CN103708593B - 一种印染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技术领域，尤其涉及一种印染污水处理剂及其制备方法；所述印染污水处理剂包括以下重量份的原料：硫酸亚铁2～10份、硫酸镁20～30份、聚丙烯酰胺0.5～2份、硝酸铁10～20份、硝酸镍1～5份、聚合氯化铝40～60份、改性硅藻土10～20份、海泡石粉8～22份、交联累托石10～20份、壳聚糖-石墨烯复合材料5～10份、石墨烯纳米层／MnO2复合物1～3份；本发明的印染污水处理剂的生产方法简便，投资小，见效快，无二次污染。

Description

一种印染污水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种印染污水处理剂及其制备方法。
背景技术
工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。因此，对于保护环境来说，工业废水的处理比城市污水的处理更为重要。
印染工业用水量大，通常每印染加工1t纺织品耗水100-200t，其80％-90％以印染废水排出。常用的治理方法有回收利用和无害化处理。回收利用：(1)废水可按水质特点分别回收利用，如漂白煮炼废水和染色印花废水的分流，前者可以对流洗涤。一水多用，减少排放量；(2)碱液回收利用，通常采用蒸发法回收，如碱液量大，可用三效蒸发回收，碱液量小，可用薄膜蒸发回收；(3)染料回收，如士林染料可酸化成为隐巴酸，呈胶体微粒，悬浮于残液中，经沉淀过滤后回收利用。
现行处理印染污水的处理方法中主要有生物法，电解法，化学法和光催化法。生物法占地面积大，适用范围窄，效果也不理想；电解法虽然效果好于生物法，但是能源消耗大，推广困难。光催化法由于可以使有机物完全矿化，没有二次污染而备受瞩目，但是光催化法对于沉淀悬浮物尚有效果，而对于降低COD，BOD及色度的效果并不理想，特别是除臭效果更差，此外还会带来二次污染，不能从根本上解决污染问题。化学处理方法是用投放的化学试剂处理污染物，包括中和、絮凝、氧化还原等反应，这种方式处理污水较为彻底，处理后能够达到排放标准。污水处理剂则是化学处理法的主要原料。
现有的印染污水处理剂存在处理成本较高、二次污染的缺点，处理效果有待提高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种环保，降低成本且性能稳定的印染污水处理剂。
本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种环保，降低成本且性能稳定的印染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。
一种印染污水处理剂，所述印染污水处理剂包括以下重量份的原料：硫酸亚铁2～10份、硫酸镁20～30份、聚丙烯酰胺0.5～2份、硝酸铁10～20份、硝酸镍1～5份、聚合氯化铝40～60份、改性硅藻土10～20份、海泡石粉8～22份、交联累托石10～20份、壳聚糖-石墨烯复合材料5～10份、石墨烯纳米层／MnO2复合物1～3份。
其中，所述印染污水处理剂包括以下重量份的原料：硫酸亚铁2～6份、硫酸镁20～25份、聚丙烯酰胺1～2份、硝酸铁15～20份、硝酸镍1～3份、聚合氯化铝40～50份、改性硅藻土15～20份、海泡石粉8～13份、交联累托石15～20份、壳聚糖-石墨烯复合材料8～10份、石墨烯纳米层／MnO2复合物1～2份。
其中，所述印染污水处理剂包括以下重量份的原料：硫酸亚铁6～10份、硫酸镁20～25份、聚丙烯酰胺0.5～1份、硝酸铁10～15份、硝酸镍3～5份、聚合氯化铝50～60份、改性硅藻土10～15份、海泡石粉13～22份、交联累托石10～15份、壳聚糖-石墨烯复合材料5～8份、石墨烯纳米层／MnO2复合物2～3份。
优选地，所述印染污水处理剂包括以下重量份的原料：硫酸亚铁5份、硫酸镁22份、聚丙烯酰胺1.5份、硝酸铁12份、硝酸镍4份、聚合氯化铝45份、改性硅藻土16份、海泡石粉15份、交联累托石20份、壳聚糖-石墨烯复合材料6份、石墨烯纳米层／MnO2复合物2份。
优选地，所述印染污水处理剂包括以下重量份的原料：硫酸亚铁8份、硫酸镁26份、聚丙烯酰胺1份、硝酸铁18份、硝酸镍2份、聚合氯化铝55份、改性硅藻土17份、海泡石粉16份、交联累托石16份、壳聚糖-石墨烯复合材料8份、石墨烯纳米层／MnO2复合物1份。
优选地，所述印染污水处理剂还包括氢氧化钠片碱12～15重量份。
进一步地，所述印染污水处理剂还包括膨润土10～20重量份。
硫酸亚铁、硫酸镁混合而得的铁镁复合脱色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。
硝酸铁、硝酸镍作为金属盐类活化剂，起到提高反应效果及反应效率的作用。
聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂，又被简称为聚铝，英文缩写为PAC，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。
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。
海泡石粉是纯天然、无毒、无味、无石棉、无放射性元素的一种水合镁硅酸盐粘土矿物，具有非金属矿物中最大的比表面积(最高可达900m2/g)和独特的内容孔道结构，是吸附能力最强的粘土矿物。
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。
石墨烯纳米层(GNS)／MnO2复合物(GNS／MnO2)在去除污水中的工业离子效果好，去除废水中Ni2+、Pb2+和Cu2+三种工业离子的效果更佳，GNS作为载体，增大了吸附剂的比表面积，MnO2起主要的吸附作用，5次重复使用之后，GNS／MnO2的吸附能力还能恢复到91％，有很好的再生能力。
膨润土(bentonite)是一种以蒙脱石(montmorillonite)为主要成分的粘土矿物。其化学成分为铝硅酸盐，化学式为Al2O3·4SiO2·3H2O。微观结构的单位晶胞由两个Si2O四面体晶片和它们之间夹着的一个Al2O或Al2OH八面体晶片组成，膨润土具有较强的吸附性和离子交换性。
一种印染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、海泡石粉、交联累托石加入粉碎机，粉碎成100～150目粉体，加入聚丙烯酰胺；
B、将硝酸铁、硝酸镍、聚合氯化铝加入容器中，每种原料添加均间隔3～5分钟，边添加边搅拌；
C、加入石墨烯纳米层／MnO2复合物、壳聚糖-石墨烯复合材料，超声波震动10～20分钟；制得印染污水处理剂。优选地，超声波频率为1000W～2000W；
其中，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、海泡石粉、交联累托石、氢氧化钠片碱加入粉碎机，粉碎成100～150目粉体，加入聚丙烯酰胺。
其中，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、海泡石粉、交联累托石、膨润土加入粉碎机，粉碎成100～150目粉体，加入聚丙烯酰胺。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的印染污水处理剂，通过上述原料复配，发挥协调作用，不仅能够可持续处理色度、浓度均较高的印染污水，同时使处理后的印染污水达到无色、无味、COD值降到最低，处理后的水质可反复循环利用；
(2)本发明的印染污水处理剂处理效果良好，性能稳定，沉淀效果好，出水水质好，印染污水中加入该药剂后，悬浮物絮凝、沉淀快速，除悬浮物率能够达到90％以上；处理后的污水能够达到排放标准，絮团强度高，疏水性能好。
(3)本发明的印染污水处理剂的生产方法简便，投资小，见效快，无二次污染。
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。
一种印染污水处理剂，所述印染污水处理剂包括以下重量份的原料：硫酸亚铁2份、硫酸镁20份、聚丙烯酰胺2份、硝酸铁20份、硝酸镍1份、聚合氯化铝40份、改性硅藻土20份、海泡石粉22份、交联累托石10份、壳聚糖-石墨烯复合材料5份、石墨烯纳米层／MnO2复合物3份。
一种印染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、海泡石粉、交联累托石加入粉碎机，粉碎成100目粉体，加入聚丙烯酰胺；
B、将硝酸铁、硝酸镍、聚合氯化铝加入容器中，每种原料添加均间隔3分钟，边添加边搅拌；
C、加入石墨烯纳米层／MnO2复合物、壳聚糖-石墨烯复合材料，超声波震动10分钟；超声波频率为1000W；制得印染污水处理剂。
实施例2。
一种印染污水处理剂，所述印染污水处理剂包括以下重量份的原料：所述印染污水处理剂包括以下重量份的原料：硫酸亚铁6份、硫酸镁20份、聚丙烯酰胺2份、硝酸铁15份、硝酸镍3份、聚合氯化铝40份、改性硅藻土15份、海泡石粉13份、交联累托石15份、壳聚糖-石墨烯复合材料10份、石墨烯纳米层／MnO2复合物1份。
一种印染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、海泡石粉、交联累托石加入粉碎机，粉碎成110目粉体，加入聚丙烯酰胺；
B、将硝酸铁、硝酸镍、聚合氯化铝加入容器中，每种原料添加均间隔5分钟，边添加边搅拌；
C、加入石墨烯纳米层/MnO2复合物、壳聚糖-石墨烯复合材料，超声波震动20分钟；超声波频率为1200W；制得印染污水处理剂。
实施例3。
一种印染污水处理剂，所述印染污水处理剂包括以下重量份的原料：硫酸亚铁10份、硫酸镁25份、聚丙烯酰胺0.5份、硝酸铁15份、硝酸镍3份、聚合氯化铝55份、改性硅藻土12份、海泡石粉16份、交联累托石13份、壳聚糖-石墨烯复合材料7份、石墨烯纳米层／MnO2复合物2份。
一种印染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、海泡石粉、交联累托石加入粉碎机，粉碎成130目粉体，加入聚丙烯酰胺；
B、将硝酸铁、硝酸镍、聚合氯化铝加入容器中，每种原料添加均间隔4分钟，边添加边搅拌；
C、加入石墨烯纳米层／MnO2复合物、壳聚糖-石墨烯复合材料，超声波震动14分钟；超声波频率为1700W；制得印染污水处理剂。
实施例4。
一种印染污水处理剂，所述印染污水处理剂包括以下重量份的原料：硫酸亚铁5份、硫酸镁22份、聚丙烯酰胺1.5份、硝酸铁12份、硝酸镍4份、氢氧化钠片碱12份、聚合氯化铝45份、改性硅藻土16份、海泡石粉15份、交联累托石20份、壳聚糖-石墨烯复合材料6份、石墨烯纳米层/MnO2复合物2份。
一种印染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、海泡石粉、交联累托石、氢氧化钠片碱加入粉碎机，粉碎成140目粉体，加入聚丙烯酰胺；
B、将硝酸铁、硝酸镍、聚合氯化铝加入容器中，每种原料添加均间隔5分钟，边添加边搅拌；
C、加入石墨烯纳米层/MnO2复合物、壳聚糖-石墨烯复合材料，超声波震动16分钟；超声波频率为1500W；制得印染污水处理剂。
实施例5。
一种印染污水处理剂，所述印染污水处理剂包括以下重量份的原料：硫酸亚铁8份、硫酸镁26份、聚丙烯酰胺1份、硝酸铁18份、硝酸镍2份、聚合氯化铝55份、改性硅藻土17份、海泡石粉16份、膨润土20份、交联累托石16份、壳聚糖-石墨烯复合材料8份、石墨烯纳米层/MnO2复合物1份。
一种印染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、海泡石粉、交联累托石、膨润土加入粉碎机，粉碎成150目粉体，加入聚丙烯酰胺；
B、将硝酸铁、硝酸镍、聚合氯化铝加入容器中，每种原料添加均间隔4分钟，边添加边搅拌；
C、加入石墨烯纳米层/MnO2复合物、壳聚糖-石墨烯复合材料，超声波震动18分钟；超声波频率为2000W；制得印染污水处理剂。
应用实施例1～5制备的印染污水处理剂进行印染污水处理，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)

1.一种印染污水处理剂，其特征在于，所述印染污水处理剂包括以下重量份的原料：硫酸亚铁2～10份、硫酸镁20～30份、聚丙烯酰胺0.5～2份、硝酸铁10～20份、硝酸镍1～5份、聚合氯化铝40～60份、改性硅藻土10～20份、海泡石粉8～22份、交联累托石10～20份、壳聚糖-石墨烯复合材料5～10份、石墨烯纳米层/MnO2复合物1～3份。
2.根据权利要求1所述的印染污水处理剂，其特征在于，所述印染污水处理剂包括以下重量份的原料：硫酸亚铁2～6份、硫酸镁20～25份、聚丙烯酰胺1～2份、硝酸铁15～20份、硝酸镍1～3份、聚合氯化铝40～50份、改性硅藻土15～20份、海泡石粉8～13份、交联累托石15～20份、壳聚糖-石墨烯复合材料8～10份、石墨烯纳米层/MnO2复合物1～2份。
3.根据权利要求1所述的印染污水处理剂，其特征在于，所述印染污水处理剂包括以下重量份的原料：硫酸亚铁6～10份、硫酸镁20～25份、聚丙烯酰胺0.5～1份、硝酸铁10～15份、硝酸镍3～5份、聚合氯化铝50～60份、改性硅藻土10～15份、海泡石粉13～22份、交联累托石10～15份、壳聚糖-石墨烯复合材料5～8份、石墨烯纳米层/MnO2复合物2～3份。
4.根据权利要求1所述的印染污水处理剂，其特征在于，所述印染污水处理剂包括以下重量份的原料：硫酸亚铁5份、硫酸镁22份、聚丙烯酰胺1.5份、硝酸铁12份、硝酸镍4份、聚合氯化铝45份、改性硅藻土16份、海泡石粉15份、交联累托石20份、壳聚糖-石墨烯复合材料6份、石墨烯纳米层/MnO2复合物2份。
5.根据权利要求1所述的印染污水处理剂，其特征在于，所述印染污水处理 剂包括以下重量份的原料：硫酸亚铁8份、硫酸镁26份、聚丙烯酰胺1份、硝酸铁18份、硝酸镍2份、聚合氯化铝55份、改性硅藻土17份、海泡石粉20份、交联累托石16份、壳聚糖-石墨烯复合材料8份、石墨烯纳米层/MnO2复合物1份。
6.根据权利要求1所述的印染污水处理剂，其特征在于，所述印染污水处理剂还包括氢氧化钠片碱12～15重量份。
7.根据权利要求1所述的印染污水处理剂，其特征在于，所述印染污水处理剂还包括膨润土10～20重量份。
8.一种权利要求1至7任意一项所述的印染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、海泡石粉、交联累托石加入粉碎机，粉碎成100～150目粉体，加入聚丙烯酰胺；
B、将硝酸铁、硝酸镍、聚合氯化铝加入容器中，每种原料添加均间隔3～5分钟，边添加边搅拌；
C、加入石墨烯纳米层/MnO2复合物、壳聚糖-石墨烯复合材料，超声波震动10～20分钟；制得印染污水处理剂。
9.根据权利要求8所述的印染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、海泡石粉、交联累托石、氢氧化钠片碱加入粉碎机，粉碎成100～150目粉体，加入聚丙烯酰胺。
10.根据权利要求8所述的印染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、 海泡石粉、交联累托石、膨润土加入粉碎机，粉碎成100～150目粉体，加入聚丙烯酰胺。
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