CN103641247A - 一种生活污水处理剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理剂技术领域，具体涉及一种生活污水处理剂及其制备方法；生活污水处理剂包括以下重量份的原料：三氯化铁10～20份、硫酸亚铁5～8份、硫酸镁5～8份、聚丙烯酰胺3～5份、片碱10～20份、改性磺化木质素20～35份、淀粉黄原酸酯10～15份、改性硅藻土20～30份、交联累托石15～20份、壳聚糖-石墨烯复合材料1～5份本发明的生活污水处理剂，通过上述原料复配，发挥协调作用，不仅能够可持续处理浓度均较高的生活污水，同时使处理后的生活污水COD、BOD以及SS量明显降低，处理后的水质可反复循环利用。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种生活污水处理剂及其制备方法。
背景技术
生活污水主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等，多为无毒的无机盐类，生活污水中含氮、磷、硫多，致病细菌多。城市每人每日排出的生活污水量为150-400L，其量与生活水平有密切关系。生活污水中含有大量有机物，如纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等；也常含有病原菌、病毒和寄生虫卵；无机盐类的氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等。总的特点是含氮、含硫和含磷高，后期处理比较困难。人们应该保护水资源.中国国情比较特殊，水资源人均占有量少，空间分布不平衡。随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大。在这样的背景下，污水处理行业成为新兴产业，目前与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位。
目前，国内用在生活污水处理及净化的产品有很多，但制作的成本较高，且处理及净化污水的工艺流程繁琐。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种降低成本、且性能稳定、处理效果好的生活污水处理剂。
本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种降低成本、且性能稳定、处理效果好的生活污水处理剂的制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的。
一种生活污水处理剂，所述生活污水处理剂包括以下重量份的原料：三氯化铁10～20份、硫酸亚铁5～8份、硫酸镁5～8份、聚丙烯酰胺3～5份、片碱10～20份、改性磺化木质素20～35份、淀粉黄原酸酯10～15份、改性硅藻土20～30份、交联累托石15～20份、壳聚糖-石墨烯复合材料1～5份。
其中，所述生活污水处理剂包括以下重量份的原料：三氯化铁15～20份、硫酸亚铁5～6份、硫酸镁5～6份、聚丙烯酰胺3～5份、片碱10～15份、改性磺化木质素20～27份、淀粉黄原酸酯10～12份、改性硅藻土20～25份、交联累托石15～18份、壳聚糖-石墨烯复合材料1～3份。
其中，所述生活污水处理剂包括以下重量份的原料：三氯化铁10～15份、硫酸亚铁6～8份、硫酸镁6～8份、聚丙烯酰胺3～5份、片碱15～20份、改性磺化木质素27～35份、淀粉黄原酸酯12～15份、改性硅藻土25～30份、交联累托石18～20份、壳聚糖-石墨烯复合材料3～5份。
其中，所述生活污水处理剂包括以下重量份的原料：三氯化铁15份、硫酸亚铁6份、硫酸镁6份、聚丙烯酰胺4份、片碱15份、改性磺化木质素30份、淀粉黄原酸酯12份、改性硅藻土25份、交联累托石18份、壳聚糖-石墨烯复合材料3份。
其中，所述生活污水处理剂包括以下重量份的原料：三氯化铁20份、硫酸亚铁5份、硫酸镁5份、聚丙烯酰胺3份、片碱20份、改性磺化木质素20份、淀粉黄原酸酯10份、改性硅藻土30份、交联累托石15份、壳聚糖-石墨烯复合材料3份。
进一步地，所述生活污水处理剂还包括棉子壳渣15～20重量份。
进一步地，所述交联累托石为铝交联累托石。
一种生活污水处理剂的制备方法，所述制备步骤如下：
A、按照重量份量取原料，将硫酸亚铁、硫酸镁、改性硅藻土、交联累托石、片碱加入粉碎机，粉碎成100～150目粉体，加入聚丙烯酰胺；
B、将三氯化铁、改性磺化木质素、淀粉黄原酸酯加入容器中，每种原料添加均间隔3～5分钟，边添加边搅拌；
C、加入壳聚糖-石墨烯复合材料，超声波震动10～20分钟；制得生活污水处理剂。
进一步地，所述步骤A具体为：按照重量份量取原料，将硫酸亚铁、硫酸镁、改性硅藻土、交联累托石、片碱、棉子壳渣加入粉碎机，粉碎成100～150目粉体，加入聚丙烯酰胺。
进一步地，所述步骤C中：超声波震动的频率为1000W～2000W。
三氯化铁在水中与氢氧化物碱度作用后生成了多种水解产物，既而结合成了Fe(OH)3，这些水解产物带有很多正电荷，所以能中和胶体微粒上的负电荷，并且与带负电荷的颗粒物和三氢氧化铁相结合；由于此结合能力，所以具有絮凝能力并形成矾花。三氯化铁与水中的硫化氢(H2S)，磷酸盐(PO4)、砷酸盐(AsO4)、以及氢氧化物碱度(OH)发生化学反应生成沉淀物。它能将废水中的重金属和硫化物沉淀出来，其形成的其氧化铁矾花又可吸附水中难于降解的物质，是高效廉价的絮凝剂，具有显著的沉淀重金属及硫化物、脱色、脱臭、除油、杀菌、除磷、降低出水COD及BOD等功效。
硫酸亚铁、硫酸镁混合而得的铁镁复合絮凝剂中引入了有机絮凝剂聚丙烯酰胺，实现将无机絮凝剂和有机絮凝剂复合配制，解决了无机絮凝剂絮体小不易沉降的问题，达到了增强絮体沉降性能的目的；处理效果明显好于其单独使用的效果。
片碱作为中和剂使用。淀粉黄原酸酯(1SX)，是一种重金属高效脱除剂，能与许多重金属离子生成络合物，当浓度低于100毫克／升的重金属溶液，用1SX作脱除剂处理的效果很好。
改性磺化木质素具有酚羟基、醇羟基、羧基、羰基、磺酸基等官能团，羧基和磺酸基是絮凝功能团，酚羟基、醇羟基、羰基对高价金属离子具有螯合作用，是阻垢功能团；磺酸基和酚羟基能吸附在金属表面保护金属，酚醚结构具有稳定保护膜的作用，因而具有缓蚀、防锈作用。改性磺化木质素能够除水中的悬浮物、微生物、细菌等，改善水质环境，以减少腐蚀、结垢的产生；同时又能在金属表面形成完好的保护膜。
硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，主要成分是SiO2，具有轻质多孔，比表面积大、化学稳定性高等特点，通常其颗粒表面带有电荷，因此可用于吸附各种金属离子、有机化合物及高分子聚合物等，且吸附性能良好。此外，硅藻土矿产丰富、价格低廉，极具应用潜力。以天然硅藻土分别负载十六烷基三甲基溴化胺、四甲基溴化胺和壳聚糖制得的改性硅藻土，极大地延长吸附时间、增大吸附用量，提高改性硅藻土对染料的吸附性能。
交联累托石是利用累托石粘土的阳离子交换性能，选择交联剂如聚合羟基金属阳离子或者氧化物等，使累托石粘土可膨胀间层被交联剂柱撑开而获得更大的层间距，改善天然累托石的性能。交联累托石结构稳定，不发生膨胀，具有较大的比表面积、离子交换容量和微孔孔径而且具有热稳定性好、表面酸性强等特点，吸附能力增大70％以上，具有较大的层厚度，是一种性能优异的催化剂和吸附剂。优选地，交联累托石为铝交联累托石。
壳聚糖-石墨烯复合材料具有较大的比表面积和独特的介孔结构，壳聚糖-石墨烯复合材料的双倍螺旋结构、壳聚糖和石墨烯之间的静电作用、氢键作用和范德华力都增强了对金属离子的去除能力。
同时，壳聚糖来源广泛、无二次污染、无味、耐碱、耐热、耐腐蚀等特点，并且在壳聚糖线形分子链上含有多个羟基和氨基，可与金属离子M2+螯合成稳定的内络盐，使之可去除水中多种有害金属离子。另一方面，-NH2可与水中H+加质子化形成阳离子型聚电解质，通过静电吸引和吸附将水中的粗细粒子凝聚成大絮体而沉降下来，从而去除水中COD和SS。含有羟基和氨基以及一些N-乙酰氨基等极性基团，可发生水解、乙酰化、羟甲基化、磺化、氧化等反应，也可以在双官能团的醛或酸酐等交联剂的作用下，发生交联反应。在水处理中，壳聚糖可以作为絮凝剂、吸附剂等。壳聚糖与传统的化学絮凝剂相比，具有投加量少、沉降速度快、去除效率高、污泥易处理、无二次污染等特点。
将交联累托石和聚合氯化铝、壳聚糖-石墨烯复合材料复配使用处理废水，可克服单一絮凝剂的不足，不仅可以提供絮凝效果而且可以大大降低絮凝成本，由于单一絮凝剂的凝聚效果。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的生活污水处理剂，通过上述原料复配，发挥协调作用，不仅能够可持续处理浓度均较高的生活污水，同时使处理后的生活污水COD、BOD以及SS量明显降低，处理后的水质可反复循环利用；
(2)本发明的生活污水处理剂能有效地起到缓蚀、阻垢和抑制藻类生长的效果，整个过程无“三废”排出，能够从源头上解决生活污水导致的污染，净化了生活污水，达到国家规定的污水排放标准，不会对自然界造成二次污染；
(3)本发明的生活污水处理剂的使用范围广，制备及处理工艺简单，用药量少，处理效果良好，性能稳定，出水水质好；有效地降低了水处理的成本，
具有很好的经济效益和广泛的社会效益。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明进行详细的描述。
实施例1。
一种生活污水处理剂，包括以下重量份的原料：三氯化铁10份、硫酸亚铁8份、硫酸镁8份、聚丙烯酰胺5份、片碱18份、改性磺化木质素27份、淀粉黄原酸酯15份、改性硅藻土20份、交联累托石20份、壳聚糖-石墨烯复合材料4份。
一种生活污水处理剂的制备方法，所述制备步骤如下：
A、按照重量份量取原料，将硫酸亚铁、硫酸镁、改性硅藻土、交联累托石、片碱加入粉碎机，粉碎成110目粉体，加入聚丙烯酰胺；
B、将三氯化铁、改性磺化木质素、淀粉黄原酸酯加入容器中，每种原料添加均间隔3分钟，边添加边搅拌；
C、加入壳聚糖-石墨烯复合材料，超声波震动10分钟，超声波震动的频率为1000W；制得生活污水处理剂。
实施例2。
一种生活污水处理剂，包括以下重量份的原料：三氯化铁18份、硫酸亚铁5份、硫酸镁5份、聚丙烯酰胺4份、片碱10份、改性磺化木质素25份、淀粉黄原酸酯11份、改性硅藻土23份、交联累托石16份、壳聚糖-石墨烯复合材料1份。
一种生活污水处理剂的制备方法，所述制备步骤如下：
A、按照重量份量取原料，将硫酸亚铁、硫酸镁、改性硅藻土、交联累托石、片碱加入粉碎机，粉碎成150目粉体，加入聚丙烯酰胺；
B、将三氯化铁、改性磺化木质素、淀粉黄原酸酯加入容器中，每种原料添加均间隔5分钟，边添加边搅拌；
C、加入壳聚糖-石墨烯复合材料，超声波震动20分钟，超声波震动的频率为1200W；制得生活污水处理剂。
实施例3。
一种生活污水处理剂，包括以下重量份的原料：三氯化铁12份、硫酸亚铁7份、硫酸镁7份、聚丙烯酰胺5份、片碱12份、改性磺化木质素35份、淀粉黄原酸酯14份、改性硅藻土27份、交联累托石18份、壳聚糖-石墨烯复合材料5份。
一种生活污水处理剂的制备方法，所述制备步骤如下：
A、按照重量份量取原料，将硫酸亚铁、硫酸镁、改性硅藻土、交联累托石、片碱加入粉碎机，粉碎成130目粉体，加入聚丙烯酰胺；
B、将三氯化铁、改性磺化木质素、淀粉黄原酸酯加入容器中，每种原料添加均间隔5分钟，边添加边搅拌；
C、加入壳聚糖-石墨烯复合材料，超声波震动18分钟，超声波震动的频率为1400W；制得生活污水处理剂。
实施例4。
一种生活污水处理剂，包括以下重量份的原料：三氯化铁15份、硫酸亚铁6份、硫酸镁6份、聚丙烯酰胺4份、片碱15份、改性磺化木质素30份、淀粉黄原酸酯12份、改性硅藻土25份、交联累托石18份、壳聚糖-石墨烯复合材料3份。
一种生活污水处理剂的制备方法，所述制备步骤如下：
A、按照重量份量取原料，将硫酸亚铁、硫酸镁、改性硅藻土、交联累托石、片碱加入粉碎机，粉碎成120目粉体，加入聚丙烯酰胺；
B、将三氯化铁、改性磺化木质素、淀粉黄原酸酯加入容器中，每种原料添加均间隔3分钟，边添加边搅拌；
C、加入壳聚糖-石墨烯复合材料，超声波震动15分钟，超声波震动的频率为1500W；制得生活污水处理剂。
实施例5。
一种生活污水处理剂，包括以下重量份的原料：三氯化铁20份、硫酸亚铁5份、硫酸镁5份、聚丙烯酰胺3份、片碱20份、改性磺化木质素20份、淀粉黄原酸酯10份、改性硅藻土30份、交联累托石15份、壳聚糖-石墨烯复合材料3份、棉子壳渣18份。交联累托石为铝交联累托石。
一种生活污水处理剂的制备方法，所述制备步骤如下：
A、按照重量份量取原料，将硫酸亚铁、硫酸镁、改性硅藻土、交联累托石、片碱、棉子壳渣加入粉碎机，粉碎成100～150目粉体，加入聚丙烯酰胺；
B、将三氯化铁、改性磺化木质素、淀粉黄原酸酯加入容器中，每种原料添加均间隔4分钟，边添加边搅拌；
C、加入壳聚糖-石墨烯复合材料，超声波震动12分钟，超声波震动的频率为2000W；制得生活污水处理剂。
应用实施例1～5制备的生活污水处理剂进行生活污水处理，处理效果如下，(单位mg／L)：
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种生活污水处理剂，其特征在于，所述生活污水处理剂包括以下重量份的原料：三氯化铁10～20份、硫酸亚铁5～8份、硫酸镁5～8份、聚丙烯酰胺3～5份、片碱10～20份、改性磺化木质素20～35份、淀粉黄原酸酯10～15份、改性硅藻土20～30份、交联累托石15～20份、壳聚糖-石墨烯复合材料1～5份。
2.根据权利要求1所述的生活污水处理剂，其特征在于，所述生活污水处理剂包括以下重量份的原料：三氯化铁15～20份、硫酸亚铁5～6份、硫酸镁5～6份、聚丙烯酰胺3～5份、片碱10～15份、改性磺化木质素20～27份、淀粉黄原酸酯10～12份、改性硅藻土20～25份、交联累托石15～18份、壳聚糖-石墨烯复合材料1～3份。
3.根据权利要求1所述的生活污水处理剂，其特征在于，所述生活污水处理剂包括以下重量份的原料：三氯化铁10～15份、硫酸亚铁6～8份、硫酸镁6～8份、聚丙烯酰胺3～5份、片碱15～20份、改性磺化木质素27～35份、淀粉黄原酸酯12～15份、改性硅藻土25～30份、交联累托石18～20份、壳聚糖-石墨烯复合材料3～5份。
4.根据权利要求1所述的生活污水处理剂，其特征在于，所述生活污水处理剂包括以下重量份的原料：三氯化铁15份、硫酸亚铁6份、硫酸镁6份、聚丙烯酰胺4份、片碱15份、改性磺化木质素30份、淀粉黄原酸酯12份、改性硅藻土25份、交联累托石18份、壳聚糖-石墨烯复合材料3份。
5.根据权利要求1所述的生活污水处理剂，其特征在于，所述生活污水处理剂包括以下重量份的原料：三氯化铁20份、硫酸亚铁5份、硫酸镁5份、聚丙烯酰胺3份、片碱20份、改性磺化木质素20份、淀粉黄原酸酯10份、改性硅藻土30份、交联累托石15份、壳聚糖-石墨烯复合材料3份。
6.根据权利要求1所述的生活污水处理剂，其特征在于，所述生活污水处理剂还包括棉子壳渣15～20重量份。
7.根据权利要求1所述的生活污水处理剂，其特征在于，所述交联累托石为铝交联累托石。
8.一种权利要求1至5任意一项所述的生活污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述制备步骤如下：
A、按照重量份量取原料，将硫酸亚铁、硫酸镁、改性硅藻土、交联累托石、片碱加入粉碎机，粉碎成100～150目粉体，加入聚丙烯酰胺；
B、将三氯化铁、改性磺化木质素、淀粉黄原酸酯加入容器中，每种原料添加均间隔3～5分钟，边添加边搅拌；
C、加入壳聚糖-石墨烯复合材料，超声波震动10～20分钟；制得生活污水处理剂。
9.根据权利要求8所述的生活污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤A具体为：按照重量份量取原料，将硫酸亚铁、硫酸镁、改性硅藻土、交联累托石、片碱、棉子壳渣加入粉碎机，粉碎成100～150目粉体，加入聚丙烯酰胺。
10.根据权利要求8所述的生活污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤C中：超声波震动的频率为1000W～2000W。
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