CN106630086A - 一种污水处理药剂及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污水处理药剂，由以下组分按照重量份组成：硫酸亚铁2‑6份、金刚石粉末1‑4份、硅酸钠3‑5份、改性沸石粉末12‑23份、丙烯酰胺6‑15份、活性炭粉末2‑4份、硫酸钠1‑5份、秸秆10‑18份、甘油2‑11份、淀粉3‑6份、纤维素3‑10份、海泡石粉末2‑5份、丁醇3‑14份和强碱1‑10份。本发明还公布了该药剂的制备工艺。本发明原料来源广泛并且原料价格低廉，制备工艺简单，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时间短并且处理效果好，重金属离子的残余少，使得废水达到排放标准，使用效果好。

Description

一种污水处理药剂及其制备工艺
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体是一种污水处理药剂。
背景技术
改革开放的三十余年，中国城镇化发展迅速，污水处理规模日益扩大。目前城市污水处理能力达1亿多立方米，污水处理厂达到3000余座，预估五年内将增加污水厂近2000座。污水包括生活污水和工业污水，工业污水是污水的主要来源，工业污水中的含有不同的重金属，重金属的种类、含量和存在形态随着不同的企业而异。重金属和其他有机化合物不同，有机化合物可以通过自然界本身进行物理、化学或者生物净化，使得有害性降低甚至解除。重金属不能分解破坏，只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和化学形态，而且重金属具有富集性，很难降解。重金属在人体内可以和蛋白质以及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，如果超过人体的耐受程度就会造成人体中毒，对人体造成很大的危害。重金属对水体和土壤也具有很大的危害，重金属离子的治理对于污水处理具有重大意义，但是目前现有的重金属处理药剂并未达到人们的预期效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水处理药剂，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：
一种污水处理药剂，由以下组分按照重量份组成：硫酸亚铁2-6份、金刚石粉末1-4份、硅酸钠3-5份、改性沸石粉末12-23份、丙烯酰胺6-15份、活性炭粉末2-4份、硫酸钠1-5份、秸秆10-18份、甘油2-11份、淀粉3-6份、纤维素3-10份、海泡石粉末2-5份、丁醇3-14份和强碱1-10份。
作为本发明进一步的方案：改性沸石粉末采用沸石粉碎成100-200目的粉末并且浸入2mol/L的盐酸中30-85分钟，然后采用去离子水洗至中性，再放入2mol/L的氢氧化钠溶液中75-120分钟，然后用去离子水洗至中性，再加入表面活性剂并且搅拌均匀、洗净和烘干即可。
作为本发明进一步的方案：秸秆采用玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆和小麦秸秆中的一种或多种的混合物，淀粉采用羟甲基淀粉或者羟基淀粉混合物。
作为本发明进一步的方案：金刚石粉末、活性炭粉末和海泡石粉末的粒度为80-200目，强碱采用氢氧化钠、氢氧化钾或者氢氧化锂。
所述污水处理药剂的制备工艺，具体步骤如下：
步骤一，将秸秆粉碎成秸秆粉末备用，将硫酸亚铁、硅酸钠、丙烯酰胺和硫酸钠放入搅拌机中并且加入重量为2-6倍的纯净水，在35-65摄氏度的温度下，搅拌机以50-120rpm的转速搅拌5-15分钟，得到第一混合溶液；
步骤二，将金刚石粉末、活性炭粉末和海泡石粉末放入搅拌机中并且加入重量为1-4倍的纯净水，在40-60摄氏度的温度下，搅拌机以100-180rpm的转速搅拌8-20分钟，得到第二混合溶液；
步骤三，将秸秆粉末、淀粉和纤维素放入搅拌机中并且加入重量为2-5倍的纯净水，在35-50摄氏度的温度下，搅拌机以80-150rpm的转速搅拌10-25分钟，得到第三混合溶液；
步骤四，将第一混合溶液、第二混合溶液和第三混合溶液倒入搅拌机中并且混合均匀，然后加入改性沸石粉末并且搅拌均匀，得到第四混合溶液；
步骤五，在第四混合溶液中加入甘油和丁醇，在保护气体气氛下并且在35-70摄氏度下搅拌均匀，然后加入强碱和纯净水，使得PH为10-12，即可得到成品。
作为本发明进一步的方案：保护气体为一氧化碳、二氧化碳和氮气的混合物，一氧化碳、二氧化碳和氮气的体积之比为1:2-3:3-5。
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，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时间短并且处理效果好，重金属离子的残余少，使得废水达到排放标准，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
一种污水处理药剂，由以下组分按照重量份组成：硫酸亚铁2份、金刚石粉末1份、硅酸钠3份、改性沸石粉末12份、丙烯酰胺6份、活性炭粉末2份、硫酸钠1份、秸秆10份、甘油2份、淀粉3份、纤维素3份、海泡石粉末2份、丁醇3份和强碱1份。改性沸石粉末采用沸石粉碎成100目的粉末并且浸入2mol/L的盐酸中30分钟，然后采用去离子水洗至中性，再放入2mol/L的氢氧化钠溶液中75分钟，然后用去离子水洗至中性，再加入表面活性剂并且搅拌均匀、洗净和烘干即可。
所述污水处理药剂的制备工艺，具体步骤如下：
步骤一，将秸秆粉碎成秸秆粉末备用，将硫酸亚铁、硅酸钠、丙烯酰胺和硫酸钠放入搅拌机中并且加入重量为3倍的纯净水，在38摄氏度的温度下，搅拌机以60rpm的转速搅拌5分钟，得到第一混合溶液；
步骤二，将金刚石粉末、活性炭粉末和海泡石粉末放入搅拌机中并且加入重量为3倍的纯净水，在40摄氏度的温度下，搅拌机以100rpm的转速搅拌8分钟，得到第二混合溶液；
步骤三，将秸秆粉末、淀粉和纤维素放入搅拌机中并且加入重量为2倍的纯净水，在35摄氏度的温度下，搅拌机以80rpm的转速搅拌10分钟，得到第三混合溶液；
步骤四，将第一混合溶液、第二混合溶液和第三混合溶液倒入搅拌机中并且混合均匀，然后加入改性沸石粉末并且搅拌均匀，得到第四混合溶液；
步骤五，在第四混合溶液中加入甘油和丁醇，在保护气体气氛下并且在40摄氏度下搅拌均匀，然后加入强碱和纯净水，使得PH为10.5，即可得到成品。
实施例2
一种污水处理药剂，由以下组分按照重量份组成：硫酸亚铁4份、金刚石粉末2份、硅酸钠3份、改性沸石粉末17份、丙烯酰胺11份、活性炭粉末3份、硫酸钠4份、秸秆14份、甘油7份、淀粉5份、纤维素6份、海泡石粉末3份、丁醇8份和强碱7份。改性沸石粉末采用沸石粉碎成120目的粉末并且浸入2mol/L的盐酸中56分钟，然后采用去离子水洗至中性，再放入2mol/L的氢氧化钠溶液中100分钟，然后用去离子水洗至中性，再加入表面活性剂并且搅拌均匀、洗净和烘干即可。秸秆采用玉米秸秆，淀粉采用羟甲基淀粉。
所述污水处理药剂的制备工艺，具体步骤如下：
步骤一，将秸秆粉碎成秸秆粉末备用，将硫酸亚铁、硅酸钠、丙烯酰胺和硫酸钠放入搅拌机中并且加入重量为4倍的纯净水，在52摄氏度的温度下，搅拌机以80rpm的转速搅拌11分钟，得到第一混合溶液；
步骤二，将金刚石粉末、活性炭粉末和海泡石粉末放入搅拌机中并且加入重量为4的纯净水，在56摄氏度的温度下，搅拌机以145rpm的转速搅拌13分钟，得到第二混合溶液；
步骤三，将秸秆粉末、淀粉和纤维素放入搅拌机中并且加入重量为4倍的纯净水，在42摄氏度的温度下，搅拌机以120rpm的转速搅拌18分钟，得到第三混合溶液；
步骤四，将第一混合溶液、第二混合溶液和第三混合溶液倒入搅拌机中并且混合均匀，然后加入改性沸石粉末并且搅拌均匀，得到第四混合溶液；
步骤五，在第四混合溶液中加入甘油和丁醇，在保护气体气氛下并且在57摄氏度下搅拌均匀，然后加入强碱和纯净水，使得PH为11，即可得到成品。
实施例3
一种污水处理药剂，由以下组分按照重量份组成：硫酸亚铁6份、金刚石粉末4份、硅酸钠5份、改性沸石粉末23份、丙烯酰胺15份、活性炭粉末4份、硫酸钠5份、秸秆18份、甘油11份、淀粉6份、纤维素10份、海泡石粉末5份、丁醇14份和强碱10份。改性沸石粉末采用沸石粉碎成200目的粉末并且浸入2mol/L的盐酸中75分钟，然后采用去离子水洗至中性，再放入2mol/L的氢氧化钠溶液中110分钟，然后用去离子水洗至中性，再加入表面活性剂并且搅拌均匀、洗净和烘干即可。秸秆采用玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆和小麦秸秆的混合物，淀粉采用羟基淀粉混合物。金刚石粉末、活性炭粉末和海泡石粉末的粒度为150目，强碱采用氢氧化钠。
所述污水处理药剂的制备工艺，具体步骤如下：
步骤一，将秸秆粉碎成秸秆粉末备用，将硫酸亚铁、硅酸钠、丙烯酰胺和硫酸钠放入搅拌机中并且加入重量为6倍的纯净水，在55摄氏度的温度下，搅拌机以120rpm的转速搅拌15分钟，得到第一混合溶液；
步骤二，将金刚石粉末、活性炭粉末和海泡石粉末放入搅拌机中并且加入重量为4倍的纯净水，在60摄氏度的温度下，搅拌机以150rpm的转速搅拌18分钟，得到第二混合溶液；
步骤三，将秸秆粉末、淀粉和纤维素放入搅拌机中并且加入重量为5倍的纯净水，在50摄氏度的温度下，搅拌机以140rpm的转速搅拌22分钟，得到第三混合溶液；
步骤四，将第一混合溶液、第二混合溶液和第三混合溶液倒入搅拌机中并且混合均匀，然后加入改性沸石粉末并且搅拌均匀，得到第四混合溶液；
步骤五，在第四混合溶液中加入甘油和丁醇，在保护气体气氛下并且在65摄氏度下搅拌均匀，保护气体为一氧化碳、二氧化碳和氮气的混合物，一氧化碳、二氧化碳和氮气的体积之比为1:2:5，然后加入强碱和纯净水，使得PH为12，即可得到成品。
对比例1
除不含有改性沸石粉末，其余组分与制备方法均与实施例1相同。
对比例2
除不含有金刚石粉末，其余组分与制备方法均与实施例3相同。
实验室模拟重金属离子污染废水，其中含有各种重金属离子的浓度均为lOmg/L。采取等量的实施例1-3的产品、对比例1的产品以及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1-3的产品时，对Cu2+、Zn2+、Pb2+、Ni2+、Cr6+和Hg2+的吸附量均超过对比例1-2以及市场上现有的产品，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 (6)

1.一种污水处理药剂，其特征在于，由以下组分按照重量份组成：硫酸亚铁2-6份、金刚石粉末1-4份、硅酸钠3-5份、改性沸石粉末12-23份、丙烯酰胺6-15份、活性炭粉末2-4份、硫酸钠1-5份、秸秆10-18份、甘油2-11份、淀粉3-6份、纤维素3-10份、海泡石粉末2-5份、丁醇3-14份和强碱1-10份。
2.根据权利要求1所述的污水处理药剂，其特征在于，所述改性沸石粉末采用沸石粉碎成100-200目的粉末并且浸入2mol/L的盐酸中30-85分钟，然后采用去离子水洗至中性，再放入2mol/L的氢氧化钠溶液中75-120分钟，然后用去离子水洗至中性，再加入表面活性剂并且搅拌均匀、洗净和烘干即可。
3.根据权利要求1或2所述的污水处理药剂，其特征在于，所述秸秆采用玉米秸秆、大豆秸秆、高粱秸秆和小麦秸秆中的一种或多种的混合物，淀粉采用羟甲基淀粉或者羟基淀粉混合物。
4.根据权利要求1所述的污水处理药剂，其特征在于，所述金刚石粉末、活性炭粉末和海泡石粉末的粒度为80-200目，强碱采用氢氧化钠、氢氧化钾或者氢氧化锂。
5.一种如权利要求1-4任一所述的污水处理药剂的制备工艺，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，将秸秆粉碎成秸秆粉末备用，将硫酸亚铁、硅酸钠、丙烯酰胺和硫酸钠放入搅拌机中并且加入重量为2-6倍的纯净水，在35-65摄氏度的温度下，搅拌机以50-120rpm的转速搅拌5-15分钟，得到第一混合溶液；
步骤二，将金刚石粉末、活性炭粉末和海泡石粉末放入搅拌机中并且加入重量为1-4倍的纯净水，在40-60摄氏度的温度下，搅拌机以100-180rpm的转速搅拌8-20分钟，得到第二混合溶液；
步骤三，将秸秆粉末、淀粉和纤维素放入搅拌机中并且加入重量为2-5倍的纯净水，在35-50摄氏度的温度下，搅拌机以80-150rpm的转速搅拌10-25分钟，得到第三混合溶液；
步骤四，将第一混合溶液、第二混合溶液和第三混合溶液倒入搅拌机中并且混合均匀，然后加入改性沸石粉末并且搅拌均匀，得到第四混合溶液；
步骤五，在第四混合溶液中加入甘油和丁醇，在保护气体气氛下并且在35-70摄氏度下搅拌均匀，然后加入强碱和纯净水，使得PH为10-12，即可得到成品。
6.根据权利要求5所述污水处理药剂的制备工艺，其特征在于，所述保护气体为一氧化碳、二氧化碳和氮气的混合物，一氧化碳、二氧化碳和氮气的体积之比为1:2-3:3-5。
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