CN106430357A - 一种重金属污水处理剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重金属污水处理剂，由以下原料按照重量份组成：丙烯酰胺4‑9份、石决明粉末3‑11份、向日葵秸秆4‑6份、天然煤炭2‑7份、改性沸石粉8‑15份、改性膨润土1‑18份、海藻泥5‑11份、木薯粉3‑8份、纤维素2‑5份、强碱1‑10份、次硫酸钠1‑4份和氯化铝2‑6份。本发明还公布了该药剂的制备方法。本发明原料来源广泛并且原料价格低廉，制备工艺简单，生产设备投资成本低，适用于大规模的工业化生产；该发明的各组分发生协同作用，处理含重金属离子污水的效果好，具有很强的重金属离子捕捉能力，不会产生二次污染，绿色环保性好，使用效果好。

Description

一种重金属污水处理剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体是一种重金属污水处理剂。

背景技术

随着工业化和城市化水平的提高，大量的工业污水和生活污水的排放对水体产生了污染，破坏了生态，严重危害工农业生产和人体健康，尤其以工业污水的污染程度最大。目前国内的工业污水中均含有大量的生化降解难的重金属离子，在含重金属废水处理中，采用在水中投入沉淀药剂使其沉淀后，再分离除去。沉淀使用的药剂一般有如下几种：1、采用氢氧化物调节PH值使水中重金属离子反应生成氢氧化物沉淀后除去；2、采用加入硫化物法，使之反应生成硫化物沉淀后除去；3、采用加入有机硫化物法，使之反应生成有机硫化物沉淀后除去。但以上药剂均存在缺点：1、采用氢氧化物去除重金属离子，其工艺复杂，且需要多次调节PH值；2、采用硫化物去除重金属离子，如果调节PH值不当，易产生硫化氢气体，有毒有害；3、采用有机硫化物去除重金属离子，材料价格昂贵。因此，找到一种能够简单有效的去除水中重金属离子的药剂是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种重金属污水处理剂，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：

一种重金属污水处理剂，由以下原料按照重量份组成：丙烯酰胺4-9份、石决明粉末3-11份、向日葵秸秆4-6份、天然煤炭2-7份、改性沸石粉8-15份、改性膨润土1-18份、海藻泥5-11份、木薯粉3-8份、纤维素2-5份、强碱1-10份、次硫酸钠1-4份和氯化铝2-6份。

作为本发明进一步的方案：改性沸石粉采用沸石在300-450摄氏度下进行焙烧2-5小时，焙烧后的沸石进行研磨并且过200-300目筛子得到沸石粉，将沸石粉进行微波处理即可得到改性沸石粉；改性膨润土是放置在1mol/L的盐酸中15-20分钟后用去离子水洗至中性，然后添加表面活性剂，最后进行干燥得到。

作为本发明进一步的方案：强碱采用氢氧化钾或者氢氧化钠，石决明粉末采用石决明进行加热，加热至酥脆时取出并且喷淋盐水，再放置在通风干燥处得到。

所述重金属污水处理剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将丙烯酰胺、石决明粉末、向日葵秸秆和天然煤炭放入粉碎机中进行粉碎，得到向日葵秸秆粉末和天然煤炭粉末，再将丙烯酰胺、石决明粉末、向日葵秸秆粉末和天然煤炭粉末放入搅拌机中并且加入混合物总重量2-5倍的水，搅拌机在30-55摄氏度的温度下以240-400rpm的转速搅拌15-30分钟，得到A溶液；

步骤二，将改性沸石粉、改性膨润土、海藻泥、木薯粉和强碱放入反应釜中并且加入混合物总重量1-7倍的水，反应釜在氮气保护气氛下并且在60-75摄氏度下反应1-3小时，得到B；

步骤三，将纤维素、次硫酸钠和氯化铝放入搅拌机中并且加入混合物总量2-5倍的水，搅拌机在常温下以100-200rpm的转速搅拌30-50分钟，得到C溶液；

步骤四，将A溶液、B和C溶液混合均匀后再加入碱性物质，使得溶液的PH为11-13，即可得到成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明原料来源广泛并且原料价格低廉，制备工艺简单，生产设备投资成本低，适用于大规模的工业化生产；该发明的各组分发生协同作用，处理含重金属离子污水的效果好，具有很强的重金属离子捕捉能力，不会产生二次污染，绿色环保性好，使用效果好。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种重金属污水处理剂，由以下原料按照重量份组成：丙烯酰胺4份、石决明粉末3份、向日葵秸秆4份、天然煤炭2份、改性沸石粉8份、改性膨润土1份、海藻泥5份、木薯粉3份、纤维素2份、强碱1份、次硫酸钠1份和氯化铝2份。改性沸石粉采用沸石在300摄氏度下进行焙烧2小时，焙烧后的沸石进行研磨并且过200目筛子得到沸石粉，将沸石粉进行微波处理即可得到改性沸石粉；改性膨润土是放置在1mol/L的盐酸中15分钟后用去离子水洗至中性，然后添加表面活性剂，最后进行干燥得到。

所述重金属污水处理剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将丙烯酰胺、石决明粉末、向日葵秸秆和天然煤炭放入粉碎机中进行粉碎，得到向日葵秸秆粉末和天然煤炭粉末，再将丙烯酰胺、石决明粉末、向日葵秸秆粉末和天然煤炭粉末放入搅拌机中并且加入混合物总重量4倍的水，搅拌机在35摄氏度的温度下以280rpm的转速搅拌15分钟，得到A溶液；

步骤二，将改性沸石粉、改性膨润土、海藻泥、木薯粉和强碱放入反应釜中并且加入混合物总重量3倍的水，反应釜在氮气保护气氛下并且在60摄氏度下反应1.5小时，得到B；

步骤三，将纤维素、次硫酸钠和氯化铝放入搅拌机中并且加入混合物总量3倍的水，搅拌机在常温下以120rpm的转速搅拌35分钟，得到C溶液；

步骤四，将A溶液、B和C溶液混合均匀后再加入碱性物质，使得溶液的PH为11，即可得到成品。

实施例2

一种重金属污水处理剂，由以下原料按照重量份组成：丙烯酰胺6份、石决明粉末5份、向日葵秸秆5份、天然煤炭4份、改性沸石粉10份、改性膨润土7份、海藻泥8份、木薯粉6份、纤维素4份、强碱6份、次硫酸钠2份和氯化铝4份。强碱采用氢氧化钾，石决明粉末采用石决明进行加热，加热至酥脆时取出并且喷淋盐水，再放置在通风干燥处得到。

所述重金属污水处理剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将丙烯酰胺、石决明粉末、向日葵秸秆和天然煤炭放入粉碎机中进行粉碎，得到向日葵秸秆粉末和天然煤炭粉末，再将丙烯酰胺、石决明粉末、向日葵秸秆粉末和天然煤炭粉末放入搅拌机中并且加入混合物总重量3倍的水，搅拌机在42摄氏度的温度下以300rpm的转速搅拌21分钟，得到A溶液；

步骤二，将改性沸石粉、改性膨润土、海藻泥、木薯粉和强碱放入反应釜中并且加入混合物总重量6倍的水，反应釜在氮气保护气氛下并且在68摄氏度下反应2小时，得到B；

步骤三，将纤维素、次硫酸钠和氯化铝放入搅拌机中并且加入混合物总量3倍的水，搅拌机在常温下以150rpm的转速搅拌40分钟，得到C溶液；

步骤四，将A溶液、B和C溶液混合均匀后再加入碱性物质，使得溶液的PH为11.5，即可得到成品。

实施例3

一种重金属污水处理剂，由以下原料按照重量份组成：丙烯酰胺7份、石决明粉末9份、向日葵秸秆5份、天然煤炭3份、改性沸石粉13份、改性膨润土16份、海藻泥10份、木薯粉6份、纤维素4份、强碱8份、次硫酸钠3份和氯化铝5份。改性沸石粉采用沸石在420摄氏度下进行焙烧4小时，焙烧后的沸石进行研磨并且过280目筛子得到沸石粉，将沸石粉进行微波处理即可得到改性沸石粉；改性膨润土是放置在1mol/L的盐酸中18分钟后用去离子水洗至中性，然后添加表面活性剂，最后进行干燥得到。强碱采用氢氧化钠，石决明粉末采用石决明进行加热，加热至酥脆时取出并且喷淋盐水，再放置在通风干燥处得到。

所述重金属污水处理剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将丙烯酰胺、石决明粉末、向日葵秸秆和天然煤炭放入粉碎机中进行粉碎，得到向日葵秸秆粉末和天然煤炭粉末，再将丙烯酰胺、石决明粉末、向日葵秸秆粉末和天然煤炭粉末放入搅拌机中并且加入混合物总重量2倍的水，搅拌机在48摄氏度的温度下以350rpm的转速搅拌24分钟，得到A溶液；

步骤二，将改性沸石粉、改性膨润土、海藻泥、木薯粉和强碱放入反应釜中并且加入混合物总重量5倍的水，反应釜在氮气保护气氛下并且在70摄氏度下反应2.5小时，得到B；

步骤三，将纤维素、次硫酸钠和氯化铝放入搅拌机中并且加入混合物总量3倍的水，搅拌机在常温下以180rpm的转速搅拌45分钟，得到C溶液；

步骤四，将A溶液、B和C溶液混合均匀后再加入碱性物质，使得溶液的PH为12，即可得到成品。

实施例4

一种重金属污水处理剂，由以下原料按照重量份组成：丙烯酰胺9份、石决明粉末11份、向日葵秸秆6份、天然煤炭7份、改性沸石粉15份、改性膨润土18份、海藻泥11份、木薯粉8份、纤维素5份、强碱10份、次硫酸钠4份和氯化铝6份。改性沸石粉采用沸石在450摄氏度下进行焙烧3小时，焙烧后的沸石进行研磨并且过300目筛子得到沸石粉，将沸石粉进行微波处理即可得到改性沸石粉；改性膨润土是放置在1mol/L的盐酸中20分钟后用去离子水洗至中性，然后添加表面活性剂，最后进行干燥得到。强碱采用氢氧化钾，石决明粉末采用石决明进行加热，加热至酥脆时取出并且喷淋盐水，再放置在通风干燥处得到。

所述重金属污水处理剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将丙烯酰胺、石决明粉末、向日葵秸秆和天然煤炭放入粉碎机中进行粉碎，得到向日葵秸秆粉末和天然煤炭粉末，再将丙烯酰胺、石决明粉末、向日葵秸秆粉末和天然煤炭粉末放入搅拌机中并且加入混合物总重量4倍的水，搅拌机在55摄氏度的温度下以400rpm的转速搅拌30分钟，得到A溶液；

步骤二，将改性沸石粉、改性膨润土、海藻泥、木薯粉和强碱放入反应釜中并且加入混合物总重量6倍的水，反应釜在氮气保护气氛下并且在75摄氏度下反应3小时，得到B；

步骤三，将纤维素、次硫酸钠和氯化铝放入搅拌机中并且加入混合物总量3倍的水，搅拌机在常温下以200rpm的转速搅拌50分钟，得到C溶液；

步骤四，将A溶液、B和C溶液混合均匀后再加入碱性物质，使得溶液的PH为13，即可得到成品。

对比例

对比例1的产品除不含有石决明粉末，其余组分与制备方法均与实施例2相同。对比例2的产品除不含有向日葵秸秆，其余组分与制备方法均与实施例3相同。

将各种重金属离子的浓度均为lOmg/L的工业废水中加入等量的实施例1-4的产品、对比例1-2的产品和市场上常规的处理药剂，经搅拌、静置、过滤后测定废水中重金属离子浓度，测试结果见表1。

表1

由表1可见，使用实施例1-4的重金属离子药剂时，对Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺、Cr⁶⁺和Hg^{2 +}的吸附量均超过对比例1-2的产品以及市场上现有的产品，可以有效的去除重金属离子，该药剂的原料来源广泛，生产成本更低，具有更好的经济效益。

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 (3)

1.一种重金属污水处理剂，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：丙烯酰胺4-9份、石决明粉末3-11份、向日葵秸秆4-6份、天然煤炭2-7份、改性沸石粉8-15份、改性膨润土1-18份、海藻泥5-11份、木薯粉3-8份、纤维素2-5份、强碱1-10份、次硫酸钠1-4份和氯化铝2-6份；所述改性沸石粉采用沸石在300-450摄氏度下进行焙烧2-5小时，焙烧后的沸石进行研磨并且过200-300目筛子得到沸石粉，将沸石粉进行微波处理即可得到改性沸石粉；改性膨润土是放置在1mol/L的盐酸中15-20分钟后用去离子水洗至中性，然后添加表面活性剂，最后进行干燥得到。

2.根据权利要求1所述的重金属污水处理剂，其特征在于，所述强碱采用氢氧化钾或者氢氧化钠，石决明粉末采用石决明进行加热，加热至酥脆时取出并且喷淋盐水，再放置在通风干燥处得到。

3.一种如权利要求1-2任一所述的重金属污水处理剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，将丙烯酰胺、石决明粉末、向日葵秸秆和天然煤炭放入粉碎机中进行粉碎，得到向日葵秸秆粉末和天然煤炭粉末，再将丙烯酰胺、石决明粉末、向日葵秸秆粉末和天然煤炭粉末放入搅拌机中并且加入混合物总重量2-5倍的水，搅拌机在30-55摄氏度的温度下以240-400rpm的转速搅拌15-30分钟，得到A溶液；

步骤二，将改性沸石粉、改性膨润土、海藻泥、木薯粉和强碱放入反应釜中并且加入混合物总重量1-7倍的水，反应釜在氮气保护气氛下并且在60-75摄氏度下反应1-3小时，得到B；

步骤三，将纤维素、次硫酸钠和氯化铝放入搅拌机中并且加入混合物总量2-5倍的水，搅拌机在常温下以100-200rpm的转速搅拌30-50分钟，得到C溶液；

步骤四，将A溶液、B和C溶液混合均匀后再加入碱性物质，使得溶液的PH为11-13，即可得到成品。