本發(fā)明涉及污泥調(diào)理劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)糊精改性納米球污泥調(diào)理劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
環(huán)糊精(cyclodextrin，cd)早在1891年就由villiers首次從淀粉桿菌的淀粉消化液里發(fā)現(xiàn)，至今已有一百多年的歷史。它是由環(huán)糊精葡萄糖殘基轉(zhuǎn)移酶cyclodextringlycosyltransferase，cgtase)作用于淀粉、糖原、麥芽寡聚糖等葡萄糖聚合物而形成的由6-12個(gè)d-吡喃葡萄糖基以α-1，4-葡萄糖苷鍵連接而成的環(huán)狀低聚糖。目前工業(yè)中所用的環(huán)糊精主要是α-、β-和γ-環(huán)糊精及其衍生物，分別對(duì)應(yīng)于6、7和8個(gè)葡萄糖單元，尤其以β-環(huán)糊精應(yīng)用最為廣泛。
早在30年代就已經(jīng)證實(shí)環(huán)糊精能形成包埋復(fù)合物，直到50年代對(duì)環(huán)糊精包埋復(fù)合物的研究才趨于成熟，繼而發(fā)現(xiàn)環(huán)糊精能形成包絡(luò)物，從而在食品、醫(yī)藥、化妝品、香精等方面的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，相關(guān)領(lǐng)域研究工作也隨之活躍起來(lái)，近年來(lái)由于環(huán)糊精的酶被逐漸發(fā)現(xiàn)以及工業(yè)技術(shù)、工業(yè)的不斷完善和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，環(huán)糊精已經(jīng)成為緊俏的化工產(chǎn)品。
鑒于α-、β-和γ-環(huán)糊精性質(zhì)不同，α-cd分子空洞空隙較小，通常只能包接較小分子的客體物質(zhì)，應(yīng)用范圍較?。沪?cd的分子洞大，但其生產(chǎn)成本高，工業(yè)上不能大量生產(chǎn)，其應(yīng)用受到限制；β-cd的分子洞適中，應(yīng)用范圍廣，生產(chǎn)成本低，是目前工業(yè)上使用最多的環(huán)糊精產(chǎn)品。但β-cd的疏水區(qū)域及其催化活性有限，使其在應(yīng)用上受到一定的限制。為了克服環(huán)糊精本身缺點(diǎn)，所以要對(duì)環(huán)糊精母體進(jìn)行改性處理，引入修飾基團(tuán)，以此得到環(huán)糊精衍生物，從而廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)。
現(xiàn)今污水處理廠剩余污泥的處理方法多采用有機(jī)高分子絮凝劑如聚丙烯酰胺(pam)，無(wú)機(jī)混凝劑如聚合氯化鋁(pac)，這些調(diào)理劑或多或少存在著低毒性、難降解、對(duì)人類生活環(huán)境具有潛在危險(xiǎn)的特點(diǎn)，而β-環(huán)糊精結(jié)構(gòu)特殊、增稠性強(qiáng)以及能改變聚合物表面張力的特性，而且無(wú)毒、對(duì)人體無(wú)害、無(wú)二次污染，因此具有替代現(xiàn)有污泥調(diào)理劑的潛力。
綜上，開發(fā)一種環(huán)糊精改性納米球污泥調(diào)理劑，對(duì)于得到一種環(huán)境友好型的污泥調(diào)理劑，同時(shí)提高污泥脫水性能有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)糊精改性納米球污泥調(diào)理劑及其制備方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的脫水性能差，應(yīng)用范圍小的技術(shù)問題，以得到一種具有良好脫水和環(huán)保性能的納米顆粒污泥調(diào)理劑。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種以下步驟的環(huán)糊精改性納米球污泥調(diào)理劑的制備方法，包括以下步驟：
1)用去離子水或蒸餾水配制質(zhì)量濃度0.2-0.6％的β-環(huán)糊精溶液，用hcl或h2so4調(diào)節(jié)ph到2-6；
2)取0.6ml的2，3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨(etmac)添加到50ml環(huán)糊精溶液中，再倒入裝有冷凝回流管的100ml燒瓶中；
3)用磁力攪拌器加熱到200-210℃并連續(xù)攪拌混合液1-3小時(shí)；
4)將得到的固體在-45℃下抽真空冷凍干燥24小時(shí)后收集起來(lái)，得到污泥調(diào)理劑。
本發(fā)明的另一技術(shù)解決方案是，提供一種以下的環(huán)糊精改性納米球污泥調(diào)理劑，由上述方法制備而成。
采用本發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明將環(huán)糊精沒有一定的熔點(diǎn)，加熱到約200℃開始分解，有較好的熱穩(wěn)定性；無(wú)吸濕性，但容易形成各種穩(wěn)定的水合物；它的疏水性空洞內(nèi)可以嵌入各種有機(jī)化合物，形成包接復(fù)合物，并改變被包絡(luò)合物的物理和化學(xué)性質(zhì)；可以在環(huán)糊精分子上交鏈許多官能團(tuán)或?qū)h(huán)糊精交鏈與聚合物上，形成化學(xué)改性或者以環(huán)糊精為單體進(jìn)行聚合，從而得到改性的環(huán)糊精。本發(fā)明的方法通過β-環(huán)糊精容易形成包埋復(fù)合物，利用陽(yáng)離子2，3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨(etmac)將β-環(huán)糊精改性成為陽(yáng)離子β-環(huán)糊精-2-羥丙基三甲基氯化銨(hpta-βcd)，使其具有混凝功能，從而具有良好的污泥調(diào)理作用。該方法操作方便，改性后產(chǎn)物冷干后，尺寸極小，屬于納米級(jí)混凝劑，溶解后作為污泥調(diào)理劑，脫水性能良好。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明環(huán)糊精改性納米球污泥調(diào)理劑的制備方法的流程框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精神和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。
為了使公眾對(duì)本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中詳細(xì)說(shuō)明了具體的細(xì)節(jié)，而對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。
在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。需說(shuō)明的是，附圖均采用較為簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
參考圖1所示，示意了本發(fā)明的步驟流程，本發(fā)明的環(huán)糊精改性納米球污泥調(diào)理劑的制備方法，包括以下步驟：
1)用去離子水或蒸餾水配制質(zhì)量濃度0.2-0.6％的β-環(huán)糊精溶液，用hcl或h2so4調(diào)節(jié)ph到2-6；
2)取0.6ml的2，3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨(etmac)添加到50ml環(huán)糊精溶液中，得到環(huán)糊精混合液，再將所述環(huán)糊精混合液倒入裝有冷凝回流管的100ml燒瓶中；
3)用磁力攪拌器加熱到200-210℃并連續(xù)攪拌混合液1-3小時(shí)；所述磁力攪拌器帶有加熱攪棒，所述的加熱是指加熱所述的加熱攪棒，達(dá)到指定溫度后再進(jìn)行攪拌；在攪拌過程中，蒸發(fā)的水分會(huì)通過冷凝回流管回流，從而在燒瓶中留下固體；
4)將得到的固體在-45℃下抽真空冷凍干燥24小時(shí)后收集起來(lái)，得到污泥調(diào)理劑。所述泥調(diào)理劑體積小，脫水性能好，所述的脫水性能指的是其絮凝功能，單位體積的吸附絮凝功能明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)理劑，減少的污泥處理的體積，符合污泥的減量化處理原則。
基于上述方法可以制成一種環(huán)糊精改性納米球污泥調(diào)理劑，并將其作為污泥處理的絮凝劑，在進(jìn)行污泥脫水前加入所述環(huán)糊精改性納米球污泥調(diào)理劑，然后再利用壓濾機(jī)進(jìn)行脫水。
雖然以上將實(shí)施例分開說(shuō)明和闡述，但涉及部分共通之技術(shù)，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員看來(lái)，可以在實(shí)施例之間進(jìn)行替換和整合，涉及其中一個(gè)實(shí)施例未明確記載的內(nèi)容，則可參考有記載的另一個(gè)實(shí)施例。
以上所述的實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)該技術(shù)方案保護(hù)范圍的限定。任何在上述實(shí)施方式的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在該技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。