CN105776576A - 一种造纸污水处理剂及其制备方法 - Google Patents

一种造纸污水处理剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种造纸污水处理剂及其制备方法，所述造纸污水处理剂，按照重量份的组分为：硅藻土60‑80份、活性淤泥20‑30份、多孔碎石粒20‑30份、改性木薯淀粉15‑25份、石膏粉5‑10份、醋酸钠40‑60份、竹炭20‑30份、黄原胶10‑20份、壳聚糖5‑10份、改性纤维素吸附剂15‑25份、复合絮凝剂2‑10份、微生物生物膜2‑10份、十二烷基硫酸钠1‑2份。本发明能够使得造纸污水的理化指标达到GB18918‑2002标准，且有效降低了COD、BOD、SS及金属离子含量；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，可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。

Description

一种造纸污水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理剂技术领域，具体是一种造纸污水处理剂及其制备方法。
背景技术
造纸废水主要来自造纸工业生产中的制浆和抄纸两个生产过程，制浆是把植物原料中的纤维分离出来，制成浆料，再经漂白；抄纸是把浆料稀释、成型、压榨、烘干，制成纸张。这两项工艺都排出大量废水，制浆产生的废水，污染最为严重。洗浆时排出废水呈黑褐色，称为黑水，黑水中污染物浓度很高，BOD含量高，含有大量纤维、无机盐和色素。漂白工序排出的废水也含有大量的酸碱物质。抄纸机排出的废水，称为白水，其中含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料。造纸工业污染严重，污染排放量大，每生产1吨浆就会产生80立方米污水。现已检测到的造纸废水中有机污染物就有300多种，造纸工业已成为全球第六大污染产业。
目前，处理造纸污水污染问题有物理、化学、生物等各种方法，但是物理方法多存在处理效果不佳，处理率不稳定问题；生物方法处理成本过高，不适宜推广使用；更多采用化学方法来处理污水，但是现有的污水处理剂，其试剂成分存在二次污染问题，对环境也会有一定的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种造纸污水处理剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种造纸污水处理剂，按照重量份的组分为：硅藻土60-80份、活性淤泥20-30份、多孔碎石粒20-30份、改性木薯淀粉15-25份、石膏粉5-10份、醋酸钠40-60份、竹炭20-30份、黄原胶10-20份、壳聚糖5-10份、改性纤维素吸附剂15-25份、复合絮凝剂2-10份、微生物生物膜2-10份、十二烷基硫酸钠1-2份；所述改性木薯淀粉制备方法，包括以下步骤：将木薯淀粉进行糊化，再将糊化后的木薯淀粉溶液、苏打粉、羧甲基纤维 素钠和聚乙烯醇混合及超声处理，最后滴加单体二乙烯苯和丙烯酸丁酯，恒温搅拌反应后得改性木薯淀粉；所述改性纤维素吸附剂制备方法，包括以下步骤：1)秸秆纤维素置于碱性水溶液中活化得到活化纤维素；2)活化纤维素与异丙醇、环氧氯丙烷反应制得环氧化纤维素；2)环氧化纤维素经柠檬酸和木质素磺酸钠处理后，并进行多次洗涤真空烘干，冷却至室温得到改性纤维素吸附剂；所述复合絮凝剂制备方法，包括以下步骤：将聚硅酸盐、聚合磷酸铁、粉煤灰和聚乙烯亚胺为主要原料，在一定浓度的硫酸下进行水浴共混，并以过硫酸铵为引发剂和以己二酸为偶联剂下聚合得到复合絮凝剂。
作为本发明进一步的方案：所述多孔碎石粒的颗粒大小为30-100目。
作为本发明进一步的方案：所述黄原胶的分子量在200-400万，粘度在600cp以上。
作为本发明进一步的方案：所述微生物生物膜是由假单胞菌属在活性炭上经48h以上的挂膜培养所得。
一种造纸污水处理剂的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，向硅藻土和活性淤泥中加水得到混合浆体，使其含水率为60％-90％，随后将多孔碎石粒加入，挤压制成5-10mm直径的颗粒；
(2)然后，将颗粒与改性木薯淀粉、石膏粉、醋酸钠、竹炭混合均匀，堆积12-24h后得到混合物I；
(3)其次，混合物I进行高温微波处理，高温微波处理的温度为160℃-240℃，时间为2h-6h，得到混合物II；
(4)接着，将混合物II与黄原胶、壳聚糖、改性纤维素吸附剂、复合絮凝剂、十二烷基硫酸钠进行混匀搅拌制浆，每种原料添加均间隔3-5min，得到混合物III；
(5)最后，将混合物III与微生物生物膜混匀并进行微胶囊化处理，随后置于2℃-8℃温度下低温烘干，得到造纸污水处理剂。
作为本发明进一步的方案：步骤(1)中混合浆体的含水率为75％。
作为本发明进一步的方案：步骤(3)中混高温微波处理的温度为200℃，时间为4h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明能够使得造纸污水的理化指标达到GB18918-2002标准，且有效降低了COD、BOD、SS及金属离子含量；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，可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
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种造纸污水处理剂，按照重量份的组分为：硅藻土60份、活性淤泥20份、多孔碎石粒20份、改性木薯淀粉15份、石膏粉5份、醋酸钠40份、竹炭20份、黄原胶10份、壳聚糖5份、改性纤维素吸附剂15份、复合絮凝剂2份、微生物生物膜2份、十二烷基硫酸钠1份；所述改性木薯淀粉制备方法，包括以下步骤：将木薯淀粉进行糊化，再将糊化后的木薯淀粉溶液、苏打粉、羧甲基纤维素钠和聚乙烯醇混合及超声处理，最后滴加单体二乙烯苯和丙烯酸丁酯，恒温搅拌反应后得改性木薯淀粉；所述改性纤维素吸附剂制备方法，包括以下步骤：1)秸秆纤维素置于碱性水溶液中活化得到活化纤维素；2)活化纤维素与异丙醇、环氧氯丙烷反应制得环氧化纤维素；2)环氧化纤维素经柠檬酸和木质素磺酸钠处理后，并进行多次洗涤真空烘干，冷却至室温得到改性纤维素吸附剂；所述复合絮凝剂制备方法，包括以下步骤：将聚硅酸盐、聚合磷酸铁、粉煤灰和聚乙烯亚胺为主要原料，在一定浓度的硫酸下进行水浴共混，并以过硫酸铵为引发剂和以己二酸为偶联剂下聚合得到复合絮凝剂；所述多孔碎石粒的颗粒大小为30-50目；所述黄原胶的分子量在200-400万，粘度在800cp；所述微生物生物膜是由假单胞菌属在活性炭上经48h的挂膜培养所得。
一种造纸污水处理剂的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，向硅藻土和活性淤泥中加水得到混合浆体，使其含水率为60％，随后将多孔碎石粒加入，挤压制成6mm直径的颗粒；
(2)然后，将颗粒与改性木薯淀粉、石膏粉、醋酸钠、竹炭混合均匀，堆积12h后得到混合物I；
(3)其次，混合物I进行高温微波处理，高温微波处理的温度为160℃，时间为2h，得到混合物II；
(4)接着，将混合物II与黄原胶、壳聚糖、改性纤维素吸附剂、复合絮凝剂、十二烷基硫酸钠进行混匀搅拌制浆，每种原料添加均间隔3min，得到混合物III；
(5)最后，将混合物III与微生物生物膜混匀并进行微胶囊化处理，随后置于6℃温度下低温烘干，得到造纸污水处理剂。
实施例2
一种造纸污水处理剂，按照重量份的组分为：硅藻土60份、活性淤泥20份、多孔碎石粒20份、改性木薯淀粉20份、石膏粉8份、醋酸钠50份、竹炭25份、黄原胶15份、壳聚糖5份、改性纤维素吸附剂20份、复合絮凝剂6份、微生物生物膜6份、十二烷基硫酸钠2份；所述改性木薯淀粉制备方法，包括以下步骤：将木薯淀粉进行糊化，再将糊化后的木薯淀粉溶液、苏打粉、羧甲基纤维素钠和聚乙烯醇混合及超声处理，最后滴加单体二乙烯苯和丙烯酸丁酯，恒温搅拌反应后得改性木薯淀粉；所述改性纤维素吸附剂制备方法，包括以下步骤：1)秸秆纤维素置于碱性水溶液中活化得到活化纤维素；2)活化纤维素与异丙醇、环氧氯丙烷反应制得环氧化纤维素；2)环氧化纤维素经柠檬酸和木质素磺酸钠处理后，并进行多次洗涤真空烘干，冷却至室温得到改性纤维素吸附剂；所述复合絮凝剂制备方法，包括以下步骤：将聚硅酸盐、聚合磷酸铁、粉煤灰和聚乙烯亚胺为主要原料，在一定浓度的硫酸下进行水浴共混，并以过硫酸铵为引发剂和以己二酸为偶联剂下聚合得到复合絮凝剂；所述多孔碎石粒的颗粒大小为40-60目；所述黄原胶的分子量在200-400万，粘度在1200cp；所述微生物生物膜是由假单胞菌属在活性炭上经48h的挂膜培养所得。
一种造纸污水处理剂的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，向硅藻土和活性淤泥中加水得到混合浆体，使其含水率为75％，随后将多孔碎石粒加入，挤压制成8m直径的颗粒；
(2)然后，将颗粒与改性木薯淀粉、石膏粉、醋酸钠、竹炭混合均匀，堆积20h后得到混合物I；
(3)其次，混合物I进行高温微波处理，高温微波处理的温度为160℃，时间为2h，得到混合物II；
(4)接着，将混合物II与黄原胶、壳聚糖、改性纤维素吸附剂、复合絮凝剂、十二烷基硫酸钠进行混匀搅拌制浆，每种原料添加均间隔3min，得到混合物III；
(5)最后，将混合物III与微生物生物膜混匀并进行微胶囊化处理，随后置于4℃温度下低温烘干，得到造纸污水处理剂。
实施例3
一种造纸污水处理剂，按照重量份的组分为：硅藻土70份、活性淤泥25份、多孔碎石粒25份、改性木薯淀粉20份、石膏粉8份、醋酸钠50份、竹炭25份、黄原胶15份、壳聚糖8份、改性纤维素吸附剂20份、复合絮凝剂6份、微生物生物膜6份、十二烷基硫酸钠2份；所述改性木薯淀粉制备方法，包括以下步骤：将木薯淀粉进行糊化，再将糊化后的木薯淀粉溶液、苏打粉、羧甲基纤维素钠和聚乙烯醇混合及超声处理，最后滴加单体二乙烯苯和丙烯酸丁酯，恒温搅拌反应后得改性木薯淀粉；所述改性纤维素吸附剂制备方法，包括以下步骤：1)秸秆纤维素置于碱性水溶液中活化得到活化纤维素；2)活化纤维素与异丙醇、环氧氯丙烷反应制得环氧化纤维素；2)环氧化纤维素经柠檬酸和木质素磺酸钠处理后，并进行多次洗涤真空烘干，冷却至室温得到改性纤维素吸附剂；所述复合絮凝剂制备方法，包括以下步骤：将聚硅酸盐、聚合磷酸铁、粉煤灰和聚乙烯亚胺为主要原料，在一定浓度的硫酸下进行水浴共混，并以过硫酸铵为引发剂和以己二酸为偶联剂下聚合得到复合絮凝剂；所述多孔碎石粒的颗粒大小为40-60目；所述黄原胶的分子量在200-400万，粘度在2000cp；所述微生物生物膜是由假单胞菌属在活性炭上经48h的挂膜 培养所得。
一种造纸污水处理剂的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，向硅藻土和活性淤泥中加水得到混合浆体，使其含水率为75％，随后将多孔碎石粒加入，挤压制成5mm直径的颗粒；
(2)然后，将颗粒与改性木薯淀粉、石膏粉、醋酸钠、竹炭混合均匀，堆积24h后得到混合物I；
(3)其次，混合物I进行高温微波处理，高温微波处理的温度为200℃，时间为4h，得到混合物II；
(4)接着，将混合物II与黄原胶、壳聚糖、改性纤维素吸附剂、复合絮凝剂、十二烷基硫酸钠进行混匀搅拌制浆，每种原料添加均间隔4min，得到混合物III；
(5)最后，将混合物III与微生物生物膜混匀并进行微胶囊化处理，随后置于6℃温度下低温烘干，得到造纸污水处理剂。
实施例4
一种造纸污水处理剂，按照重量份的组分为：硅藻土80份、活性淤泥30份、多孔碎石粒30份、改性木薯淀粉25份、石膏粉10份、醋酸钠60份、竹炭30份、黄原胶20份、壳聚糖10份、改性纤维素吸附剂25份、复合絮凝剂10份、微生物生物膜10份、十二烷基硫酸钠2份；所述改性木薯淀粉制备方法，包括以下步骤：将木薯淀粉进行糊化，再将糊化后的木薯淀粉溶液、苏打粉、羧甲基纤维素钠和聚乙烯醇混合及超声处理，最后滴加单体二乙烯苯和丙烯酸丁酯，恒温搅拌反应后得改性木薯淀粉；所述改性纤维素吸附剂制备方法，包括以下步骤：1)秸秆纤维素置于碱性水溶液中活化得到活化纤维素；2)活化纤维素与异丙醇、环氧氯丙烷反应制得环氧化纤维素；2)环氧化纤维素经柠檬酸和木质素磺酸钠处理后，并进行多次洗涤真空烘干，冷却至室温得到改性纤维素吸附剂；所述复合絮凝剂制备方法，包括以下步骤：将聚硅酸盐、聚合磷酸铁、粉煤灰和聚乙烯亚胺为主要原料，在一定浓度的硫酸下进行水浴共混，并以过硫酸铵为引发剂和以己二酸为偶联剂下聚合得到复合絮凝剂；所述多孔碎石粒的颗粒大小为90-100目；所述黄原胶的分子量 在200-400万，粘度在2000cp；所述微生物生物膜是由假单胞菌属在活性炭上经48h的挂膜培养所得。
一种造纸污水处理剂的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，向硅藻土和活性淤泥中加水得到混合浆体，使其含水率为75％，随后将多孔碎石粒加入，挤压制成7mm直径的颗粒；
(2)然后，将颗粒与改性木薯淀粉、石膏粉、醋酸钠、竹炭混合均匀，堆积24h后得到混合物I；
(3)其次，混合物I进行高温微波处理，高温微波处理的温度为200℃，时间为4h，得到混合物II；
(4)接着，将混合物II与黄原胶、壳聚糖、改性纤维素吸附剂、复合絮凝剂、十二烷基硫酸钠进行混匀搅拌制浆，每种原料添加均间隔5min，得到混合物III；
(5)最后，将混合物III与微生物生物膜混匀并进行微胶囊化处理，随后置于6℃温度下低温烘干，得到造纸污水处理剂。
实施例5
一种造纸污水处理剂，按照重量份的组分为：硅藻土80份、活性淤泥30份、多孔碎石粒30份、改性木薯淀粉25份、石膏粉10份、醋酸钠60份、竹炭30份、黄原胶20份、壳聚糖10份、改性纤维素吸附剂25份、复合絮凝剂10份、微生物生物膜10份、十二烷基硫酸钠2份；所述改性木薯淀粉制备方法，包括以下步骤：将木薯淀粉进行糊化，再将糊化后的木薯淀粉溶液、苏打粉、羧甲基纤维素钠和聚乙烯醇混合及超声处理，最后滴加单体二乙烯苯和丙烯酸丁酯，恒温搅拌反应后得改性木薯淀粉；所述改性纤维素吸附剂制备方法，包括以下步骤：1)秸秆纤维素置于碱性水溶液中活化得到活化纤维素；2)活化纤维素与异丙醇、环氧氯丙烷反应制得环氧化纤维素；2)环氧化纤维素经柠檬酸和木质素磺酸钠处理后，并进行多次洗涤真空烘干，冷却至室温得到改性纤维素吸附剂；所述复合絮凝剂制备方法，包括以下步骤：将聚硅酸盐、聚合磷酸铁、粉煤灰和聚乙烯亚胺为主要原料，在一定浓度的硫酸下进行水浴共混，并以过硫酸铵为引发剂和以己二酸为偶联剂 下聚合得到复合絮凝剂；所述多孔碎石粒的颗粒大小为50-100目；所述黄原胶的分子量在200-400万，粘度在2000cp；所述微生物生物膜是由假单胞菌属在活性炭上经48h的挂膜培养所得。
一种造纸污水处理剂的制备方法，具体步骤为：
(1)首先，向硅藻土和活性淤泥中加水得到混合浆体，使其含水率为90％，随后将多孔碎石粒加入，挤压制成6mm直径的颗粒；
(2)然后，将颗粒与改性木薯淀粉、石膏粉、醋酸钠、竹炭混合均匀，堆积24h后得到混合物I；
(3)其次，混合物I进行高温微波处理，高温微波处理的温度为240℃，时间为6h，得到混合物II；
(4)接着，将混合物II与黄原胶、壳聚糖、改性纤维素吸附剂、复合絮凝剂、十二烷基硫酸钠进行混匀搅拌制浆，每种原料添加均间隔5min，得到混合物III；
(5)最后，将混合物III与微生物生物膜混匀并进行微胶囊化处理，随后置于8℃温度下低温烘干，得到造纸污水处理剂。
检测实验
对比样品1：中国发明专利于2015年10月14日授权公告了一种造纸污水处理剂，公告号为CN 103708568 B，具体实施方式中按实施例1制备所得造纸污水处理剂A。
对比样品2：中国发明专利于2015年10月14日授权公告了一种造纸污水处理剂，公告号为CN 103708568 B，具体实施方式中按实施例2制备所得造纸污水处理剂B。
对比样品3：中国发明专利于2015年10月14日授权公告了一种造纸污水处理剂，公告号为CN 103708568 B，具体实施方式中按实施例3制备所得造纸污水处理剂C。
分别称取实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5和对比样品1、对比样品2、对比样品3各1kg加入到20kg的造纸污水中，控温在25℃，不断搅拌1h，分别以COD、BOD、SS、金属离子含量作为评价标准测试了本发明的造纸污水处理剂的效果，测试结果表1。
由此可见，本发明的造纸污水处理剂，比之前的发明创造有更好的显著处理效果，本发明能够使得造纸污水的理化指标达到GB18918-2002标准(可以达到一级B标准以上)，且有效降低了COD、BOD、SS及金属离子含量；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，可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。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可 以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种造纸污水处理剂，其特征在于，按照重量份的组分为：硅藻土60-80份、活性淤泥20-30份、多孔碎石粒20-30份、改性木薯淀粉15-25份、石膏粉5-10份、醋酸钠40-60份、竹炭20-30份、黄原胶10-20份、壳聚糖5-10份、改性纤维素吸附剂15-25份、复合絮凝剂2-10份、微生物生物膜2-10份、十二烷基硫酸钠1-2份；所述改性木薯淀粉制备方法，包括以下步骤：将木薯淀粉进行糊化，再将糊化后的木薯淀粉溶液、苏打粉、羧甲基纤维素钠和聚乙烯醇混合及超声处理，最后滴加单体二乙烯苯和丙烯酸丁酯，恒温搅拌反应后得改性木薯淀粉；所述改性纤维素吸附剂制备方法，包括以下步骤：1）秸秆纤维素置于碱性水溶液中活化得到活化纤维素；2）活化纤维素与异丙醇、环氧氯丙烷反应制得环氧化纤维素；2）环氧化纤维素经柠檬酸和木质素磺酸钠处理后，并进行多次洗涤真空烘干，冷却至室温得到改性纤维素吸附剂；所述复合絮凝剂制备方法，包括以下步骤：将聚硅酸盐、聚合磷酸铁、粉煤灰和聚乙烯亚胺为主要原料，在一定浓度的硫酸下进行水浴共混，并以过硫酸铵为引发剂和以己二酸为偶联剂下聚合得到复合絮凝剂。
2.根据权利要求1所述的造纸污水处理剂，其特征在于，所述多孔碎石粒的颗粒大小为30-100目。
3.根据权利要求1所述的造纸污水处理剂，其特征在于，所述黄原胶的分子量在200-400万，粘度在600cp以上。
4.根据权利要求1所述的造纸污水处理剂，其特征在于，所述微生物生物膜是由假单胞菌属在活性炭上经48h以上的挂膜培养所得。
5.一种如权利要求1-4任一所述的造纸污水处理剂的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
（1）首先，向硅藻土和活性淤泥中加水得到混合浆体，使其含水率为60%-90%，随后将多孔碎石粒加入，挤压制成5-10mm直径的颗粒；
（2）然后，将颗粒与改性木薯淀粉、石膏粉、醋酸钠、竹炭混合均匀，堆积12-24h后得到混合物I；
（3）其次，混合物I进行高温微波处理，高温微波处理的温度为160℃-240℃，时间为2h-6h，得到混合物II；
（4）接着，将混合物II与黄原胶、壳聚糖、改性纤维素吸附剂、复合絮凝剂、十二烷基硫酸钠进行混匀搅拌制浆，每种原料添加均间隔3-5min，得到混合物III；
（5）最后，将混合物III与微生物生物膜混匀并进行微胶囊化处理，随后置于2℃-8℃温度下低温烘干，得到造纸污水处理剂。
6.根据权利要求5所述的造纸污水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中混合浆体的含水率为75%。
7.根据权利要求5所述的造纸污水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中混高温微波处理的温度为200℃，时间为4h。
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