CN105329956A - 一种污水净化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污水净化剂及其制备方法。所述污水净化剂，按质量分数含有：超细二氧化硅0.2-4％，平均粒径在20-200nm的二氧化钛1-5％，平均粒径在55-250μm的无机絮凝剂30-60％，50-200目的活性炭粉30-60％，一级硅藻粉15-40％，重均分子量20万-100万的阳离子表面活性剂20-50％，上述各组分含量之和为100％。本发明的污水净化剂可以在较短的时间、较少的用量下获得较好的处理效果。

Description

一种污水净化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及净化剂，尤其涉及一种用于污水处理的净化剂。

背景技术

随着现代城市化和工业化进程的加快，人类赖以生存的河流及水源的污染越来越严重，水体出现季节性或终年发黑发臭。据报道，我国经流城市的河段普遍受到不同程度的污染，如上海的苏州河、苏州的外城河、南京的秦淮河、广东的珠江、北京的永定河等以及无数的排水沟、池塘、海滨或河滨湿地、公园湿地等等都受到严重的污染，有的地方甚至威胁到人类饮用水源、水库等。水质的污染严重威胁到居民的生活质量和健康，限制了城市自身的发展，破坏了城市的美好形象。因此，对污水的治理对于提高人们生活质量，保证身体健康起着至关重要的作用。

目前，对污水的净化有物理处理法、化学处理法、物理化学法和生物处理法。物理处理法是通过物理作用，以分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态污染物质(包括油膜和油珠)，常用的有重力分离法、离心分离法、过滤法等。化学处理法是向污水中投加某种化学物质，利用化学反应来分离、回收污水中的污染物质，常用的有化学沉淀法、聚凝法、中和法、氧化还原(包括电解)法等。物理化学法是利用物理化学作用去除废水中的污染物质，主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法等。生物处理法是通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机性污染物质转化为稳定、无害的物质，可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。

污水处理中的物理法操作方便，但是处理效果一般，不能深度去除污水中的有毒有害物质；生物处理法的处理周期很长，而有的方法甚至会存在生态风险或对环境造成二次污染；化学处理法则既可以深度去除污水中的有毒有害物质，而且处理周期相对于生物处理法短很多，因此是目前使用较为广泛的一种污水处理方法。但是化学处理方法中的处理剂对于污水的处理效果起着重要的作用。

如CN101607750A公开了一种污水净化剂，所述的污水净化剂中各组分的重量配比为：三氧化二铝粉10％～20％、高含量硅石粉10％～15％、硅藻土15％～25％、硅藻土培育基30％～40％、医用石膏粉5％～15％、石英石粉5％～15％。所述的污水净化剂中各组分的重量配比为：三氧化二铝粉10％～20％、高含量硅石粉10％～15％、硅藻土15％～25％、硅藻土培育基30％～40％、医用石膏粉5％～15％、石英石粉5％～15％。CN103269983A公开了一种洗衣漂洗水的净化剂组合物，所述组合物包含：a.30-70重量％的选自铝盐和铁盐的电解质絮凝剂；b.0.5-5重量％的中性和/或阴离子改性的聚合物凝聚剂(MW>100kD)；c.15-35重量％的无机填料，其密度为至少1.5kg/dm3；和d.20-40重量％的季铵阳离子表面活性剂和/或季铵化合物的聚合物的溶液。

净化剂在污水处理中可以缩短处理时间，提高处理的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在处理时间较短、用量较少的情况下获得较好处理效果的污水净化剂。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种污水净化剂，按质量分数含有：超细二氧化硅0.2-4％，例如为0.4％、0.9％、1.2％、1.7％、2.5％、3.4％、3.8％等，平均粒径在20-200nm的二氧化钛1-5％，例如为1.2％、1.7％、2.5％、3.3％、4.1％、4.8％等，平均粒径在55-250μm的无机絮凝剂30-60％，例如为33％、36％、42％、50％、55％等，50-200目的活性炭粉20-60％，例如为22％、28％、33％、36％、42％、50％、55％等，一级硅藻粉15-40％，例如为18％、23％、31％、37％等，重均分子量20万-100万的阳离子表面活性剂10-50％，例如为11％、17％、23％、26％、32％、40％、45％等，上述各组分含量之和为100％。

本发明中超细二氧化硅、纳米二氧化钛和平均粒径在55-250μm的无机絮凝剂组合可对无机重金属离子如铅、镉、汞、砷、铬等可取得极好的吸附效果，其中加入少量的超细二氧化硅、纳米二氧化钛即可大大提高絮凝剂对重金属离子的脱除效果，还能提高净化剂对氨氮类污染物的脱除。50-200目的活性炭粉、一级硅藻土和重均分子量20万-100万的阳离子表面活性剂的配合使用可除去污水中的有机物。本发明使用廉价、来源广泛的原料，组合作为污水处理剂取得了出乎预料的污水处理效果。在用量为1-3g/L的用量下，2h后常见重金属的脱除率即可达到90％以上，三氯甲烷、四氯甲烷、氟化物的脱除率达到90％以上。可见本发明的污水净化剂成本低廉且高效。

优选地，本发明的所述的净化剂，按质量分数含有：超细二氧化硅2-4％，平均粒径在20-200nm的二氧化钛3-5％，平均粒径在55-250μm的无机絮凝剂40-50％，50-200目的活性炭粉40-50％，一级硅藻粉20-30％，重均分子量20万-100万的阳离子表面活性剂30-50％，上述各组分含量之和为100％。

本发明的所述的净化剂中，所述的无机絮凝剂可以为聚合硫酸铁、硫酸铝与天然沸石粉的混合物。

本发明的所述的净化剂中，所述聚合硫酸铁、硫酸铝与天然沸石粉可以以质量比1:0.5-3:1-5，例如为1:0.6:2、1:0.9:1.3、1:1.5:3、1:2.2:3.3、1:2.6:4.2的比例混合。

本发明的所述的净化剂中，所述一级硅藻粉的尺寸为200-300目，保持合适的粒度即可获得较大的比表面积，又可使得最终制得的净化剂具有较好的分散性。

本发明的所述的净化剂中，所述阳离子表面活性剂可以为聚丙烯酰胺和十六烷基溴化吡啶的混合物。

本发明的所述的净化剂中，所述阳离子表面活性剂可以为聚丙烯酰胺和十六烷基溴化吡啶以质量比1:0.5-3，例如为1:0.7、1:1.1、1:1.7、1:2.2、1:2.8等的比例混合。

本发明的所述的净化剂中，所述活性炭粉与阳离子表面活性剂的质量比可以为1-5:1，例如为1.2:1、1.6:1,2.3:1、3.0:1、4.5:1等，优选为2-4:1。

本发明的目的之一还在于提供所述净化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将超细二氧化硅、纳米二氧化钛和无机絮凝剂用盐酸浸泡，取出后用水漂洗，烘干，烧结，冷却；

2)将活性炭粉和一级硅藻土粉烧结；

3)将步骤1)和步骤2)处理后原料和其余原料混合即得所述净化剂。

优选地，步骤1)所用盐酸浓度为15-25wt％；浸泡时间为20-100min；

优选地，所述烘干的温度为80-110℃，烘干的时间为2-5h；

优选地，所述烧结的温度为250-350℃，烧结的时间为30-80min；

优选地，步骤2)所述烧结的温度为220-280℃。

本发明的提供的污水净化剂组分简单、成本低廉，在较小的用量、较短的时间下达到了对无机重金属离子及有机污染物的良好的脱除效果。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

一种污水净化剂，按质量分数含有：超细二氧化硅0.4％，平均粒径在20nm的二氧化钛1％，平均粒径在100μm的无机絮凝剂39.6％，150目的活性炭粉40％，200-300目的一级硅藻粉30％，重均分子量50万的阳离子表面活性剂20％。

使用本发明的方法制备污水净化剂。

实施例2

一种污水净化剂，按质量分数含有：超细二氧化硅4％，平均粒径在200nm的二氧化钛5％，平均粒径在250μm的无机絮凝剂46％，50目的活性炭粉30％，一级硅藻粉40％，重均分子量100万的阳离子表面活性剂20％。

使用本发明的方法制备污水净化剂。

实施例3

按质量分数含有：超细二氧化硅2％，平均粒径在100nm的二氧化钛3％，平均粒径在55μm的无机絮凝剂30％，200目的活性炭粉33％，250-300目的一级硅藻粉15％，重均分子量20万的阳离子表面活性剂35％。

使用本发明的方法制备污水净化剂。

实施例4

按质量分数含有：超细二氧化硅3％，平均粒径在50nm的二氧化钛2％，平均粒径在200μm的无机絮凝剂40％，80目的活性炭粉20％，200-250目的一级硅藻粉20％，重均分子量70万的阳离子表面活性剂37％。

使用本发明的方法制备污水净化剂。

实施例5

一种污水净化剂，按质量分数含有：超细二氧化硅1％，平均粒径在150nm的二氧化钛4％，平均粒径在90μm的无机絮凝剂45％，50-200目的活性炭粉44％，200-300目的一级硅藻粉25％，重均分子量20万-100万的阳离子表面活性剂10％。

使用本发明的方法制备污水净化剂。

取生活污水或工厂污水，按1-3g/L的加入量加入本发明制得的污水净化剂，在加入净化剂前，及加入1-4h后测试污水中的常见重金属及有机物的含量，经计算得到加入本发明的污水净化剂1h后的的重金属及有机物的脱除率达到65％以上，加入本发明的污水净化剂2h后的的重金属及有机物的脱除率即可达到90％以上，加入本发明的污水净化剂4h后的的重金属及有机物的脱除率达到95％以上。可见本发明制得的污水处理剂具有很高的脱除效率。

申请人声明，所属技术领域的技术人员在上述实施例的基础上，将上述实施例某组分的具体含量点值，与发明内容部分的技术方案相组合，从而产生的新的数值范围，也是本发明的记载范围之一，本申请为使说明书简明，不再罗列这些数值范围。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的制作工艺，但本发明并不局限于上述制作步骤，即不意味着本发明必须依赖上述制作步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种污水净化剂，其特征在于，按质量分数含有：超细二氧化硅0.2-4％，平均粒径在20-200nm的二氧化钛1-5％，平均粒径在55-250μm的无机絮凝剂30-60％，50-200目的活性炭粉20-60％，一级硅藻粉15-40％，重均分子量20万-100万的阳离子表面活性剂10-50％，上述各组分含量之和为100％。

2.如权利要求1所述的净化剂，其特征在于，按质量分数含有：超细二氧化硅2-4％，平均粒径在20-200nm的二氧化钛3-5％，平均粒径在55-250μm的无机絮凝剂40-50％，50-200目的活性炭粉40-50％，一级硅藻粉20-30％，重均分子量20万-100万的阳离子表面活性剂30-50％，上述各组分含量之和为100％。

3.如权利要求1或2所述的净化剂，其特征在于，所述的无机絮凝剂为聚合硫酸铁、硫酸铝与天然沸石粉的混合物，优选聚合硫酸铁、硫酸铝与天然沸石粉以质量比1:0.5-3:1-5的比例混合。

4.如权利要求1或2所述的净化剂，其特征在于，所述一级硅藻粉的尺寸为200-300目。

5.如权利要求1或2所述的净化剂，其特征在于，所述阳离子表面活性剂为聚丙烯酰胺和十六烷基溴化吡啶的混合物。

6.如权利要求5所述的净化剂，其特征在于，所述阳离子表面活性剂为聚丙烯酰胺和十六烷基溴化吡啶以质量比1:0.5-3的比例混合。

7.如权利要求1或2所述的净化剂，其特征在于，所述活性炭粉与阳离子表面活性剂的质量比为1-5:1。

8.如权利要求7所述的净化剂，其特征在于，所述活性炭粉与阳离子表面活性剂的质量比为2-4:1。

9.一种权利要求1-8任一项所述净化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将超细二氧化硅、纳米二氧化钛和无机絮凝剂用盐酸浸泡，取出后用水漂洗，烘干，烧结，冷却；

2)将活性炭粉和一级硅藻粉混合烧结；

3)将步骤1)和步骤2)处理后原料和其余原料混合即得所述净化剂。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所用盐酸浓度为15-25wt％；浸泡时间为20-100min；

优选地，所述烘干的温度为80-110℃，烘干的时间为2-5h；

优选地，所述烧结的温度为250-350℃，烧结的时间为30-80min；

优选地，步骤2)所述烧结的温度为220-280℃。