CN106006895A - 一种土基污水处理絮凝剂及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种土基污水处理絮凝剂，其组成以及质量份数为：木质素磺酸钠9‑15份，氧化镥5‑10份，氧化铝3‑8份，氧化钙5‑7份，高岭土4‑9份，木醋液3‑10份，水玻璃2‑6份，石斛叶粉5‑7份，亚硫酸钠4‑8份，陶瓷纤维6‑9份，片碱4‑8份，云母6‑9份，长石3‑10份，硫酸亚铁7‑9份，粘土3‑8份，石膏2‑6份，氮化硼6‑10份，羧甲基纤维素1‑5份，环氧树脂1‑3份，硅酸铝纤维8‑13份，堇青石粉11‑13份，膨润土9‑14份，氧化铝7‑15份，陶土5‑8份，萝卜叶粉1‑3份。本发明的絮凝剂对被污染水体中有害物质具有很强的吸附、絮凝作用和转化、分离、沉淀作用，并具有良好的杀菌、抗菌和除臭、脱色作用，可有效消除被污染水体中的污染物。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种土基污水处理絮凝剂及其制备工艺。
背景技术
随着城市人口的增加和工农业生产的发展，污水排放量不断增加，水体污染对生态环境的破坏，严重威胁着人类的生存和健康。因而，污水净化处理问题日益得到重视。但由于经济条件和诸多客观条件制约，城乡污水仅有部分得到治理，还有很多污水特别是部分生活污水，无法进入污水处理厂进行净化处理，直接排入沟渠、河流，形成大量污水河、臭水沟现象；城乡大量垃圾的堆弃、农业废弃物的腐烂、化肥农药的大量使用等面源污染物，随雨水冲刷流入河流和渗入地下，造成水体富营养化污染，施入农田的化肥有50％～80％流入江河、湖海和渗入地下水体中。近年来出现的太湖蓝藻爆发事件、滇池污染事件均是水富营养化污染造成的。现实中还不时出现污染突发事件，像2006年出现的松花江污染事件、牡丹江污染事件。目前的污水净化处理技术主要是把污水引入污水处理设施，通过絮凝、沉淀、分离等工艺进行净化处理，而上述这些被污染水体由于条件限制或者由于数量巨大，无法通过污水处理设施进行处理，而采用活性炭等净化剂处理成本过高，难以实施。因此，上述被污染水体的处理成为一个技术难点。
絮凝法处理污水是目前最经济，最实用的方法之一。通过向水体中投加絮凝剂，使水中污染物形成难溶或不溶物漂浮在水上或沉到水底，最终达到去除的目的。
絮凝剂是一种可使液体中不易沉降的悬浮颗粒凝聚沉降的物质。絮凝剂的种类包括:无机絮凝剂、有机合成高分子絮凝剂、天然生物高分子絮凝剂。在这些絮凝剂中有机合成的高分子絮凝剂因其良好的絮凝效果和低廉的价格而被广泛的应用。但是人工合成的絮凝剂如聚丙烯酰胺的单体有神经毒性和“三致”效应(致畸、致癌、致突变)，铝盐具有毒性，会影响人类的健康，铁盐会造成处理水后带颜色，高浓度的铁也会对人类健康和生态环境产生不利，因此本发明技术也尽量避免或者减少使用此类物质，以确保污染治理的安全性，减少二次污染。
微生物絮凝剂是利用微生物技术，通过细菌、真菌等微生物发酵提取精制而得的，具有易于被生物分解和安全性高的优点，是一种高效、无毒无二次污染的絮凝剂，可以克服传统的无机高分子和合成有机高分子絮凝剂固有的缺陷，最终实现无污染排放，但其成本相对较高，而且微生物生长繁殖受环境影响较大，随着环境的变化，其使用范围也受到限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种土基污水处理絮凝剂，其絮凝效果好，使用方便、快捷、经济。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种土基污水处理絮凝剂，其组成以及质量份数为：木质素磺酸钠9-15份，氧化镥5-10份，氧化铝3-8份，氧化钙5-7份，高岭土4-9份，木醋液3-10份，水玻璃2-6份，石斛叶粉5-7份，亚硫酸钠4-8份，陶瓷纤维6-9份，片碱4-8份，云母6-9份，长石3-10份，硫酸亚铁7-9份，粘土3-8份，石膏2-6份，氮化硼6-10份，羧甲基纤维素1-5份，环氧树脂1-3份，硅酸铝纤维8-13份，堇青石粉11-13份，膨润土9-14份，氧化铝7-15份，陶土5-8份，萝卜叶粉1-3份。
进一步地，其组成以及质量份数为：木质素磺酸钠10份，氧化镥8份，氧化铝6份，氧化钙6份，高岭土6份，木醋液6份，水玻璃4份，石斛叶粉6份，亚硫酸钠5份，陶瓷纤维7份，片碱5份，云母7份，长石5份，硫酸亚铁8份，粘土7份，石膏5份，氮化硼7份，羧甲基纤维素3份，环氧树脂2份，硅酸铝纤维10份，堇青石粉12份，膨润土12份，氧化铝10份，陶土6份，萝卜叶粉2份。
进一步地，其组成以及质量份数为：木质素磺酸钠9份，氧化镥5份，氧化铝8份，氧化钙5份，高岭土9份，木醋液3份，水玻璃2份，石斛叶粉5份，亚硫酸钠4份，陶瓷纤维6份，片碱4份，云母6份，长石3份，硫酸亚铁7份，粘土3份，石膏2份，氮化硼6份，羧甲基纤维素1份，环氧树脂1份，硅酸铝纤维8份，堇青石粉11份，膨润土9份，氧化铝7份，陶土5份，萝卜叶粉1份。
进一步地，其组成以及质量份数为：木质素磺酸钠15份，氧化镥10份，氧化铝8份，氧化钙7份，高岭土9份，木醋液10份，水玻璃6份，石斛叶粉7份，亚硫酸钠8份，陶瓷纤维9份，片碱8份，云母9份，长石10份，硫酸亚铁9份，粘土8份，石膏6份，氮化硼10份，羧甲基纤维素5份，环氧树脂3份，硅酸铝纤维13份，堇青石粉13份，膨润土14份，氧化铝15份，陶土8份，萝卜叶粉3份。
进一步地，所述木质素磺酸钠中的α相木质素磺酸钠含量为99份，氧含量小于1份；所述木质素磺酸钠的微观外形为球状颗粒，d50＝4.5±0.8μm。
进一步地，所述氧化镥的纯度为99.99％，其微观外形为不规则的层片状颗粒。
本发明还公开了一种土基污水处理絮凝剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)按配方将原料放入球磨机，磨球选用直径为5-15mm的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为3-7:1；
(2)将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量份数分别为1-2份、2-3份，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为300-400r/min，搅拌5-6min形成均匀的助剂浆料；
(3)将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为120-150r/min，球磨时间为4-6h，形成混合浆料，其中，助剂浆料与木质素磺酸钠的质量比为1:3-5；
(4)球磨完成后，将混合浆料置于真空度为-10000Pa下除气10-20min，排除混合浆料中的气泡；
(5)将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60℃，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100℃下继续干燥1-3h，烘干后放入石墨模具中；
(6)在N2气氛保护下，以15-30℃/min的升温速率加热至1250℃，加压25MPa，保温保压0.5-3h，得到土基污水处理絮凝剂。
进一步地，包括以下步骤：
(1)将原料按配比混合放入球磨机，磨球选用直径为10mm的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为3:1；
(2)将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量份数分别为1.3份、2.5份，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为350r/min，搅拌5-6min形成均匀的助剂浆料；
(3)将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为135r/min，球磨时间为4.5h，形成混合浆料，其中，助剂浆料与木质素磺酸钠的质量比为1:3.5；
(4)球磨完成后，将混合浆料置于真空度为-10000Pa下除气15min，排除混合浆料中的气泡；
(5)将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60℃，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100℃下继续干燥2h，烘干后放入石墨模具中；
(6)在N2气氛保护下，以20℃/min的升温速率加热至1250℃，加压25MPa，保温保压1h，得到土基污水处理絮凝剂。
进一步地，在步骤(3)中，球磨机上，转速为120r/min。
本发明所达到的有益效果是：
本发明率先采用了萝卜叶粉和石斛叶粉作为絮凝剂成分，充分利用了铁皮石斛叶中的黄酮碳苷类成分和萝卜叶粉中的叶黄酮类成分，叶黄酮用于絮凝剂中，可以为絮凝系统增加有机成分，更有利于形成絮凝物质。变性淀粉使得富含黄酮类物质的萝卜叶粉和石斛叶粉更好地絮凝成团，形成降解效率更高的沉淀物质。萝卜叶粉易取得，易处理，成本低廉。木醋液可以提高各种材料的溶解而不破坏其絮凝效果，同时能起到杀菌除臭的作用。堇青石是蔷薇属植物，灌木型，枝条直立，中等粗度，硬挺，皮刺略小，基部红色，上部浅黄色锐尖，其应用于絮凝系统中尚属首次。
本发明的絮凝剂对被污染水体中有害物质具有很强的吸附、絮凝作用和转化、分离、沉淀作用，并具有良好的杀菌、抗菌和除臭、脱色作用，可有效消除被污染水体中的污染物，使水体得到净，不含金属离子，絮凝剂本身也可以逐渐分解，无残留危害，使水质达标，提供一定的辅助，各成分易得到，价格低廉，降低了污水处理成本；使用时不需要污水处理设施，直接撒入污水中即可进行净化，使用方便、快捷、经济。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明一种土基污水处理絮凝剂，其组成以及质量份数为：木质素磺酸钠9-15份，氧化镥5-10份，氧化铝3-8份，氧化钙5-7份，高岭土4-9份，木醋液3-10份，水玻璃2-6份，石斛叶粉5-7份，亚硫酸钠4-8份，陶瓷纤维6-9份，片碱4-8份，云母6-9份，长石3-10份，硫酸亚铁7-9份，粘土3-8份，石膏2-6份，氮化硼6-10份，羧甲基纤维素1-5份，环氧树脂1-3份，硅酸铝纤维8-13份，堇青石粉11-13份，膨润土9-14份，氧化铝7-15份，陶土5-8份，萝卜叶粉1-3份。
所述木质素磺酸钠中的α相木质素磺酸钠含量为99份，氧含量小于1份；所述木质素磺酸钠的微观外形为球状颗粒，d50＝4.5±0.8μm。
所述氧化镥的纯度为99.99％，其微观外形为不规则的层片状颗粒。
实施例2
一种土基污水处理絮凝剂，其组成以及质量份数为：木质素磺酸钠10份，氧化镥8份，氧化铝6份，氧化钙6份，高岭土6份，木醋液6份，水玻璃4份，石斛叶粉6份，亚硫酸钠5份，陶瓷纤维7份，片碱5份，云母7份，长石5份，硫酸亚铁8份，粘土7份，石膏5份，氮化硼7份，羧甲基纤维素3份，环氧树脂2份，硅酸铝纤维10份，堇青石粉12份，膨润土12份，氧化铝10份，陶土6份，萝卜叶粉2份。
所述木质素磺酸钠中的α相木质素磺酸钠含量为99份，氧含量小于1份；所述木质素磺酸钠的微观外形为球状颗粒，d50＝4.5±0.8μm。
所述氧化镥的纯度为99.99％，其微观外形为不规则的层片状颗粒。
实施例3
一种土基污水处理絮凝剂，其组成以及质量份数为：木质素磺酸钠9份，氧化镥5份，氧化铝8份，氧化钙5份，高岭土9份，木醋液3份，水玻璃2份，石斛叶粉5份，亚硫酸钠4份，陶瓷纤维6份，片碱4份，云母6份，长石3份，硫酸亚铁7份，粘土3份，石膏2份，氮化硼6份，羧甲基纤维素1份，环氧树脂1份，硅酸铝纤维8份，堇青石粉11份，膨润土9份，氧化铝7份，陶土5份，萝卜叶粉1份。
所述木质素磺酸钠中的α相木质素磺酸钠含量为99份，氧含量小于1份；所述木质素磺酸钠的微观外形为球状颗粒，d50＝4.5±0.8μm。
所述氧化镥的纯度为99.99％，其微观外形为不规则的层片状颗粒。
实施例4
一种土基污水处理絮凝剂，其组成以及质量份数为：木质素磺酸钠15份，氧化镥10份，氧化铝8份，氧化钙7份，高岭土9份，木醋液10份，水玻璃6份，石斛叶粉7份，亚硫酸钠8份，陶瓷纤维9份，片碱8份，云母9份，长石10份，硫酸亚铁9份，粘土8份，石膏6份，氮化硼10份，羧甲基纤维素5份，环氧树脂3份，硅酸铝纤维13份，堇青石粉13份，膨润土14份，氧化铝15份，陶土8份，萝卜叶粉3份。
所述木质素磺酸钠中的α相木质素磺酸钠含量为99份，氧含量小于1份；所述木质素磺酸钠的微观外形为球状颗粒，d50＝4.5±0.8μm。
所述氧化镥的纯度为99.99％，其微观外形为不规则的层片状颗粒。
实施例5
一种土基污水处理絮凝剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)按配方将原料放入球磨机，磨球选用直径为5-15mm的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为3-7:1；
(2)将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量份数分别为1-2份、2-3份，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为300-400r/min，搅拌5-6min形成均匀的助剂浆料；
(3)将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为120-150r/min，球磨时间为4-6h，形成混合浆料，其中，助剂浆料与木质素磺酸钠的质量比为1:3-5；
(4)球磨完成后，将混合浆料置于真空度为-10000Pa下除气10-20min，排除混合浆料中的气泡；
(5)将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60℃，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100℃下继续干燥1-3h，烘干后放入石墨模具中；
(6)在N2气氛保护下，以15-30℃/min的升温速率加热至1250℃，加压25MPa，保温保压0.5-3h，得到土基污水处理絮凝剂。
实施例6
一种土基污水处理絮凝剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将原料按配比混合放入球磨机，磨球选用直径为10mm的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为3:1；
(2)将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量份数分别为1.3份、2.5份，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为350r/min，搅拌5-6min形成均匀的助剂浆料；
(3)将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为135r/min，球磨时间为4.5h，形成混合浆料，其中，助剂浆料与木质素磺酸钠的质量比为1:3.5；
(4)球磨完成后，将混合浆料置于真空度为-10000Pa下除气15min，排除混合浆料中的气泡；
(5)将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60℃，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100℃下继续干燥2h，烘干后放入石墨模具中；
(6)在N2气氛保护下，以20℃/min的升温速率加热至1250℃，加压25MPa，保温保压1h，得到土基污水处理絮凝剂。
实施例7
一种土基污水处理絮凝剂的制备方法，其包括以下步骤：
在步骤(3)中，球磨机上，转速为120r/min。
本发明的絮凝剂对被污染水体中有害物质具有很强的吸附、絮凝作用和转化、分离、沉淀作用，并具有良好的杀菌、抗菌和除臭、脱色作用，可有效消除被污染水体中的污染物，使水体得到净，不含金属离子，絮凝剂本身也可以逐渐分解，无残留危害，使水质达标，提供一定的辅助，各成分易得到，价格低廉，降低了污水处理成本；使用时不需要污水处理设施，直接撒入污水中即可进行净化，使用方便、快捷、经济。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种土基污水处理絮凝剂，其特征在于，其组成以及质量份数为：木质素磺酸钠9-15份，氧化镥5-10份，氧化铝3-8份，氧化钙5-7份，高岭土4-9份，木醋液3-10份，水玻璃2-6份，石斛叶粉5-7份，亚硫酸钠4-8份，陶瓷纤维6-9份，片碱4-8份，云母6-9份，长石3-10份，硫酸亚铁7-9份，粘土3-8份，石膏2-6份，氮化硼6-10份，羧甲基纤维素1-5份，环氧树脂1-3份，硅酸铝纤维8-13份，堇青石粉11-13份，膨润土9-14份，氧化铝7-15份，陶土5-8份，萝卜叶粉1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种土基污水处理絮凝剂，其特征在于，其组成以及质量份数为：木质素磺酸钠10份，氧化镥8份，氧化铝6份，氧化钙6份，高岭土6份，木醋液6份，水玻璃4份，石斛叶粉6份，亚硫酸钠5份，陶瓷纤维7份，片碱5份，云母7份，长石5份，硫酸亚铁8份，粘土7份，石膏5份，氮化硼7份，羧甲基纤维素3份，环氧树脂2份，硅酸铝纤维10份，堇青石粉12份，膨润土12份，氧化铝10份，陶土6份，萝卜叶粉2份。
3.根据权利要求1所述的一种土基污水处理絮凝剂，其特征在于，其组成以及质量份数为：木质素磺酸钠9份，氧化镥5份，氧化铝8份，氧化钙5份，高岭土9份，木醋液3份，水玻璃2份，石斛叶粉5份，亚硫酸钠4份，陶瓷纤维6份，片碱4份，云母6份，长石3份，硫酸亚铁7份，粘土3份，石膏2份，氮化硼6份，羧甲基纤维素1份，环氧树脂1份，硅酸铝纤维8份，堇青石粉11份，膨润土9份，氧化铝7份，陶土5份，萝卜叶粉1份。
4.根据权利要求1所述的一种土基污水处理絮凝剂，其特征在于，其组成以及质量份数为：木质素磺酸钠15份，氧化镥10份，氧化铝8份，氧化钙7份，高岭土9份，木醋液10份，水玻璃6份，石斛叶粉7份，亚硫酸钠8份，陶瓷纤维9份，片碱8份，云母9份，长石10份，硫酸亚铁9份，粘土8份，石膏6份，氮化硼10份，羧甲基纤维素5份，环氧树脂3份，硅酸铝纤维13份，堇青石粉13份，膨润土14份，氧化铝15份，陶土8份，萝卜叶粉3份。
5.根据权利要求1所述的一种土基污水处理絮凝剂，其特征在于，所述木质素磺酸钠中的α相木质素磺酸钠含量为99份，氧含量小于1份；所述木质素磺酸钠的微观外形为球状颗粒，d50＝4.5±0.8μm。
6.根据权利要求1所述的一种土基污水处理絮凝剂，其特征在于，所述氧化镥的纯度为99.99％，其微观外形为不规则的层片状颗粒。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种土基污水处理絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按配方将原料放入球磨机，磨球选用直径为5-15mm的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为3-7:1；
(2)将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量份数分别为1-2份、2-3份，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为300-400r/min，搅拌5-6min形成均匀的助剂浆料；
(3)将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为120-150r/min，球磨时间为4-6h，形成混合浆料，其中，助剂浆料与木质素磺酸钠的质量比为1:3-5；
(4)球磨完成后，将混合浆料置于真空度为-10000Pa下除气10-20min，排除混合浆料中的气泡；
(5)将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60℃，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100℃下继续干燥1-3h，烘干后放入石墨模具中；
(6)在N2气氛保护下，以15-30℃/min的升温速率加热至1250℃，加压25MPa，保温保压0.5-3h，得到土基污水处理絮凝剂。
8.根据权利要求7所述土基污水处理絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将原料按配比混合放入球磨机，磨球选用直径为10mm的氧化铝磨球，氧化铝磨球和物料的质量比为3:1；
(2)将有机单体丙烯酰胺和交联剂亚甲基双丙烯酰胺溶解于去离子水，其中丙烯酰胺以及亚甲基双丙烯酰胺的质量份数分别为1.3份、2.5份，然后用恒温磁力搅拌器搅拌，搅拌转速为350r/min，搅拌5-6min形成均匀的助剂浆料；
(3)将助剂浆料注入球磨罐并密封后固定在球磨机上，转速为135r/min，球磨时间为4.5h，形成混合浆料，其中，助剂浆料与木质素磺酸钠的质量比为1:3.5；
(4)球磨完成后，将混合浆料置于真空度为-10000Pa下除气15min，排除混合浆料中的气泡；
(5)将除气后的混合浆料倒出，放入真空烘箱中加热干燥，初始温度设为60℃，待混合浆料表面呈干燥状态后再在100℃下继续干燥2h，烘干后放入石墨模具中；
(6)在N2气氛保护下，以20℃/min的升温速率加热至1250℃，加压25MPa，保温保压1h，得到土基污水处理絮凝剂。
9.根据权利要求7所述土基污水处理絮凝剂的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，球磨机上，转速为120r/min。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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