用于高盐水净化的脱氨基活性菌谷氨酸水处理剂及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及高盐废水净水材料，尤其是涉及一种用于高盐水净化的脱氨基活性菌谷氨酸水处理剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.火力发电厂、垃圾焚烧电厂、化工厂等经常会产生大量工业废水，其中工业废盐含量常常超过排放标准，针对高盐水脱盐净化处理，力求减少环境污染的次生危害，减少环境污染和温室效应，是目前倡导的节能减排一项重要工作。净水材料目前处于高发展时期，主要有以下几种：混凝剂聚合氯化铝、混凝剂聚合硫酸铁、混凝剂聚合氯化铁、混凝剂聚合硅酸铝铁、高分子聚丙烯酰胺，除上述净水材料以外，聚合铝复合二氧化硅、聚二甲基氯化铵复合氯化钙、硫酸亚铁等净水材料，也有一定量的生产和应用。然而现有的净水材料难以将高盐水彻底净化，并且容易堵塞后续脱盐设备，造成超滤反渗透膜频繁污堵的现象，因此对净水材料的净水效果需要不断完善。
3.随着纳米材料的发展以及生态环境净化治理的需要，对生态无危害净水材料的研究带来“革命性”的变化，纳米高新技术在其他产品材料中的应用也给净水材料新技术带来无限的想象空间，针对高盐水高胶体的水治理将会给新型净水材料在技术上带来突破，也将会在环境治理领域掀起新的高潮。因此如何利用新型材料对高盐水进行净化是急需研究的热点。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种用于高盐水净化的脱氨基活性菌谷氨酸水处理剂及其制备方法和应用，本发明的脱胺基活性菌谷氨酸水处理剂，净化效果好、用量少，是一种节能、低碳型新型净水材料。
5.本发明的目的通过以下技术方案实现：
6.一种用于高盐水净化的脱氨基活性菌谷氨酸水处理剂，按照重量百分比计，由以下的原料制备得到：15.5～20.8％的聚二甲基二烯丙基氯化铵、0.2～0.8％的谷氨酸钠、3～5％的无机碱、1.5～3.5％的膨润土、0.03～0.05％的磷酸二氢钾以及70～80％的去离子水。
7.作为本发明的进一步技术方案，按照重量百分比计，由以下的原料制备得到：18.8％的聚二甲基二烯丙基氯化铵、0.5％的谷氨酸钠、5％的无机碱、3.5％的膨润土、0.05％的磷酸二氢钾、72.15％的去离子水。
8.作为本发明的进一步技术方案，所述的谷氨酸钠为分子量大于50万的聚谷氨酸钠，经生物法提纯制得。
9.作为本发明的进一步技术方案，所述的聚二甲基二烯丙基氯化铵为非直链聚二甲基二烯丙基氯化铵。
10.作为本发明的进一步技术方案，所述无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、硫化钠、磷酸钠中的一种或更多种，特别优选碳酸氢钠。
11.本发明还提供上述用于高盐水净化的脱氨基活性菌谷氨酸水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
12.(1)分别将膨润土与碱性物质溶解于部分去离子水中，得到膨润土水溶液和无机碱水溶液，备用；
13.(2)将聚二甲基二烯丙基氯化铵与余量去离子水加入反应釜中，搅拌均匀，之后加入无机碱水溶液，搅拌均匀，得到ph大于8.5的碱性溶液；
14.(3)向步骤(2)的碱性溶液中加入谷氨酸钠，加热反应，利用反应釜蒸发置换出氨基；
15.(4)反应结束后，在反应釜中，加入步骤(1)制得的膨润土水溶液，搅拌均匀，再加入磷酸二氢钾搅拌、沉淀、过滤后，得到的液体即为脱氨基活性菌谷氨酸水处理剂。
16.作为本发明的进一步技术方案，步骤(1)中，将膨润土在55-65℃的去离子水中浸泡1-5小时，所述膨润土与水的重量比为1-3：5-8。
17.作为本发明的进一步技术方案，步骤(2)中，在室温下将聚二甲基二烯丙基氯化铵与水在反应釜中溶解，所述水与聚二甲基二烯丙基氯化铵重量比为3-5:1。
18.作为本发明的进一步技术方案，步骤(3)中，加热反应的温度为35-45℃，反应时间为1-5小时，置换出的氨基采用喷雾吸收。
19.反应结束后，清理反应釜，将沉淀物整理打包做废物处理。
20.本发明另一方面还提供上述脱氨基活性菌谷氨酸水处理剂在火力发电厂高盐水中的应用，具体使用时，将水处理剂稀释30-50倍，采用计量泵按照30克/每吨水左右的计量加入火力发电厂高盐水中。
21.与现有技术相比，本发明胺基活性菌谷氨酸水处理剂，净化效果好、用量极少，是一种节能、低碳型新型净水材料，有效解决了高盐水使用聚合铝、聚丙烯酰胺难以净化且堵塞后续脱盐设备超滤反渗透膜频繁污堵的难题，采用本发明的脱氨基活性菌谷氨酸水处理剂处理高盐废水，能够使悬浮物、cod、重金属达到行业回用的标准。
具体实施方式
22.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但绝不是对本发明的限制。
23.实施例1
24.一种用于高盐水净化的脱氨基活性菌谷氨酸水处理剂，按照重量百分比计，由以下的原料制备得到：15.5％的聚二甲基二烯丙基氯化铵、0.2％的谷氨酸钠、3％的碳酸氢钠、1.5％的膨润土、0.03％的磷酸二氢钾以及79.77％的去离子水。
25.制备方法包括以下步骤：
26.1)将膨润土在60℃的去离子水中浸泡2小时待用，膨润土与水的重量比为1:5，将碳酸氢钠配制成饱和溶液，备用；
27.2)向反应釜中按重量比3:1加入水与聚二甲基二烯丙基氯化铵，并以60转/分的速度搅拌30～40分钟慢慢溶解聚二甲基二烯丙基氯化铵，再加入碳酸氢钠饱和溶液，搅拌至均匀，得到ph大于8.5的碱性溶液；
28.3)将步骤2)的碱性溶液中加入谷氨酸钠，其中，谷氨酸钠为分子量大于50万的聚谷氨酸钠，慢慢加热至35℃，在反应釜中，反应120分钟，将反应釜蒸发置换出的氨基采用喷雾吸收。
29.4)步骤3)结束后，在反应釜中，加入步骤1)溶解后的膨润土，搅拌20分钟，再加入磷酸二氢钾搅拌5分钟，停止搅拌，沉淀8小时，，通过1000目的过滤网过滤，得到的液体即为脱胺基活性菌谷氨酸水处理剂。
30.5)清理反应釜，将沉淀物整理打包做废物处理。
31.实施例2
32.一种用于高盐水净化的脱氨基活性菌谷氨酸水处理剂，按照重量百分比计，由以下的原料制备得到：16.7％的聚二甲基二烯丙基氯化铵、0.7％的谷氨酸钠、4％的碳酸氢钠、3％的膨润土、0.04％的磷酸二氢钾以及75.56％的去离子水，制备方法同实施例1。
33.实施例3
34.一种用于高盐水净化的脱氨基活性菌谷氨酸水处理剂，按照重量百分比计，由以下的原料制备得到：18.8％的聚二甲基二烯丙基氯化铵、0.5％的谷氨酸钠、5％的碳酸氢钠、3.5％的膨润土、0.05％的磷酸二氢钾以及72.15％的去离子水，制备方法同实施例1。
35.实施例4
36.一种用于高盐水净化的脱氨基活性菌谷氨酸水处理剂，按照重量百分比计，由以下的原料制备得到：20.8％的聚二甲基二烯丙基氯化铵、0.8％的谷氨酸钠、5％的碳酸氢钠、2.5％的膨润土、0.05％的磷酸二氢钾以及70.85％的去离子水，制备方法同实施例1。
37.实施例5
38.一种用于高盐水净化的脱氨基活性菌谷氨酸水处理剂，按照重量百分比计，由以下的原料制备得到：17.3％的聚二甲基二烯丙基氯化铵、0.6％的谷氨酸钠、4.5％的碳酸氢钠、3.2％的膨润土、0.05％的磷酸二氢钾以及74.35％的去离子水，制备方法同实施例1。
39.对比例1
40.以购自河南源丰净水材料有限公司的混凝剂聚合氯化铝作为对比产品1。
41.对比例2
42.以购自河南翔龙环保科技有限公司的絮凝剂聚丙烯酰胺作为对比产品2。
43.将实施例1～5制得的水处理剂以及对比例1-2的对比产品分别用于火力发电厂高盐水处理，测试其效果，具体为：将实施例1～5制得水处理剂以及对比例1-2的对比产品分别加入某火力发电厂高盐水中，火力发电厂高盐水，稀释40倍，采用计量泵按照每吨水30克计量加入火力发电厂高盐水中，火力发电厂原高盐水水质及处理的水质主要指标具体参见表1。
44.表2水质指标(单位：mg/l)
[0045][0046]
由上表1可知，本发明提供的脱氨基活性菌谷氨酸水处理剂能显著降低高盐水中的金属离子(ca
2
、mg
2
)、sio2、cod、悬浮物的含量，，采用少量单一药剂就能够达到行业回用标准，相比现有技术，在钙镁离子处理方面的效果尤其显著，可以有效降低堵塞后续脱盐设备的风险。
[0047]
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。