CN106396042A - 一种能够对污水有效处理的污水处理剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高效污水处理剂，组分包括改性纳米海泡石粉，二乙烯三胺五甲叉膦酸，二乙撑三胺五乙酸，聚合三氯化铁，木质素磺酸钠，改性壳聚糖，间苯二酚-硫脲-甲醛缩聚物，改性椰壳基活性炭和式(1)所示的共聚物。所述污水处理剂通过上述各组分的协同作用，其污水综合处理能力优异。

Description

一种能够对污水有效处理的污水处理剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及城市污水净化处理领域，尤其涉及一种高效污水处理剂及其制备方法。

背景技术

根据环境监测结果统计分析，虽然我国增加了对环境保护的投入，强化环境综合治理，但我国水污染形势仍然非常严峻，各项污染物排放总量很大，污染程度仍处于相当高的水平。城市污水排放已是中国城市水的主要污染源。随着城市化程度加快，用水量增加，同时排水量增长，污水处理需求也随之加大，污水处理和再生行业受到空前的关注。

当前对水体危害较大的是人为污染，根据污染杂质的不同主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。处理污水的方法很多，一般可归纳为物理法、化学法和生物法等。其中物理法存在处理效果不佳，处理率不稳定问题；生物法存在处理成本过高的问题；因此化学法来处理污水成为较受关注的发展方向。化学法是使用水处理药剂来处理污染物，常用的有混凝法、中和法、氧化还原法、离子交换法等。污水处理药剂最常用的是絮凝剂，包括三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合磷酸铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁、聚合硅酸、聚丙烯酰胺等。但目前现有技术中的污水处理剂综合处理能力不足，除污效率不高。

发明内容

鉴于现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种高效污水处理剂，其污水综合处理能力优异，具有除污效率高，沉降速度快，pH使用范围宽，能够有效去除多种污染物的特点。进一步地，本发明还提供该污水处理剂的制备方法。

本发明涉及一种污水处理剂，按重量份数计，包括以下组分：

式(1)中，以全部重复结构单元的总量为100mol％计，a，b，c，d分别表示各重复结构单元占全部重复结构单元总量的摩尔百分含量，其中，a为50-80mol％，b为5-10mol％，c为5-10mol％，d为9-35mol％；季铵盐部分的下标4-8表示亚甲基的个数。优选的，式(1)所示的共聚物的数均分子量为50-500万，优选200-500万。

优选的，所述改性纳米海泡石粉为季铵化的丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)聚合物改性的纳米海泡石粉。

进一步优选的，所述改性纳米海泡石粉可以按照以下方法来制备：将海泡石粉碎后，加入1-3mol/L的盐酸水溶液进行浸泡处理，浸泡时间为24h，浸泡温度为40-50℃，固液比优选1∶15～1∶20(g∶ml)；抽滤，将所得滤饼用去离子水洗涤至中性，烘干得到酸改性海泡石粉；将季铵化的丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)单体配制成10-20mmol/L的水溶液，按固液比为1∶15～1∶20(g∶ml)的量加入所述酸改性海泡石粉，室温下磁力搅拌0.5-1h后，加入水性引发剂，再搅拌分散0.5h，然后加热至60-80℃引发聚合，聚合4-8h后抽滤，滤饼用去离子水洗涤至少3次，烘干后粉碎至粒径为10-800nm，优选100-800nm，获得改性纳米海泡石粉。

优选的，所述改性壳聚糖为黄原酸化的壳聚糖。

进一步优选的，所述改性壳聚糖可以按照以下方法来制备：将壳聚糖粉碎后分散于碱性溶液中，加入二硫化碳反应3-6h，反应温度为30-50℃，分别用甲醇和乙醇洗涤后干燥得到改性壳聚糖。

优选的，所述改性椰壳基活性炭可以按照以下方法来制备：

(1)将椰壳基活性炭粉碎至100-200目，在搅拌条件下用1-3mol/L的盐酸浸泡12h后，抽滤，所得滤饼再用1-3mol/L的NaOH浸泡12h，抽滤，将所得滤饼用去离子水洗涤至中性，烘干；浸泡时的固液比均为1∶15～1∶20(g∶ml)；

(2)将步骤(1)所得椰壳基活性炭用双氧水进行氧化处理，处理温度为60-80℃，处理时间为24h，双氧水浓度为5-10mol/L，固液比为1∶15～1∶20(g∶ml)；氧化处理后的椰壳基活性炭经过滤、洗涤、真空干燥；

(3)将步骤(2)所得氧化处理后的椰壳基活性炭加入到0.04-0.06mol/L的十二烷基硫酸钠水溶液中，固液比为1∶100-1∶500(g∶ml)，室温搅拌24h后过滤、洗涤、干燥即得改性椰壳基活性炭。

所述式(1)所示的共聚物可按照本领域熟知的方法来制备，例如将各共聚单体按比例进行自由基共聚等，此处不再详述。

本发明还提供该污水处理剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照上述配方中的重量份称取各原料；

(2)将配方量的改性纳米海泡石粉，聚合三氯化铁，木质素磺酸钠，改性壳聚糖，间苯二酚-硫脲-甲醛缩聚物，改性椰壳基活性炭和式(1)所示的共聚物依次加入容器中混合均匀；

(3)在使用前，加入二乙烯三胺五甲叉膦酸，和二乙撑三胺五乙酸，搅拌均匀后制得污水处理剂。

本发明的污水处理剂通过上述各组分的协同作用，其污水综合处理能力优异，具有除污效率高，沉降速度快，pH使用范围宽的特点，能够有效去除污水中的多种重金属如汞、铅、铬、镍、镉等，集脱色、絮凝、去除COD等多种功能于一身，优于传统的絮凝剂，其中脱色率可达95％以上，COD去除率可达90％以上，使用后污水中重金属、硫化物等污染物均无检出。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1

一种污水处理剂，按重量份数计，由以下组分组成：

式(1-1)中，a为70mol％，b为8mol％，c为8mol％，d为14mol％，共聚物的数均分子量约为200万。

改性纳米海泡石粉按照以下方法来制备：将海泡石粉碎后，加入2mol/L的盐酸水溶液进行浸泡处理，浸泡时间为24h，浸泡温度为45℃，固液比优选1∶15(g∶ml)；抽滤，将所得滤饼用去离子水洗涤至中性，烘干得到酸改性海泡石粉；将季铵化的丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)单体配制成15mmol/L的水溶液，按固液比为1∶15(g∶ml)的量加入所述酸改性海泡石粉，室温下磁力搅拌1h后，加入水性引发剂，再搅拌分散0.5h，然后加热至70℃引发聚合，聚合8h后抽滤，滤饼用去离子水洗涤至少3次，烘干后粉碎至粒径为500nm，获得改性纳米海泡石粉。

所述改性壳聚糖按照以下方法来制备：将壳聚糖粉碎后分散于碱性溶液中，加入二硫化碳反应6h，反应温度为45℃，碱性溶液为0.2mol/L的氢氧化钠溶液，二硫化碳与壳聚糖的质量比为2∶1，分别用甲醇和乙醇洗涤后干燥得到改性壳聚糖。

所述改性椰壳基活性炭按照以下方法来制备：

(1)将椰壳基活性炭粉碎至200目，在搅拌条件下用2mol/L的盐酸浸泡12h后，抽滤，所得滤饼再用2mol/L的NaOH浸泡12h，抽滤，将所得滤饼用去离子水洗涤至中性，烘干；浸泡时的固液比均为1∶15(g∶ml)；

(2)将步骤(1)所得椰壳基活性炭用双氧水进行氧化处理，处理温度为70℃，处理时间为24h，双氧水浓度为5mol/L，固液比为1∶15(g∶ml)；氧化处理后的椰壳基活性炭经过滤、洗涤、真空干燥；

(3)将步骤(2)所得氧化处理后的椰壳基活性炭加入到0.06mol/L的十二烷基硫酸钠水溶液中，固液比为1∶100(g∶ml)，室温搅拌24h后过滤、洗涤、干燥即得改性椰壳基活性炭。

该污水处理剂的制备方法为：

(1)按照上述配方中的重量份称取各原料；

(2)将配方量的改性纳米海泡石粉，聚合三氯化铁，木质素磺酸钠，改性壳聚糖，间苯二酚-硫脲-甲醛缩聚物，改性椰壳基活性炭和式(1)所示的共聚物依次加入容器中混合均匀；

(3)在使用前，加入二乙烯三胺五甲叉膦酸，和二乙撑三胺五乙酸，搅拌均匀后制得污水处理剂。

应用实施例1的污水处理剂进行模拟废水处理，处理效果如下：单位mg/L

项目	投入量	COD	悬浮物	石油类	硫化物	汞	铬	铬
									模拟废水	/	500	10000	50	100	1000	1000	1000
实施例1	10	10	15	0.5	未检出	未检出	未检出	未检出

Claims (4)

1.一种污水处理剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：

式(1)中，以全部结构单元的总量为100mol％计，a，b，c，d分别表示各结构单元占全部结构单元总量的摩尔百分含量，其中，a为50-80mol％，b为5-10mol％，c为5-10mol％，d为9-35mol％；季铵盐部分的下标4-8表示亚甲基的个数；式(1)所示的共聚物的数均分子量为50-500万，优选200-500万。

2.根据权利要求1所述的污水处理剂，其特征在于：所述改性纳米海泡石粉按照以下方法来制备：将海泡石粉碎后，加入1-3mol/L的盐酸水溶液进行浸泡处理，浸泡时间为24h，浸泡温度为40-50℃，固液比优选1∶15～1∶20(g∶ml)；抽滤，将所得滤饼用去离子水洗涤至中性，烘干得到酸改性海泡石粉；将季铵化的丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)单体配制成10-20mmol/L的水溶液，按固液比为1∶15～1∶20(g∶ml)的量加入所述酸改性海泡石粉，室温下搅拌0.5-1h后，加入水性引发剂，再搅拌分散0.5h，然后加热至60-80℃引发聚合，聚合4-8h后抽滤，滤饼用去离子水洗涤至少3次，烘干后粉碎至粒径为100-800nm，获得改性纳米海泡石粉。

3.根据权利要求1所述的污水处理剂，其特征在于：所述改性壳聚糖按照以下方法来制备：将壳聚糖粉碎后分散于碱性溶液中，加入二硫化碳反应3-6h，反应温度为30-50℃，分别用甲醇和乙醇洗涤后干燥得到改性壳聚糖。

4.根据权利要求1所述的污水处理剂，其特征在于：所述改性椰壳基活性炭按照以下方法来制备：

(1)将椰壳基活性炭粉碎至100-200目，在搅拌条件下用1-3mol/L的盐酸浸泡12h后，抽滤，所得滤饼再用1-3mol/L的NaOH浸泡12h，抽滤，将所得滤饼用去离子水洗涤至中性，烘干；浸泡时的固液比均为1∶15～1∶20(g∶ml)；

(2)将步骤(1)所得椰壳基活性炭用双氧水进行氧化处理，处理温度为60-80℃，处理时间为24h，双氧水浓度为5-10mol/L，固液比为1∶15～1∶20(g∶ml)；氧化处理后的椰壳基活性炭经过滤、洗涤、真空干燥；

(3)将步骤(2)所得氧化处理后的椰壳基活性炭加入到0.04-0.06mol/L的十二烷基硫酸钠水溶液中，固液比为1∶100-1∶500(g∶ml)，室温搅拌24h后过滤、洗涤、干燥即得改性椰壳基活性炭。