CN105776469A - 一种重金属絮凝净水剂的制备方法 - Google Patents

一种重金属絮凝净水剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种重金属絮凝净水剂的制备方法，该絮凝净水剂的原料按如下重量份配比：精制彭润土30‑45、铝铁系絮凝剂20‑35、磷酸三钾5‑12、硫酸钙6‑11，该方法包括如下步骤：(1)按照上述重量份配比准备原料；(2)均质混合，将精制彭润土、铝铁系絮凝剂放入高速均混机中混合，一定时间后在1000倍显微镜下观察混合粒度分布，混均度高于98%为合格;(3)在球磨机内装入磷酸三钾、硫酸钙，开机30分钟，在上述时间后分批加入(2)步骤所述的已混均的物料，球磨60‑90分钟，得到净水剂。本发明具有产率高，成本较低，絮凝体密实、沉降快、沉渣含水量低，对水体中的重金属去除更显良好等特点。

Description

一种重金属絮凝净水剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种重金属絮凝净水剂的制备方法。
背景技术
随着我国生产工业化和生活水平的快速提高，每年生产废水和生活污水的排放量也在呈级数地快速增长，高效、安全地对这些废水和污水进行处理是环境保护以及资源化协调发展面临的一大难题，也是众多化工企业亟需摆脱的困境之一。
絮凝净水技术，是世界各国普遍采用的既经济又简便且具有高效的水处理技术。现有絮凝剂产品，按其化学成份被分为无机絮凝剂和有机絮凝剂;按其使用量，无机絮凝剂占市场用量80%以上，有机絮凝剂约占20%左右。无机絮凝剂，主要产品是聚合氯化铝，占有无机絮凝剂类产品市场用量80%左右，为主流产品，广泛使用在饮用水、工业用水、废水处理等水处理领域。但是，聚合氯化铝絮凝剂的缺点是Al3+离子的水相转移对人体、生物体、微生物体、植物体产生四大环保负效应，水中残留的铝和重金属对促发老年痴呆症、心血管等疾病有密切关联;在微酸性水中无絮凝效果，加碱提高PH值后才有作用;絮凝体松散、沉淀慢、污泥含水高、用量大等弊端。故而，研制优质、高效、低廉、安全、无毒水处理絮凝净水剂是当今各国共同关注的大课题，也是人类生活、生产面临的当务之急。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种重金属絮凝净水剂的制备方法。本发明具有产率高，成本较低，絮凝体密实、沉降快、沉渣含水量低，对水体中的重金属去除更显良好等特点。
为实现上述目的，本发明提供一种重金属絮凝净水剂的制备方法，该絮凝净水剂的原料按如下重量份配比：精制彭润土30-45、铝铁系絮凝剂20-35、磷酸三钾5-12、硫酸钙6-11，该方法包括如下步骤：
(1)按照上述重量份配比准备原料；
(2)均质混合，将精制彭润土、铝铁系絮凝剂放入高速均混机中混合，一定时间后在1000倍显微镜下观察混合粒度分布，混均度高于98%为合格;
(3)在球磨机内装入磷酸三钾、硫酸钙，开机30分钟，在上述时间后分批加入(2)步骤所述的已混均的物料，球磨60-90分钟，得到净水剂；
其中，原料中的铝铁系絮凝剂，由如下工艺制得：
(11)将硅酸钠配置成聚合硅酸钠溶液，用于配置聚合硅酸钠溶液的硅酸钠与水的质量比为(0.5-0.8)：100。；
(12)向聚合硅酸钠溶液中加入稀硫酸，稀硫酸的浓度为0.15-0.18mol/L，稀硫酸的加入能够使聚合硅酸钠得到一定程度的活化，有利于后续反应的进行，所述稀硫酸加入后，继续搅拌反应10-30min，使溶液pH值降至8-10；
(13)继续向溶液中加入双氰胺、季铵盐和铁盐的混合溶液，控制温度在60℃-80℃反应一段时间；
(14)继续向溶液中加入铝盐溶液，铝盐溶液中铝离子的浓度为120-135g/L，加入所述铝盐溶液后反应时间为2-4h，控制温度在60℃-80℃反应一段时间；铁盐优选的包括氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的一种或多种；所述铝盐优选的包括氯化铝、硫酸铝、硝酸铝；
(15)停止反应后将溶液静置熟化，熟化静置时间为12-36h，得到铝铁系絮凝剂。
优选的，所述步骤(13)中，双氰胺、季铵盐和铁盐的混合溶液中，双氰胺浓度为30-35g/L， 季铵盐的浓度为3-5g/L，铁盐中三价铁离子的浓度为35-40g/L，其中所述双氰胺、季铵盐和铁盐的混合溶液的加入量与步骤(11)中聚合硅酸钠溶液的体积比为(0.3-0.5)：1，加入所述双氰胺、季铵盐和铁盐的混合溶液后，反应时间为1-1.5h。
有益效果
（1）其原料易得、价格便宜、制备简单，其产品用于处理饮用水、工业用水及污水具有絮凝沉降速度快。
（2）无毒无污染，在水中可自然分解，大大降低了二次生化污染；吸附污水中有色杂质，对水中的金属离子如：Hg2 +、Ni2 +、Cu2 +、pb2 +、CA2 +、Ag+等具有明显的吸附和络合作用。
具体实施方式
实施例一
本实施例絮凝净水剂的原料按如下重量份配比：精制彭润土30、铝铁系絮凝剂20、磷酸三钾5、硫酸钙6。按照上述重量份配比准备原料。
其中，原料中的铝铁系絮凝剂，由如下工艺制得：
将硅酸钠配置成聚合硅酸钠溶液，用于配置聚合硅酸钠溶液的硅酸钠与水的质量比为0.5：100。
向聚合硅酸钠溶液中加入稀硫酸，稀硫酸的浓度为0.15mol/L，稀硫酸的加入能够使聚合硅酸钠得到一定程度的活化，有利于后续反应的进行，所述稀硫酸加入后，继续搅拌反应10min，使溶液pH值降至8-10。
继续向溶液中加入双氰胺、季铵盐和铁盐的混合溶液，控制温度在60℃℃反应一段时间。双氰胺、季铵盐和铁盐的混合溶液中，双氰胺浓度为30/L， 季铵盐的浓度为3g/L，铁盐中三价铁离子的浓度为35g/L，其中所述双氰胺、季铵盐和铁盐的混合溶液的加入量与聚合硅酸钠溶液的体积比为0.3：1，加入所述双氰胺、季铵盐和铁盐的混合溶液后，反应时间为1h。
继续向溶液中加入铝盐溶液，铝盐溶液中铝离子的浓度为120g/L，加入所述铝盐溶液后反应时间为2h，控制温度在60℃反应一段时间；铁盐优选的包括氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的一种或多种；所述铝盐优选的包括氯化铝、硫酸铝、硝酸铝。
停止反应后将溶液静置熟化，熟化静置时间为12h，得到铝铁系絮凝剂。
均质混合，将精制彭润土、铝铁系絮凝剂放入高速均混机中混合，一定时间后在1000倍显微镜下观察混合粒度分布，混均度高于98%为合格。
在球磨机内装入磷酸三钾、硫酸钙，开机30分钟，在上述时间后分批加入所述的已混均的物料，球磨60分钟，得到净水剂。
实施例二
本实施例絮凝净水剂的原料按如下重量份配比：精制彭润土45、铝铁系絮凝剂35、磷酸三钾12、硫酸钙11。按照上述重量份配比准备原料。
其中，原料中的铝铁系絮凝剂，由如下工艺制得：
将硅酸钠配置成聚合硅酸钠溶液，用于配置聚合硅酸钠溶液的硅酸钠与水的质量比为0.8：100。
向聚合硅酸钠溶液中加入稀硫酸，稀硫酸的浓度为0.18mol/L，稀硫酸的加入能够使聚合硅酸钠得到一定程度的活化，有利于后续反应的进行，所述稀硫酸加入后，继续搅拌反应30min，使溶液pH值降至8-10。
继续向溶液中加入双氰胺、季铵盐和铁盐的混合溶液，控制温度在80℃反应一段时间。双氰胺、季铵盐和铁盐的混合溶液中，双氰胺浓度为35g/L， 季铵盐的浓度为5g/L，铁盐中三价铁离子的浓度为40g/L，其中所述双氰胺、季铵盐和铁盐的混合溶液的加入量与聚合硅酸钠溶液的体积比为0.5：1，加入所述双氰胺、季铵盐和铁盐的混合溶液后，反应时间为1.5h。
继续向溶液中加入铝盐溶液，铝盐溶液中铝离子的浓度为135g/L，加入所述铝盐溶液后反应时间为4h，控制温度在80℃反应一段时间；铁盐优选的包括氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的一种或多种；所述铝盐优选的包括氯化铝、硫酸铝、硝酸铝。
停止反应后将溶液静置熟化，熟化静置时间为36h，得到铝铁系絮凝剂。
均质混合，将精制彭润土、铝铁系絮凝剂放入高速均混机中混合，一定时间后在1000倍显微镜下观察混合粒度分布，混均度高于98%为合格。
在球磨机内装入磷酸三钾、硫酸钙，开机30分钟，在上述时间后分批加入所述的已混均的物料，球磨90分钟，得到净水剂。
对比例
从市场上购得的絮凝剂。
将具体实施例一、二及市场的净水剂进行对比测试，结果如下：
污水COD mg/L 污水ss mg/L 出水COD 去除率 出水SS去除率
实施例一 231 182 89% 82%
实施例二 231 182 87% 81%
对比例 231 182 70% 65%
通过上述数据的对比，本发明的具体实施例一、二与市场销售的净水剂产品进行对比，其中的本发明的COD去除率、SS去除率明显高于现有产品，对污水的处理得到大幅度的提升。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种重金属絮凝净水剂的制备方法，该絮凝净水剂的原料按如下重量份配比：精制彭润土30-45、铝铁系絮凝剂20-35、磷酸三钾5-12、硫酸钙6-11，该方法包括如下步骤：
(1)按照上述重量份配比准备原料；
(2)均质混合，将精制彭润土、铝铁系絮凝剂放入高速均混机中混合，一定时间后在1000倍显微镜下观察混合粒度分布，混均度高于98%为合格;
(3)在球磨机内装入磷酸三钾、硫酸钙，开机30分钟，在上述时间后分批加入(2)步骤所述的已混均的物料，球磨60-90分钟，得到净水剂；
其中，原料中的铝铁系絮凝剂，由如下工艺制得：
(11)将硅酸钠配置成聚合硅酸钠溶液，用于配置聚合硅酸钠溶液的硅酸钠与水的质量比为(0.5-0.8)：100；
(12)向聚合硅酸钠溶液中加入稀硫酸，稀硫酸的浓度为0.15-0.18mol/L，稀硫酸的加入能够使聚合硅酸钠得到一定程度的活化，有利于后续反应的进行，所述稀硫酸加入后，继续搅拌反应10-30min，使溶液pH值降至8-10；
(13)继续向溶液中加入双氰胺、季铵盐和铁盐的混合溶液，控制温度在60℃-80℃反应一段时间；
(14)继续向溶液中加入铝盐溶液，铝盐溶液中铝离子的浓度为120-135g/L，加入所述铝盐溶液后反应时间为2-4h，控制温度在60℃-80℃反应一段时间；铁盐优选的包括氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的一种或多种；所述铝盐优选的包括氯化铝、硫酸铝、硝酸铝；
(15)停止反应后将溶液静置熟化，熟化静置时间为12-36h，得到铝铁系絮凝剂。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(13)中，双氰胺、季铵盐和铁盐的混合溶液中，双氰胺浓度为30-35g/L， 季铵盐的浓度为3-5g/L，铁盐中三价铁离子的浓度为35-40g/L，其中所述双氰胺、季铵盐和铁盐的混合溶液的加入量与步骤(11)中聚合硅酸钠溶液的体积比为(0.3-0.5)：1，加入所述双氰胺、季铵盐和铁盐的混合溶液后，反应时间为1-1.5h。
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