CN115893621B - 一种复合型植物净水剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种复合型植物净水剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于水体净化技术领域，具体涉及一种复合型植物净水剂及其制备方法和应用；所述的净水剂重量组成为：季胺盐壳聚糖10～20份，辣木籽提取物15～25份，栾树籽提取物15～25份，山药提取物10～20份，红薯提取物10～20份，香蕉皮提取物10～20份，柚子皮提取物10～20份，聚丙烯酰胺5～15份，本发明复合型植物净水剂原料廉价易得，制备工艺简单，复合配方对水体净化效果优良，特别适用于给水处理和深度处理中应用。
Description
技术领域
水体净化技术领域，具体涉及一种复合型植物净水剂及其制备方法和应用。
背景技术
在当今水资源匮乏的严峻形势下，水资源污染问题依然不断出现并且日益加重。水资源短缺和污染等问题的不断出现，凸显出水处理技术的应用在全球范围是必不可少的，同时也加速其研究和发展。
水处理技术是指通过某些方法或者设备，将水体中的污染物去除，净化水体来保证其能够达到相关规定标准的技术。混凝/絮凝法不仅可以自成独立的处理系统，又可以与其它处理单元组合。相较于其它水处理技术，混凝/絮凝法具备显著的成本较低、能耗较少、易操作优势，能够去除水体中 65%-95%的胶体颗粒和 80%-95%悬浮颗粒和藻类有机物，对水体的浊度、色度处理最有效，并且能够降低 COD。因此，在给水和废水处理中均有广泛的应用，在给水处理中，混凝/絮凝法是使用最频繁并且最核心的方法。当前，国内每年工业用水、城市给水、污水处理需求混凝/絮凝剂百万吨，混凝/絮凝剂的研发趋势已经逐渐从成分单一、低分子形式走向复合、高分子形式，因此研究新型、高效廉价、无污染的混凝/絮凝剂具有很重要的意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种复合型植物净水剂，本发明的目的之二是提供一种该复合型植物净水剂的制备方法，本发明的目的之三是提供一种该复合型净水剂在水体净化中的应用。本发明净水剂原料来源丰富、廉价易得，水中残留毒性低，易于生物降解，复合配方对水体净化效果优良,能够有效去除水体中的浊度、色度、悬浮物和COD等，处理方法操作简单，运行稳定，特别适用于给水处理和深度处理中应用。
本发明的技术方案如下：
一种复合型植物净水剂，包括以下组分：季胺盐壳聚糖、植物提取物、聚丙烯酰胺。
优选地，所述植物提取物为辣木籽提取物，栾树籽提取物，山药提取物，红薯提取物，香蕉皮提取物，柚子皮提取物。
优选地，所述各组分组成为：季胺盐壳聚糖20～40份，辣木籽提取物15～25份，栾树籽提取物15～25份，山药提取物10～20份，红薯提取物10～20份，香蕉皮提取物10～20份，柚子皮提取物10～20份，聚丙烯酰胺5～15份。
进一步优选地，所述各组分组成为：季胺盐壳聚糖25～35份，辣木籽提取物18～22份，栾树籽提取物18～22份，山药提取物13～18份，红薯提取物13～18份，香蕉皮提取物15～20份，柚子皮提取物15～20份，聚丙烯酰胺8～12份。
申请人在大量实验中意外发现，在如下特定的组分配比下，本发明净水剂的净水效
果达到最佳，其中季胺盐壳聚糖30份，辣木籽提取物20份，栾树籽提取物20份，山药提取物15份，红薯提取物15份，香蕉皮提取物16份，柚子皮提取物16份，聚丙烯酰胺10份。
一种复合型植物净水剂的制备方法，包括以下各提取物的制备方法：
所述辣木籽提取物的制备方法为：辣木籽晾晒去壳，粉碎机粉碎后，加入10-20倍蒸馏水，充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提4-5小时，过滤后收集滤液，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得辣木籽提取物。
所述栾树籽提取物的制备方法为：栾树籽晾晒去壳，粉碎机粉碎后，加入10-20倍蒸馏水，充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提4-5小时，过滤后收集滤液，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得辣木籽提取物。
所述山药提取物的制备方法为：山药去皮洗净，粉碎机粉碎后，加入3-5倍蒸馏水，充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提2-3小时，过滤后收集滤液，滤液加入3-5倍无水乙醇，充分搅拌30分钟，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得山药提取物。
所述红薯提取物的制备方法为：红薯去皮洗净，粉碎机粉碎后，加入3-5倍蒸馏水，充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提2-3小时，过滤后收集滤液，滤液加入3-5倍无水乙醇，充分搅拌30分钟，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得红薯提取物。
所述香蕉皮提取物的制备方法为：香蕉皮60℃下烘干，粉碎机粉碎后，加入10-15倍1.5mol/L的氯化钠溶液，充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提2-3小时，过滤后收集滤液，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得香蕉皮提取物。
所述柚子皮提取物的制备方法为：柚子皮60℃下烘干，粉碎机粉碎后，加入10-15倍1.5mol/L的氯化钠溶液，充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提2-3小时，过滤后收集滤液，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得柚子皮提取物。
一种复合型植物净水剂在水体净化中的应用，使用方法如下：
首先向纯化水中依次加入季胺盐壳聚糖、植物提取物和聚丙烯酰胺，搅拌混合均匀后得混合物，然后将上述混合物投放到水体中进行水体净化。
进一步优选地，所述混合物在水体中的投放量为0.5-1.5g/L。
本发明的技术效果：
本发明选用季铵盐壳聚糖、植物提取物和聚丙烯酰胺制得复合配方，通过不同组分之间的协同效应和增效作用，增强了净水剂的使用效率，固体状的植物提取物既保留了植物活性成分，又不易腐败变质，便于运输和储存，能够实现工业化生产和大规模使用，特别适用于给水处理和深度处理中应用。
本发明选择自然界中植物作为主要原料，原料廉价易得，制备工艺简单，安全无毒，净水效果优良，可以替代常规铝系和铁系净水剂，对辣木籽、栾树籽、山药、红薯、香蕉皮、柚子皮分别采用不同的提取方法，得到含有活性基团的提取物，解决了直接投加上述植物造成水体有机物增高的难题，生物利用度高，净水效果好。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，应该正确理解的是：本发明的实施例仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，所以，在本发明的方法前提下对本发明的简单改进均属于本发明要求保护的范围。
本发明的季胺盐壳聚糖、聚丙烯酰胺均为市售产品，辣木籽、栾树籽、山药、红薯、香蕉皮、柚子皮均从自然界获得。
以下各实施例中，未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法。
以下各实施例中，提取物的制备方法如下：1辣木籽提取物的制备方法：辣木籽晾晒去壳，粉碎机粉碎后，加入10-20倍蒸馏水，充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提4-5小时，过滤后收集滤液，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得辣木籽提取物。2栾树籽提取物的制备方法为：栾树籽晾晒去壳，粉碎机粉碎后，加入10-20倍蒸馏水，充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提4-5小时，过滤后收集滤液，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得辣木籽提取物。3山药提取物的制备方法为：山药去皮洗净，粉碎机粉碎后，加入3-5倍蒸馏水，充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提2-3小时，过滤后收集滤液，滤液加入3-5倍无水乙醇，充分搅拌30分钟，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得山药提取物。4红薯提取物的制备方法为：红薯去皮洗净，粉碎机粉碎后，加入3-5倍蒸馏水，充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提2-3小时，过滤后收集滤液，滤液加入3-5倍无水乙醇，充分搅拌30分钟，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得红薯提取物。5香蕉皮提取物的制备方法为：香蕉皮60℃下烘干，粉碎机粉碎后，加入10-15倍1.5mol/L的氯化钠溶液，充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提2-3小时，过滤后收集滤液，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得香蕉皮提取物。6柚子皮提取物的制备方法为：柚子皮60℃下烘干，粉碎机粉碎后，加入10-15倍1.5mol/L的氯化钠溶液，充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提2-3小时，过滤后收集滤液，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得柚子皮提取物。
实施例 1：季胺盐壳聚糖30份，辣木籽提取物20份，栾树籽提取物20份，山药提取物15份，红薯提取物15份，香蕉皮提取物16份，柚子皮提取物16份，聚丙烯酰胺10份。向500份纯化水中依次加入上述季胺盐壳聚糖、辣木籽提取物、栾树籽提取物、山药提取物、红薯提取物、香蕉皮提取物、柚子皮提取物和聚丙烯酰胺，搅拌混合均匀后得混合物A。
实施例 2：季胺盐壳聚糖25份，辣木籽提取物18份，栾树籽提取物22份，山药提取物13份，红薯提取物18份，香蕉皮提取物15份，柚子皮提取物20份，聚丙烯酰胺8份。向600份纯化水中依次加入上述季胺盐壳聚糖、辣木籽提取物、栾树籽提取物、山药提取物、红薯提取物、香蕉皮提取物、柚子皮提取物和聚丙烯酰胺，搅拌混合均匀后得混合物B。
实施例 3：季胺盐壳聚糖35份，辣木籽提取物22份，栾树籽提取物18份，山药提取物18份，红薯提取物13份，香蕉皮提取物20份，柚子皮提取物20份，聚丙烯酰胺12份。向700份纯化水中依次加入上述季胺盐壳聚糖、辣木籽提取物、栾树籽提取物、山药提取物、红薯提取物、香蕉皮提取物、柚子皮提取物和聚丙烯酰胺，搅拌混合均匀后得混合物C。
实施例 4：季胺盐壳聚糖20份，辣木籽提取物15份，栾树籽提取物25份，山药提取物10份，红薯提取物20份，香蕉皮提取物10份，柚子皮提取物20份，聚丙烯酰胺5份。向300份纯化水中依次加入上述季胺盐壳聚糖、辣木籽提取物、栾树籽提取物、山药提取物、红薯提取物、香蕉皮提取物、柚子皮提取物和聚丙烯酰胺，搅拌混合均匀后得混合物D。
实施例 5：季胺盐壳聚糖40份，辣木籽提取物25份，栾树籽提取物15份，山药提取物20份，红薯提取物10份，香蕉皮提取物20份，柚子皮提取物10份，聚丙烯酰胺15份。向600份纯化水中依次加入上述季胺盐壳聚糖、辣木籽提取物、栾树籽提取物、山药提取物、红薯提取物、香蕉皮提取物、柚子皮提取物和聚丙烯酰胺，搅拌混合均匀后得混合物E。
实施例 6：本实施例分别考察了实施例1-5所制得的混合物和市售聚合氯化铝、聚合氯化铁常规絮凝剂对水体的净化效果。水样取自某城市自来水厂进水口，考察本发明净水剂在给水处理中的使用效果，水质如下：色度92倍，浊度510NTU、COD18mg/L，混合物的投放量均为0.5g/L。净化效果如表一所示。
表一 本发明净水剂在给水处理中的使用效果
从表一中可以看出，本发明净水剂对自来水进水的色度、浊度、COD去除效果优良，且均优于聚合氯化铝和聚合氯化铁，其中以实施例1效果最佳，经本发明净水剂净化后的水质指标优于GB5749-2006生活饮用水水质标准，而经聚合氯化铝和聚合氯化铁处理后的水质指标不能满足GB5749-2006饮用水水质标准。
实施例 7：本实施例分别考察了实施例1-5所制得的混合物和市售聚合氯化铝、聚合氯化铁常规絮凝剂对水体的净化效果。水样分别取自某市政污水处理厂二级生化出水口，考察本发明净水剂在深度处理中的使用效果。其中市政污水处理厂二级生化出水口，水质如下：悬浮物108mg/L，氨氮34mg/L、COD162mg/L，混合物的投放量均为1.5g/L。净化效果如表二所示。
表二 本发明净水剂在深度处理中的使用效果
从表二中可以看出，本发明净水剂对市政污水二级生化出水的悬浮物、氨氮、COD去除效果优良，且均优于聚合氯化铝和聚合氯化铁，其中以实施例1效果最佳，经本发明净水剂深度处理后的水质指标优于GB18918-2002一级A排放标准，而经聚合氯化铝和聚合氯化铁处理后的水质指标不能满足GB18918-2002一级A排放标准。
对比实施例 1：辣木籽提取物20份，栾树籽提取物20份，山药提取物15份，红薯提取物15份，香蕉皮提取物16份，柚子皮提取物16份，聚丙烯酰胺10份。向500份纯化水中依次加入上述辣木籽提取物、栾树籽提取物、山药提取物、红薯提取物、香蕉皮提取物、柚子皮提取物和聚丙烯酰胺，搅拌混合均匀后得混合物H。
对比实施例 2：季胺盐壳聚糖30份，辣木籽提取物20份，栾树籽提取物20份，山药提取物15份，红薯提取物15份，香蕉皮提取物16份，柚子皮提取物16份。向500份纯化水中依次加入上述季胺盐壳聚糖、辣木籽提取物、栾树籽提取物、山药提取物、红薯提取物、香蕉皮提取物、柚子皮提取物，搅拌混合均匀后得混合物I。
对比实施例3：季胺盐壳聚糖30份，山药提取物15份，红薯提取物15份，香蕉皮提取物16份，柚子皮提取物16份，聚丙烯酰胺10份。向500份纯化水中依次加入上述季胺盐壳聚糖、山药提取物、红薯提取物、香蕉皮提取物、柚子皮提取物和聚丙烯酰胺，搅拌混合均匀后得混合物J。
对比实施例4 ：季胺盐壳聚糖30份，辣木籽提取物20份，栾树籽提取物20份，香蕉皮提取物16份，柚子皮提取物16份，聚丙烯酰胺10份。向500份纯化水中依次加入上述季胺盐壳聚糖、辣木籽提取物、栾树籽提取物、香蕉皮提取物、柚子皮提取物和聚丙烯酰胺，搅拌混合均匀后得混合物K。
对比实施例5 ：季胺盐壳聚糖30份，辣木籽提取物20份，栾树籽提取物20份，山药提取物15份，红薯提取物15份，聚丙烯酰胺10份。向500份纯化水中依次加入上述季胺盐壳聚糖、辣木籽提取物、栾树籽提取物、山药提取物、红薯提取物和聚丙烯酰胺，搅拌混合均匀后得混合物L。
验证实施例1：为了验证本发明技术方案的效果，考察上述各实施例在给水处理中的使用效果，水样取自某城市自来水厂进水口，水质如下：色度92倍，浊度510NTU、COD18mg/L，混合物的投放量均为0.5g/L。净化效果如表三所示。
表三 净水剂在给水处理中的使用效果对比
从表三中可以看出，对本发明净水剂配方进行删减后，对自来水进水的去除效果明显下降，说明季胺盐壳聚糖、辣木籽提取物，栾树籽提取物，山药提取物，红薯提取物，香蕉皮提取物，柚子皮提取物和聚丙烯酰胺配伍按一定比例混合制备的净水剂，具有增效协同作用，只有同时使用才能达到良好的净水效果。
验证实施例2：为了验证本发明技术方案的效果，考察上述各实施例在深度处理中的使用效果，水样取自某市政污水处理厂二级生化出水，水质如下：悬浮物108mg/L，氨氮34mg/L、COD162mg/L，混合物的投放量均为1.5g/L。净化效果如表三所示。
表四 净水剂在深度处理中的使用效果对比
从表四中可以看出，对本发明净水剂配方进行删减后，对市政污水二级生化出水的去除效果明显下降，说明季胺盐壳聚糖、辣木籽提取物，栾树籽提取物，山药提取物，红薯提取物，香蕉皮提取物，柚子皮提取物和聚丙烯酰胺配伍按一定比例混合制备的净水剂，具有增效协同作用，只有同时使用才能达到良好的深度处理效果。
Claims (4)
1.一种复合型植物净水剂，其特征在于，由以下组分组成：季胺盐壳聚糖、植物提取物、聚丙烯酰胺；所述植物提取物为辣木籽提取物，栾树籽提取物，山药提取物，红薯提取物，香蕉皮提取物，柚子皮提取物；所述季胺盐壳聚糖20～40份，辣木籽提取物15～25份，栾树籽提取物15～25份，山药提取物10～20份，红薯提取物10～20份，香蕉皮提取物10～20份，柚子皮提取物10～20份，聚丙烯酰胺5～15份；
所述辣木籽提取物的制备方法为：辣木籽晾晒去壳，粉碎机粉碎后，加入10-20倍蒸馏水，充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提4-5小时，过滤后收集滤液，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得辣木籽提取物；
所述栾树籽提取物的制备方法为：栾树籽晾晒去壳，粉碎机粉碎后，加入10-20倍蒸馏水，充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提4-5小时，过滤后收集滤液，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得辣木籽提取物；
所述山药提取物的制备方法为：山药去皮洗净，粉碎机粉碎后，加入3-5倍蒸馏水，充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提2-3小时，过滤后收集滤液，滤液加入3-5倍无水乙醇，充分搅拌30分钟，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得山药提取物；
所述红薯提取物的制备方法为：红薯去皮洗净，粉碎机粉碎后，加入3-5倍蒸馏水，充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提2-3小时，过滤后收集滤液，滤液加入3-5倍无水乙醇，充分搅拌30分钟，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得红薯提取物；
所述香蕉皮提取物的制备方法为：香蕉皮60℃下烘干，粉碎机粉碎后，加入10-15倍1.5mol/L的氯化钠溶液，充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提2-3小时，过滤后收集滤液，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得香蕉皮提取物；
所述柚子皮提取物的制备方法为：柚子皮60℃下烘干，粉碎机粉碎后，加入10-15倍1.5mol/L的氯化钠溶液充分搅拌30分钟，于40℃水浴中浸提2-3小时，过滤后收集滤液，离心分离得湿提取物，于40℃下烘干至恒重，即得柚子皮提取物。
2.如权利要求1所述的净水剂，其特征在于，优选地所述的净水剂由以下重量份的组分组成：季胺盐壳聚糖25～35份，辣木籽提取物18～22份，栾树籽提取物18～22份，山药提取物13～18份，红薯提取物13～18份，香蕉皮提取物15～20份，柚子皮提取物15～20份，聚丙烯酰胺8～12份。
3.如权利要求1所述的净水剂，其特征在于，最优选地所述的净水剂由以下重量份的组分组成：季胺盐壳聚糖30份，辣木籽提取物20份，栾树籽提取物20份，山药提取物15份，红薯提取物15份，香蕉皮提取物16份，柚子皮提取物16份，聚丙烯酰胺10份。
4.如权利要求1-3任一项所述的净水剂在水体净化中的应用，其特征在于，使用方法如下：向纯化水中依次加入季胺盐壳聚糖、植物提取物和聚丙烯酰胺，搅拌混合均匀后得混合物，将上述混合物投放到水体中进行水体净化。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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