CN101327981A - 活性硅藻纳米净水剂及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种活性硅藻纳米净水剂及其生产方法，将纳米粉体经偶联剂分散处理后，按一定比例复合酸加入硅藻土中，在特定的温度和时间中进行反应，经过纳米分散液处理过的纳米粉体，分散到硅藻中，对其进行改性，制成适合各种污水净化处理，不产生二次污染的水净化剂。将纳米粉体经偶联剂分散处理后，按一定比例填加到硅藻中，制成的净水剂粒间电荷偶极吸附力、表面缔合力超强，使污水中胶体颗粒，极性原子、分子在净水剂上形成聚团而易于分离，加入污水中，进行搅拌和时效处理，使污水中有害物形成大块絮凝物，使污水固液分离加快，稳定。降低了污水处理成本，提高效率。本发明可单独用于污水处理，也可配合其他净水剂使用。
Description
技术领域：
本发明提供了一种活性硅藻纳米净水剂，同时还公开了其生产方法，属于环保污水净化的技术领域。
背景技术
由于各种污染源排放出的污水日益增多，水污染及缺水状况日益严重。沿海赤潮、湖泊蓝藻，黄河断流，水引起的问题影响人类生存发展。
用于污水的净化剂应具有很好絮凝、混凝、脱色、除臭降低COD、BOD去除重金属离子的功效。但常规的净水剂在应用效果方面，由于受到形态结构的影响，导致现有产品的单耗较高，这样不仅提高了水处理成本，而且影响到水中某些金属元素，尤其是重金属元素含量及残留铝含量的升高。
发明内容：
本发明公开一种活性硅藻纳米净水剂，具有很好的絮凝、混凝、脱色、除臭降低COD、BOD去除重金属离子的特点。
本发明还提供了氟硅活性硅藻纳米净水剂的生产方法，适用于工业化生产。
本发明的技术解决如下：将有机硅，经过纳米分散液处理过的纳米材料，分散到硅藻土中，对其进行改性。
其配方主要是由以下重量配比的原料制成的：(按重量份数比)
所述的有机硅：0.5-15；纳米粉体：0.1-10；纳米分散液0.05-25；硅藻土60-80；
所述的纳米粉体合金选自以下原料中的一种或多种：(1)纳米二氧化钛(2)纳米二氧化硅(3)纳米三氧化二铝(4)纳米碳酸钙(5)纳米氧化铝(6)纳米氧化锌(7)纳米三氧化二铁(8)纳米硫磺。
所述的溶剂选自以下原料中的一种或多种。：
(1)醚酯类：如丙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯等；
(2)酮类：如甲基异丁酮、丙酮、环己酮等；
(3)醇类：如丁醇、乙醇、异丙醇等；
(4)醚类：如乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚等。
(5)去离子水。
所述的纳米分散液助剂选自以下原料中的一种或多种：(1)有机硅偶联剂包括KH-550、KH-560；(2)有机钛偶联剂包括KHT-203、KHT-301、KHT-303、KHT-305；(3)有机铝偶联剂包括DL-411、XL-95。
具体生产工艺包括以下步骤：
(1)纳米粉体分散液制备：按上述比例称取偶联剂，将该比例偶联剂液体在反应釜中边升温边搅拌，温度在40℃-90℃，转数为500-1200转/分，恒温搅拌10-60分钟，加入溶剂后再加入纳米粉体，纳米粉体在加入前必须进行真空加热、去湿预处理，真空度应在3-6Pa，温度在80℃-150℃；将调整、勾兑好的纳米粉体分散液在室温下进行分散，时间4-10小时。
(2)将纳米分散液加入硅藻中，60℃-120℃，转数为600-1200转/分，时间2-4小时。
(3)常温静置8-12小时后，砂磨、分散、过滤，即得本发明活性硅藻纳米净水剂。
以硅藻土资源，研制出了低成本高效快速净水剂，是一种选材精良、配方科学、性能优异的产品。活性硅藻纳米净水剂，对污水处理具有以下特点：(1)能达到预期效果，排放污水经处理后清澈透明，各项指标均可达到污水排放国标。
(2对污水中的金属离子铅、锌、铬、铜等离子，磷、氯等离子，有机物等粒子，去除率高。
(3)操作性强，实用简便，劳动强度低，设备简便。(4)应能广泛实用于城市、工矿、污水处理项目。
(5)处理后的污水可循环使用，污泥回收、再生、提纯，可重复净水使用或做生物菌肥载体使用。
本发明利用活性硅藻纳米净水剂的特别性能，是由于硅藻表面的不平衡电位能和污水中悬浮离子、粒子的电荷相吸中和，使其相斥电位受到破坏而与硅藻形成交联，电位的排斥与吸引，在引力和重力作用下，污水中污物产生絮凝和沉淀，活性硅藻纳米净水剂本身的巨大表面积，巨大的孔体积和较大吸附力，能把污水中微细和超微细物质吸附到表面，形成链式絮凝结构。活性硅藻纳米净水剂具有自脱水性能，当沉淀物排放在≥200目筛网上，水会被滤过，而滤过的水更为清净。滤渣含水在50％-60％时取走处理。活性硅藻纳米净水剂从而达到国家污水处理排放工程标准。活性度大的硅藻处于高度热力学不稳定状态，具有较大表面自由能，因而具有吸附其他物质的性能，能把污水中的絮凝团、部份细菌、病毒、有机、无机颗粒吸附在硅藻内外。形成以硅藻为中心的大颗粒基团，这种吸附功能能快速净化污水。活性硅藻经过改性处里，在污水中快速沉降，形成多孔滤床，便于污泥脱水和清渣。同时污水通过滤床，大的颗粒、絮团、菌簇被滤除。
本发明的积极效果在于：将纳米粉体经偶联剂分散处理后，按一定比例填加到硅藻中，制成的净水剂粒间电荷偶极吸附力、表面缔合力超强，使污水中胶体颗粒，极性原子、分子在净水剂上形成聚团而易于分离，加入污水中，进行搅拌和时效处理，使污水中有害物形成大块絮凝物，使污水固液分离加快，稳定。降低了污水处理成本，提高效率。本发明可单独用于污水处理，也可配合其他净水剂使用。
具体实施方式：
通过以下实施例进一步举例描述本发明，并不以任何方式限制本发明，在不背离本发明的技术解决方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
实施例1
取硅藻土50-80公斤；在加热釜中边搅拌边升温，温度800℃-1250℃后，转数为120-800转/分，升温至800℃-1250℃后，恒温搅拌4-8小时，静置12-24小时，加入10-30公斤复合酸，30℃-80℃，200-600转/分，保温12-24小时，用去离子水洗涤，调整PH值4，5-12，即成活性硅藻。
实施例2
取硅藻土50-80公斤；取碳酸氢钠0.2-10公斤；去离子水110-160公斤；将该比例混合物在反应釜中边搅拌边升温，温度800℃-1250℃，转数为120-800转/分，升温至800℃-1250℃后，恒温搅拌4-8小时，静置12-24小时，加入10-30公斤复合酸，30℃-80℃，200-600转/分，保温12-24小时，用去离子水洗涤，调整PH值4.5-12，即成活性硅藻。
实施例3
取硫酸10-15公斤；氢氟酸1-3公斤；盐酸0.5-2公斤；硝酸0.5-1公斤；去离子水120-250公斤；在室温下混合搅拌均匀，制成复合酸。
实施例4
将0.5-2公斤有机钛偶联剂KH-550与0.1-2公斤有机铝偶联剂DL-411，放入高速搅拌器中，边升温边搅拌，转数为500-1200转/分，升温至40℃-80℃，恒温搅拌10-20分钟，制成纳米分散液。
实施例5
将0.1-3公斤有机钛偶联剂KHT-301与0.1-2公斤有机铝偶联剂DL-411，放入高速搅拌器中，边升温边搅拌，转数为500-1200转/分，升温至40℃-80℃，恒温搅拌10-20分钟，制成纳米分散液。
实施例6
将0.2-5公斤有机硅偶联剂KH-560与0.2-3公斤有机钛偶联剂KHT-303，放入高速搅拌器中，边升温边搅拌，转数为500-1200转/分，升温至40℃-80℃后，恒温搅拌10-20分，制成纳米粉体分散液。
实施例7
将0.3-5公斤纳米二氧化钛兑入实施例6(纳米粉体分散液)1.5公斤，和实施例5溶剂30公斤的混合液中，将兑好的纳米粉体混合液在室温下进行砂磨、分散4-8小时，在光学显微镜中观察无纳米团聚粒子为合格。将分散好的纳米钛分散液加入实施例(1)中，常温高速搅拌、分散，转数为800-1600转/分，搅拌、分散时间为40-120分，调整PH值4.5-12，，即成活性硅藻纳米净水剂。
该净水剂所试项满足国家有关标准的技术要求。
实施例8
将2公斤纳米三氧化二铝粉和纳米硫磺粉兑入实施例4(纳米粉体分散)2.5-9公斤，和实施例5：30公斤的混合液中，将兑好的纳米粉体混合液在室温下进行砂磨、分散4-8小时，在光学显微镜中观察无纳米团聚粒子为合格。将分散好的纳米硅分散液兑入实施例2(活性硅藻)100公斤中，常温高速搅拌、分散，转数为800-1600转/分，搅拌、分散时间为40-120分，调整PH值3.5-12，加入实施例(1)，即成为活性硅藻土纳米净水剂。我公司研制的活性硅藻土纳米净水剂，经过对比试验表明，各项满足有关标准的技术要求。
实施例9
将0.1-6公斤纳米二氧化钛粉兑入实施例5(纳米粉体分散)3.8-9公斤，和实施例5溶剂30公斤的混合液中，将兑好的纳米粉体混合液在室温下进行砂磨、分散4-8小时，在光学显微镜中观察无纳米团聚粒子为合格。将分散好的纳米硅分散液兑入实施例2(活性硅藻)100公斤中，常温高速搅拌、分散，转数为800-1600转/分，搅拌、分散时间为40-120分，调整PH值3.5-12，加入实施例(1)中，即成为活性硅藻土纳米净水剂。我公司研制的活性硅藻土纳米净水剂，经过对比试验表明该净水剂所试项满足有关标准的技术要求。
实施例10
将1-10公斤纳米碳酸钙和1-5公斤纳米氧化锌兑入实施例5(纳米粉体分散)3.8-8公斤，和实施例5溶剂30公斤的混合液中，将兑好的纳米粉体混合液在室温下进行砂磨、分散4-8小时，在光学显微镜中观察无纳米团聚粒子为合格。将分散好的纳米硅分散液兑入实施例2(活性硅藻)100公斤中，常温高速搅拌、分散，转数为800-1600转/分，搅拌、分散时间为40-120分，调整PH值3.5-12，加入实施例(1)中，即成为活性硅藻土纳米净水剂。该净水剂所试项满足有关标准的技术要求。其产品已达到一类标准。
单位：mg/L
Claims (5)
1、一种活性硅藻纳米净水剂，主要是由以下重量配比的原料制成：硅藻土：50-80；纳米粉体：5-15；纳米分散液0.05-15；硫酸10-20；氢氟酸5-10；盐酸2-6公斤；硝酸2-8；去离子水250-500公斤。
2、根据权利要求1的净水剂，其特征在于：所述的纳米粉体选自以下原料中的一种或多种：(1)纳米二氧化钛(2)纳米氧化铁(3)纳米氧化铝(4)纳米氧化钙(5)纳米氧化锌(6)纳米氧化铁(7)纳米银(8)纳米锌(9)纳米硫磺。
3、根据权利要求1的净水剂，其特征在于所述的纳米分散液助剂选自以下原料中的一种或多种：(1)有机硅偶联剂包括KH-550、KH-560；(2)有机钛偶联剂包括KHT-203、KHT-301、KHT-303、KHT-305；(3)有机铝偶联剂包括DL-411、XL-95。
4、根据权利要求1的净水剂，其特征在于所述的酸复合剂选自以下原料中的一种或多种：(1)硫酸(2)盐酸(3)氢氟酸(4)环烷酸(5)硝酸。
5、根据权利要求1-4任意项所述净水剂的生产方法，包括以下生产工艺步骤：
(1)硅藻的制备：按上述比例称取硅藻土，将该比例硅藻土在反应釜中边升温边搅拌，温度800℃-1250℃，转数为120-800转/分，升温至800℃-1250℃后，，恒温搅拌4-8小时，静置12-24小时；
(2)纳米粉体分散液制备：按上述比例称取有机硅偶联剂，将该比例有机硅偶联剂液体在反应釜中边升温边搅拌，温度在40℃-90℃，转数为500-1200转/分，恒温搅拌10-60分钟，加入溶剂兑稀后再加入纳米粉体，纳米粉体在加入前必须进行真空加热、去湿预处理，真空度应在3-6Pa，温度在80℃-150℃；将调整、勾兑好的纳米粉体分散液在室温下进行分散，时间4-10小时；
(3)将纳米分散液加入去离子水中，40℃-80℃，转数为600-1200转/分，时间2-4小时；
(4)常温静置8-12小时后，砂磨、分散、过滤，烘干即得净水剂。
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