器為比色管。所述步驟(c)中，反應容器的容積為100mL。一般情況下，陽離子型絮凝劑適合於在酸性和中性的PH值環境中使用；陰離子型絮凝劑適合在中性和鹼性的環境中使用；非離子型的絮凝劑則適合於從強酸到鹼性的環境中使用。水體的PH值也直接影響到絮凝劑的用量。選擇適當的pH值時，可以節省大量的絮凝劑，降低成本。所以，研究絮凝劑的作用，則必須研究PH值對絮凝性能的影響。為了得到接枝澱粉絮凝劑應用於廢水處理時的最佳pH值，本發明做了 pH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能的影響試驗，結果如圖1所示。由圖1可知，在PH為3 12時透光度的變化不大，都接近100%，說明接枝澱粉絮凝劑具有較好的絮凝效果，對廢水有很寬的適應範圍，是一種性能優良的天然改性高分子絮凝劑。上述方法通過將接枝澱粉絮凝劑加入不同pH值的模擬水樣中，測定出接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能，進而分析出PH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能的影響，測試步驟簡單，測試時間短，為接枝澱粉絮凝劑應用於廢水處理提供了參考。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質，對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種測試PH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，其特徵在於，包括以下步驟(a)製取接枝澱粉絮凝劑備用；(b)配製不同PH值的鈉基膨潤土懸濁液作為模擬水樣；(c)取不同PH值的模擬水樣分別置於反應容器中，向反應容器加入相同量的絮凝劑；(d)將所有反應容器均來回振蕩，靜置沉降一段時間；(e)分別測定反應容器中液體的透光度，通過測得的透光度分析出PH值對絮凝性能的影響。
2.根據權利要求1所述的一種測試PH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，其特徵在於，所述步驟(a)中，接枝澱粉絮凝劑為澱粉-丙烯醯胺接枝共聚物。
3.根據權利要求1所述的一種測試pH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，其特徵在於，所述步驟(b)中，鈉基膨潤土懸濁液的濃度為2000mg/L。
4.根據權利要求1所述的一種測試pH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，其特徵在於，所述步驟(c)中，模擬水樣的體積為50mL。
5.根據權利要求1所述的一種測試pH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，其特徵在於，所述步驟(e)中，測定反應容器中液面下3cm的液體的透光度。
6.根據權利要求1所述的一種測試pH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，其特徵在於，所述步驟(c)中，反應容器為比色管。
7.根據權利要求1所述的一種測試pH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，其特徵在於，所述步驟(c)中，反應容器的容積為100mL。
全文摘要
本發明公開了一種測試pH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法。該測試pH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法包括製取接枝澱粉絮凝劑；配製不同pH值的鈉基膨潤土懸濁液作為模擬水樣；取不同pH值的模擬水樣分別置於反應容器中並加入相同量的絮凝劑；分別測定反應容器中液體的透光度，進而分析出pH值對絮凝性能影響等步驟。本發明通過將接枝澱粉絮凝劑加入不同pH值的模擬水樣中，測定出接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能，進而分析出pH值對接枝澱粉絮凝劑的絮凝性能的影響，測試步驟簡單，測試時間短，為接枝澱粉絮凝劑應用於廢水處理提供了參考。
文檔編號G01N21/59GK102466630SQ201010560388
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月15日 優先權日2010年11月15日
發明者李波 申請人:李波