CN105217767A - 固体吸附沉降剂及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种固体吸附沉降剂，按重量份数计包括以下组分：聚合二甲基二烯丙基氯化铵均聚物15～25份，火山岩20～40份，铝酸钙粉30～50份，活性炭5～15份，膨润土5～15份。获得的固体吸附沉降剂对废水中溶解性无机、有机污染物及悬浮的颗粒均能够高效吸附去除，达到良好的沉降澄清效果，有效降低COD，减少污染。通过本发明的制备方法得到的固体吸附沉降剂可直接投加使用，不需溶解，在废水中易于分散，可快速起效，适于在高寒环境下使用。

Description

固体吸附沉降剂及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种水处理剂，尤其涉及一种固体吸附沉降剂，同时，本发明还涉及该固体吸附沉降剂的制备方法和用途。
背景技术
随着人类社会的发展，工农业生产规模的扩大，人类对清洁淡水的需求与日俱增，但由于社会生产、生活中对水资源未能进行有效利用和合理开发，造成水资源污染严重，生态平衡遭到破坏，从而导致用水紧张，危及人类生活。根据我国环境保护部的有关报道：我国的主要河流有机污染严重，并呈不断扩大的趋势，水源污染日益突出；大型淡水湖泊中大多数湖泊处在富营养状态，水质较差；另外，全国大多数城市的地下水受到污染，局部地区的部分指标超标，污染问题每况愈下。工业废水是水资源污染的主要源头之一，工业废水是指工业生产过程中排出的废水，包括工艺过程用水、机器设备冷却水、烟气洗涤水、设备和场地洗涤水等。由于工业类型繁多，而每种工业又由多段工艺组成，故产生的废水性质完全不同，成分也非常复杂，其中污染严重且难以处理的工业废水包括矿山、化工、医药等领域产生的工业废水。采矿、采煤领域产生的工业废水以酸性废水为主，含有多种有害物质和重金属盐类，目前采矿、采煤领域的工业废水，常使用的水处理剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的复合药剂，但无机高分子聚合铝絮凝剂在使用过程中存在铝毒问题，会对水资源造成二次污染，而且在高寒地区会对药剂的使用产生限制，造成处理效果不理想，不能达到处理要求。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种对废水具有良好处理效果的的固体吸附沉降剂。
为实现上述目的，本发明的固体吸附沉降剂，按重量份数计包括以下组分：聚合二甲基二烯丙基氯化铵均聚物15～25份，火山岩20～40份，铝酸钙粉30～50份，活性炭5～15份，膨润土5～15份。
作为对上述方式的限定，所述固体吸附沉降剂按重量份数计包括以下组分：聚合二甲基二烯丙基氯化铵均聚物20～25份，火山岩25～35份，铝酸钙粉35～45份，活性炭5～10份，膨润土10～15份。
聚合二甲基二烯丙基氯化铵均聚物为阳离子型絮凝剂，具有较高的电荷密度、较大的分子量和柔性线性分子链，具有优异的絮凝及吸附作用；火山岩为具有天然蜂窝多孔结构的活性吸附剂；铝酸钙粉的主要成份为氧化钙、氧化铝及氧化铁，具有较强的活性，能够水解形成小的絮体，进行絮凝沉降；活性炭可用于对苯环类难降解、有毒污染物的吸附；膨润土因其特殊的化学组成和晶体结构，具有较强的膨胀交联和吸附性能；上述各组分构成的固体吸附沉降剂在处理废水时，通过聚合二甲基二烯丙基氯化铵均聚物与铝酸钙粉形成的复合絮体网捕废水中大量溶解性无机、有机污染物，通过具有活性吸附性能的火山岩和活性炭吸附废水中悬浮的微小颗粒和微生物体，再通过膨润土的膨胀交联及吸附作用，使所有组分在废水中形成坚实的絮体颗粒，达到良好的沉降澄清效果，从而有效降低废水COD含量，达到处理排放要求，减少污染。此外，本发明的固体吸附沉降剂在使用时可以直接投加使用，不需溶解成溶液使用，能够节约大量溶解水，减少溶解水造成的二次污染，更适用于高寒环境下的废水处理，省去了在高寒环境下使用液体水处理剂时还需进行加热保温处理的步骤，减少能源的浪费。
作为对上述方式的限定，所述固体吸附沉降剂按重量份数计还包括组分：粉煤灰10～20份。
作为对上述方式的限定，所述粉煤灰为15～20份。
粉煤灰的加入一方面可以增强固体吸附沉降剂的分散性能，另一方面可以降低固体吸附沉降剂的使用成本。
同时，本发明如上所述的固体吸附沉降剂的制备方法，包括以下步骤：
a、将聚合二甲基二烯丙基氯化铵均聚物加入到水中，搅拌至完全溶解，得到聚合二甲基二烯丙基氯化铵溶液；
b、将其它各组分混合均匀后得到固体混料；
c、将步骤a的聚合二甲基二烯丙基氯化铵溶液加入到步骤b的固体混料中，搅拌均匀后，加热升温至110～120℃，保持温度并持续搅拌使水分不断蒸发，得到固体吸附沉降剂。
作为对上述方式的限定，所述步骤a中水的用量为聚合二甲基二烯丙基氯化铵均聚物重量的4倍。
作为对上述方式的限定，所述固体吸附沉降剂的含水率≤10％。
通过上述制备方法使各组分能够充分混合、交联，获得的固体吸附沉降剂在废水中易于分散，可快速起效，对废水能够达到良好的处理效果。控制固体吸附沉降剂的含水率，利于固体吸附沉降剂的存贮及使用，利于其使用性能的充分发挥。
同时，本发明如上所述的固体吸附沉降剂用于对废水的澄清处理及COD的去除，所述固体吸附沉降剂的使用量为30～300ppm。
作为对上述方式的限定，所述废水为采矿、采煤领域产生的废水。
综上所述，采用本发明的技术方案，获得的固体吸附沉降剂因各组分功效的结合，对废水中溶解性无机、有机污染物及悬浮的颗粒均能够高效吸附去除，并形成坚实的絮体颗粒，达到良好的沉降澄清效果，有效降低COD，减少污染。通过本发明的制备方法得到的固体吸附沉降剂在使用时可通过干粉投料机直接投加，在水中分散性好，可快速起效，不需进行溶解处理，能够节约大量溶解水，减少溶解水造成的二次污染，适于在高寒环境下使用，减少能源的浪费及设备的损失。
具体实施方式
实施例一
本实施例涉及一组固体吸附沉降剂，其组分配方如下表所示：
实施例1.1～1.5为本发明的固体吸附沉降剂，实施例1.6、1.7为组分配方不在本发明范围内的固体吸附沉降剂，用于进行使用效果的比对。
上述实施例中的固体吸附沉降剂采用如下制备方法制得，包括以下步骤：
a、按上表组分配方称取聚合二甲基二烯丙基氯化铵均聚物，加入到水中搅拌至完全溶解，得到聚合二甲基二烯丙基氯化铵溶液，溶解水用量为聚合二甲基二烯丙基氯化铵均聚物重量的4倍；
b、按组分配方的重量配比分别称取其它各组分，混合均匀后得到固体混料；
c、将步骤a的聚合二甲基二烯丙基氯化铵溶液加入到步骤b的固体混料中，搅拌均匀后，加热升温至115±5℃，保持温度并持续搅拌使水分不断蒸发，得到含水率≤10％的粉末状固体吸附沉降剂。
实施例二
本实施例涉及实施例一制得的固体吸附沉降剂的使用效果验证。
使用效果通过絮凝沉降实验进行评价：对一种采煤巷道废水(其初始悬浮物浓度为230mg/L，初始COD为60mg/L)进行絮凝沉降实验，取采煤巷道废水500ml，加入固体吸附沉降剂0.025g，充分搅拌2-5分钟后进行沉降，观察絮体状态，静置沉降10min，检测上清液浊度及COD。
实验中使用浊度计检测上清液浊度，COD的检测采用国标GB11914-1989水质_化学需氧量的测定_重铬酸钾法。
固体吸附沉降剂的使用效果如下表所示：
生产应用中对采矿、采煤废水的处理要求投入水处理剂后快速形成大且紧实的絮体，絮体沉降快且不易破碎，符合处理后上清液浊度≦20NTU，上清液COD≦20mg/L的标准才能够达到废水处理排放要求。由上表结果可见，本发明的固体吸附沉降剂其使用效果受组分及配比的影响，在限定的条件范围内得到的固体吸附沉降剂其使用效果最优。
实施例三
本实施例涉及实施例1.1与实施例1.5的固体吸附沉降剂与常用的聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的复合药剂(A)，以及与实施例1.1具有相同组分配比但制备方法不同，仅通过简单均匀混合得到的吸附絮凝剂(B)、与实施例1.5具有相同组分配比但制备方法不同，仅通过简单均匀混合得到的吸附絮凝剂(C)的使用效果的对比验证，效果实验同实施例二，结果如下表所示：
由上表结果可见，本发明吸附絮凝剂对废水中溶解性无机、有机污染物及悬浮的颗粒均能够高效吸附去除，形成坚实的絮体颗粒，达到良好的沉降澄清效果，有效降低COD，减少污染。通过本发明的制备方法得到的固体吸附沉降剂在使用时直接投加，不需溶解，在废水中易于分散，可快速起效。

Claims (9)

1.一种固体吸附沉降剂，其特征在于，按重量份数计包括以下组分：聚合二甲基二烯丙基氯化铵均聚物15～25份，火山岩20～40份，铝酸钙粉30～50份，活性炭5～15份，膨润土5～15份。
2.根据权利要求1所述的固体吸附沉降剂，其特征在于，按重量份数计包括以下组分：聚合二甲基二烯丙基氯化铵均聚物20～25份，火山岩25～35份，铝酸钙粉35～45份，活性炭5～10份，膨润土10～15份。
3.根据权利要求1所述的固体吸附沉降剂，其特征在于，按重量份数计还包括组分：粉煤灰10～20份。
4.根据权利要求3所述的固体吸附沉降剂，其特征在于：所述粉煤灰为15～20份。
5.一种如权利要求1～4中任一项所述的固体吸附沉降剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a、将聚合二甲基二烯丙基氯化铵均聚物加入到水中，搅拌至完全溶解，得到聚合二甲基二烯丙基氯化铵溶液；
b、将其它各组分混合均匀后得到固体混料；
c、将步骤a的聚合二甲基二烯丙基氯化铵溶液加入到步骤b的固体混料中，搅拌均匀后，加热升温至110～120℃，保持温度并持续搅拌使水分不断蒸发，得到固体吸附沉降剂。
6.根据权利要求5所述的固体吸附沉降剂，其特征在于：所述步骤a中水的用量为聚合二甲基二烯丙基氯化铵均聚物重量的4倍。
7.根据权利要求5所述的固体吸附沉降剂，其特征在于：所述固体吸附沉降剂的含水率≤10％。
8.一种如权利要求1～4中任一项所述的固体吸附沉降剂的用途，其特征在于：所述固体吸附沉降剂用于对废水的澄清处理及COD的去除，所述固体吸附沉降剂的使用量为30～300ppm。
9.根据权利要求8所述的固体吸附沉降剂的用途，其特征在于：所述废水为采矿、采煤领域产生的废水。
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