本發(fā)明涉及污水處理領域，具體為一種污水處理劑及其制備方法。

背景技術：

1、近年來，污水處理行業(yè)受到空前關注。作為污水處理的關鍵，絮凝沉降法是常用的提高水質處理效率的方法，線性超高分子量陽離子型聚丙烯酰胺絮凝劑是目前工業(yè)上常用的高端絮凝劑之一。但是其在使用時存在黏度大、溶解時間長等缺點，離子單體隨機分布在聚合物鏈上、電荷有效利用率低，并且存在生產成本高、技術難度大等問題。因此，開發(fā)新型陽離子型聚丙烯酰胺類絮凝劑是提升污水處理技術的關鍵之一，也符合傳統(tǒng)產品高性能化的要求。

2、木質素是植物界中僅次于纖維素的第二大生物質資源，來源廣泛、價格低廉。其本身具有三維網狀結構，并且存在眾多具有反應活性的官能團，不但能夠吸附溶解在水中的極性有機物，還能網捕膠體微粒及懸浮顆粒物，可作為天然的絮凝劑材料。木質素和陽離子聚丙烯酰胺的結合既能提高絮凝劑的吸附效果，又能夠降低成本，符合當下絮凝劑的發(fā)展需求，具有良好的市場前景。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種污水處理劑及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術中存在的問題。

2、為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、一種污水處理劑，其特征在于，按重量分數(shù)計，主要包括8~12份磁性木質素微球、90~110份陽離子型聚丙烯酰胺。

4、作為優(yōu)化，所述所述磁性木質素微球是由木質素經去甲基化、乙酰化制得乙?；举|素，在乙?；举|素自組裝成木質素微球過程中加入磁性四氧化三鐵，使磁性四氧化三鐵包埋進木質素微球中制得。

5、作為優(yōu)化，所述陽離子聚丙烯酰胺是由4-氯甲基苯乙烯、二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯酰胺、十六烷基三甲基溴化銨、丙烯酸丁酯經氧化還原劑氧化還原制得。

6、一種污水處理劑的制備方法，包括以下制備步驟：

7、（1）將乙?；举|素、四氫呋喃按質量比1：（200~250）混勻，將四氫呋喃質量0.8~1倍的去離子水在30min內滴加完畢，去離子水滴加完畢后立即將四氫呋喃質量3~4倍的四氧化三鐵懸浮液加入，在常溫下以轉速100~200r/min攪拌20~40min，離心分離沉淀，將沉淀用去離子水洗滌3~5次，冷凍干燥得磁性木質素微球；

8、（2）將丙烯酰胺、去離子水按質量比1：（3~5）混勻得丙烯酰胺溶液；將4-氯甲基苯乙烯、二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯酰胺、十六烷基三甲基溴化銨、丙烯酸丁酯、去離子水按質量比1：（90~110）：（150~200）：（5~7）：（600~800）混勻，在常溫下以轉速200~300r/min攪拌10~20min，用0.1mol/l的鹽酸溶液和氫氧化鈉調節(jié)溶液的ph為3.8~4.2，通入氮氣除氧25~35min，加入二甲基二烯丙基氯化銨質量0.04~0.06倍的氧化還原引發(fā)劑，將丙烯酰胺質量4~6倍的丙烯酰胺溶液在25~35min內滴入，在65~75℃下以轉速80~120r/min攪拌5~7h，冷卻至室溫，過濾，將濾渣用丙酮洗滌3~5次，在50~70℃下干燥22~26h，得陽離子型聚丙烯酰胺；

9、（3）將磁性木質素微球、陽離子型聚丙烯酰胺、1mol/l氫氧化鈉溶液按質量比1：（1.5~2.5）：（40~60）混勻，在70~90℃下反應3~5h，冷卻至室溫，用丙酮萃取洗滌3~5次，將有機相在截留分子量1000da的透析袋中透析提純22~26h，冷凍干燥得污水處理劑。

10、作為優(yōu)化，步驟（1）所述木質素為堿木質素，購至湖南永州湘江紙業(yè)有限責任公司；所述乙?；举|素微球的制備方法為：將木質素、氯化亞鐵、去離子水、質量分數(shù)30%的過氧化氫、丙酮按質量比1：（0.003~0.005）：（50~70）：（70~75）：（105~115）混勻，在常溫下以轉速200~300r/min攪拌3.5~4.5h，用0.22μm濾紙過濾，將濾渣用去離子水洗滌3~5次，冷凍干燥得去甲基木質素；將去甲基木質素、吡啶、順丁烯二酸酐按質量比1：（8~12）：（10~20）混勻，在室溫下以轉速200~300r/min攪拌70~75h，滴加入去甲基木質素質量150~250倍的0.01mol/l鹽酸溶液中，保持溫度在0℃并以轉速100~200r/min攪拌，在30min內滴加完，繼續(xù)以轉速100~200r/min攪拌25~35min，離心分離沉淀，將沉淀用去離子水洗滌3~5次，冷凍干燥從而制得乙?；举|素。

11、作為優(yōu)化，步驟（1）所述四氧化三鐵懸浮液的制備方法為：將四水合氯化亞鐵、六水合三氯化鐵、去離子水按質量比1：（2.1~2.2）：（20~30）混勻，將四水合氯化亞鐵質量200~300倍的1mol/l的氫氧化鈉溶液滴入，在30min內滴加完畢，超聲10~20min，在60~80℃下以轉速100~200r/min攪拌25~35min，加入四水合氯化亞鐵質量2~3倍的檸檬酸鈉，在30~50℃下以轉速100~200r/min攪拌2~3h，過濾，將濾渣用去離子水洗滌3~5次，在100~110℃下干燥4~6h得四氧化三鐵磁性納米粒子，將四氧化三鐵磁性納米粒子、去離子水按質量比1：（800~1200）混勻，超聲25~35min從而制得四氧化三鐵懸浮液。

12、作為優(yōu)化，步驟（2）所述氧化還原引發(fā)劑為過硫酸鉀、亞硫酸鈉按質量比8：3混勻制得。

13、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所達到的有益效果是：

14、本發(fā)明在制備污水處理劑時，將木質素經去甲基化、乙?；频靡阴；举|素，在乙?；举|素自組裝成木質素微球過程中加入磁性四氧化三鐵，使磁性四氧化三鐵包埋進木質素微球中制得磁性木質素微球；4-氯甲基苯乙烯、二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯酰胺、十六烷基三甲基溴化銨、丙烯酸丁酯經氧化還原劑氧化還原制得陽離子聚丙烯酰胺；將陽離子聚丙烯酰胺在堿性條件下接枝到磁性木質素微球上制得污水處理劑。

15、首先，木質素的去甲基化使木質素表面帶有更多的酚羥基，對去甲基木質素進行乙酰化處理可以改善木質素的疏水性，一方面可以提高木質素對含油污水中油污的吸附能力，另一方面疏水性的提高使木質素在水中不易聚集，有利于自組裝形成微球結構；在乙酰化木質素自組裝形成木質素微球的過程中通過靜電吸附將磁性四氧化三鐵包埋入木質素微球中，制得磁性木質素微球，污水處理劑在污水中完成絮凝后可利用磁吸對絮凝劑進行去除，提高絮凝劑的去除效率。

16、其次，在陽離子聚丙烯酰胺的聚合中，4-氯甲基苯乙烯作為鏈轉移劑，一方面可以使陽離子聚丙烯酰胺接枝到磁性木質素微球上，形成結構穩(wěn)定的污水處理劑，另一方面可以控制鏈段長度，降低污水處理劑在水中的黏度，有利于污水處理劑在污水中的溶解，提高吸附效率；二甲基二烯丙基氯化銨引入陽離子聚丙烯酰胺可以使污水處理劑在在絮凝過程中形成星型結構，進而形成復雜的網狀結構，提高對水中沙土的吸附能力，且季銨鹽具有抗菌性，使污水處理劑帶有一定的抗菌性能；丙烯酸丁酯引入陽離子聚丙烯酰胺中使其具有親油性，對含油污水中的油具有良好的吸附效果，進一步提高污水處理劑對油污的處理能力。