CN105967291A - 一种用于黑臭地表水生态修复的絮凝剂及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于黑臭地表水生态修复的絮凝剂，属于污水处理技术领域，解决了现有的无机絮凝剂絮凝力弱和沉淀速度慢的技术问题，一种用于黑臭地表水生态修复的絮凝剂，包括以下组分及各组分的重量份为：改性海泡石粉：5～20份；改性硅藻土粉：5～20份；改性膨润土粉：5～20份；磁铁粉：5～10份；石膏粉：20～45份；明矾石粉：10～40份；苏打粉：10～25份；硅酸盐水泥粉：5～20份；本发明还公开了该絮凝剂的生产工艺。

Description

一种用于黑臭地表水生态修复的絮凝剂及其生产工艺

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种絮凝剂及其生产工艺。

背景技术

随着城市化的快速发展，人口密度不断增加，工业得以快速发展，由于生活污水、工业废水等都排入河道当中，导致了河道的水质呈现黑色，水体中的水生植物无法接受阳光，水体的自净能力下降，水体中的微生物大量繁殖导致恶臭产生，给环境带来较大的破坏。

目前，人们通常采用絮凝剂来处理这类污水，絮凝剂是将污水中的污浊物凝聚成固体漂沉淀来净化水质，其分为有机絮凝剂和无机絮凝剂。有机絮凝剂是以有机高分子为主剂，被处理水里会遗留下大量的有机物，导致水体中的微生物大量繁殖，形成二次污染。所以，处理黑臭地表污水一般采用无机絮凝剂，而无机絮凝剂主要是利用铝离子或铁离子的正电离子的絮凝力，其存在絮凝力弱和沉淀速度慢的缺点。

发明内容

本发明要达到的目的就是提供一种用于黑臭地表水生态修复的絮凝剂，解决现有的无机絮凝剂絮凝力弱和沉淀速度慢的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于黑臭地表水生态修复的絮凝剂，包括以下组分及各组分的重量份为：

一种如上述技术方案所述的絮凝剂的生产工艺，包括以下步骤：

步骤一，将海泡石、硅藻土和膨润土分别研磨成粒径小于0.1mm的颗粒；

步骤二，将步骤一处理后的海泡石、硅藻土和膨润土分别与1.8-2.4mol/L的HCl溶液以1kg比1.25L的比例混合，并在常温下至少浸泡2h；

步骤三，将步骤二处理后的海泡石、硅藻土和膨润土分别用去离子水洗至中性，并分别在烘箱中去除表面水分；

步骤四，将步骤三处理后的海泡石、硅藻土和膨润土分别与氧化铝以10:3的质量比混均，再分别于550-650℃温度下灼烧1h，制成改性海泡石粉、改性硅藻土粉和改性膨润土粉；

步骤五，将步骤四制成的改性海泡石粉、改性硅藻土粉和改性膨润土粉分别研磨成粒径小于0.1mm的颗粒；

步骤六，将步骤五处理后的改性海泡石粉、改性硅藻土粉和改性膨润土粉与粒径小于0.1mm的磁铁粉、石膏粉、明矾石粉以及硅酸盐水泥粉以按比例混均制成絮凝剂。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

1.由于加入了硅酸盐水泥粉和磁铁粉，水泥和磁铁粉构成凝聚体的核心，可以强化因凝聚形成的凝聚体，加快由水泥和磁铁粉自身的高比重引起的凝聚体的下沉速度，快速提高水体的透明度，使水体中的水生植物恢复生长，提升实体的自净能力，另外，硅酸盐水泥粉和磁铁粉还能使絮凝剂具有较强的pH缓冲能力，防止污水的pH值剧烈变化而影响水生植物的生长；

2.石膏粉和苏打粉的大幅度电位差与改性膨润土、改性硅藻土、改性海泡石和明矾石的电位相对峙，相隔甚远的物质因电位差促进彼此结合而形成坚固的絮凝力，能有效地将悬浮物和污染物凝聚沉淀起来，而石膏粉最主要的目的是助于凝聚体脱水，能使污泥减容；

3.本发明的主原料采用膨润土、硅藻土、海泡石、石膏粉和明矾石粉，其均为无机天然矿物，因此处理后的地表水里不会遗留有机物，污水经絮凝剂沉淀处理后排放到水体中不会破坏微生物环境，实现了环境保护。

具体实施方式

本发明提供一种用于黑臭地表水生态修复的絮凝剂，包括以下组分及各组分的重量份为：

一种如上述技术方案所述的絮凝剂的生产工艺，包括以下步骤：

步骤一，将海泡石、硅藻土和膨润土分别研磨成粒径小于0.1mm的颗粒；

步骤二，将步骤一处理后的海泡石、硅藻土和膨润土分别与1.8-2.4mol/L的HCl溶液以1kg比1.25L的比例混合，并在常温下至少浸泡2h；

步骤三，将步骤二处理后的海泡石、硅藻土和膨润土分别用去离子水洗至中性，并分别在烘箱中去除表面水分；

步骤四，将步骤三处理后的海泡石、硅藻土和膨润土分别与氧化铝以10:3的质量比混均，再分别于550-650℃温度下灼烧1h，制成改性海泡石粉、改性硅藻土粉和改性膨润土粉；

步骤五，将步骤四制成的改性海泡石粉、改性硅藻土粉和改性膨润土粉分别研磨成粒径小于0.1mm的颗粒；

步骤六，将步骤五处理后的改性海泡石粉、改性硅藻土粉和改性膨润土粉与粒径小于0.1mm的磁铁粉、石膏粉、明矾石粉以及硅酸盐水泥粉以按比例混均制成絮凝剂。

黑臭地表水进行生态修复工程前，使用本发明的絮凝剂，根据需处理黑臭河水量和水质情况，每吨水添加20～60g上述絮凝剂，边加絮凝剂边采用船桨进行混匀，2～3小时后黑臭河水变澄清，透明度可达到60～100cm以上，完全满足水生植物等生物生长对阳光的需求，有助于黑臭地表水进行生态修复工程，种植和培育水生生物，加快沉水植物等水生生物种群恢复，提升水体自净力，最终实现黑臭地表水体的生态重建和水质的保护。

下面通过对照实验来确认本发明所含的各种成分的功能，该实验设定6种不同组分的絮凝剂作为6个实验组，其中，实验组6的组成为基准，根据成分变化，分别减去相应组分形成实验组5～实验组1，具体的，实验组1是由明矾石粉单独生成的传统絮凝剂，实验组2是由明矾石、改性海泡石和苏打粉混合后生成的絮凝剂，实验组3是由明矾石、改性海泡石、改性硅藻土和苏打粉混合后生成的絮凝剂，实验组4是由明矾石、改性海泡石、改性硅藻土、改性膨润土和苏打粉混合后生成的絮凝剂，实验组5是由明矾石、改性海泡石、改性硅藻土、改性膨润土、硅酸盐水泥粉和苏打粉混合后生成的絮凝剂，实验组6是由明矾石、改性海泡石、改性硅藻土、改性膨润土、硅酸盐水泥粉、磁铁粉和苏打粉混合后生成的絮凝剂。

为了消除絮凝剂各组分的重量份对实验的影响，实验组6的组分重量份采用本发明的絮凝剂最优选的重量份配比，具体的，实验组6由5重量份的改性海泡石粉、5重量份的改性硅藻土粉、5重量份的改性膨润土、10重量份的磁铁粉、15重量份的石膏粉、35重量份的明矾石粉、15重量份的苏打粉、10重量份的硅酸盐水泥粉均匀的分散混合后生成，相应的，实验组5～实验组1为实验组6减去相应组分和重量份形成。

然后，将这6个实验组的絮凝剂分别取40ppm添加到1升1000ppm的黑臭河水中，对絮凝产生的凝聚体的直径及凝聚后的上层澄清水的清澈度，以及澄清所需时间进行了观察。

其结果如表1：

实施例	凝聚体	清澈度	澄清所需时间
				1	×	×	-
2	△	△	5.0小时
				3	O	O	4.2小时
4	◎	◎	2.0小时
				5	◎	◎	1.5小时
6	◎	◎	1小时

注◎非常良好 O良好 △有点不良 ×不良

表1

通过表1得知，实验组1中明矾石粉，虽然有凝聚效果，但是生成的凝聚体非常细小，证实其不能使凝聚体充分聚集，导致上层的澄清水中有微粒子漂浮，所以，证实明矾石粉没有很快的下沉速度及坚固的凝聚力。

在实验组1中加入了改性海泡石和苏打粉形成实验组2，实验组2凝聚形成凝聚物的直径很大，说明其凝聚力很高，也因此证实了通过往明矾石粉里加改性海泡石和苏打粉便可以提高凝聚力。但是因为上层的澄清水部分仍有若干漂浮的微粒子，说明通过实验组2产生的凝聚体比重小，在下沉的速度方面没有很好的效果，相应沉淀时间长。

下面再来看一下实验组3～6，随着组分的增加，絮凝效果和澄清时间据显著提高和改善，特别是实验组6，与其他实验组相比，与絮凝形成凝聚体的直径及上层的澄清水部分的清澈度以及澄清所需时间都表现非常良好。这是因为硅酸盐水泥粉和磁铁粉的加入，他们有较强的pH缓冲能力，其既可以强化因凝聚形成的凝聚体，提高凝聚效率，水泥和磁铁粉构成凝聚体的核心，加快由水泥和磁铁粉自身的高比重引起的凝聚体的下沉速度，进而使凝聚体和水分充分的分离。也就是说，水泥和磁铁粉不仅有防止被处理水的pH值变化的作用，还有强化凝聚体产生加快凝聚体下沉速度的双重作用。因此各组分充分协调作用下，取得了非常良好的效果。这说明通过本发明可以得到足够的凝聚力和下沉速度。特别是实验组6的絮凝剂，其凝聚力和下沉速度达到最好。

通过上述对比实验，可见本发明的絮凝剂可快速实现黑臭地表水澄清和提高透明度，有助于黑臭地表水进行生态修复工程，加快沉水植物等水生生物种群恢复，提升水体自净力，是一较佳的絮凝剂配方组成。

Claims (2)

1.一种用于黑臭地表水生态修复的絮凝剂，其特征在于，包括以下组分及各组分的重量份为：

2.一种如权利要求1所述的絮凝剂的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将海泡石、硅藻土和膨润土分别研磨成粒径小于0.1mm的颗粒；

步骤二，将步骤一处理后的海泡石、硅藻土和膨润土分别与1.8-2.4mol/L的HCl溶液以1kg比1.25L的比例混合，并在常温下至少浸泡2h；

步骤三，将步骤二处理后的海泡石、硅藻土和膨润土分别用去离子水洗至中性，并分别在烘箱中去除表面水分；

步骤四，将步骤三处理后的海泡石、硅藻土和膨润土分别与氧化铝以10:3的质量比混均，再分别于550-650℃温度下灼烧1h，制成改性海泡石粉、改性硅藻土粉和改性膨润土粉；

步骤五，将步骤四制成的改性海泡石粉、改性硅藻土粉和改性膨润土粉分别研磨成粒径小于0.1mm的颗粒；

步骤六，将步骤五处理后的改性海泡石粉、改性硅藻土粉和改性膨润土粉与粒径小于0.1mm的磁铁粉、石膏粉、明矾石粉以及硅酸盐水泥粉以按比例混均制成絮凝剂。