CN106854009A - 基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂及其制备方法，由下列重量份的原料制成：马齿苋提取物2‑5份、蒲公英提取物1‑4份、干荷叶2‑8份、小麦秸秆5‑10份、卷柏叶10‑15份、芦苇秸秆1‑4份、羟基磷灰石3‑9份、磷矿石2‑6份、牡蛎壳粉末5‑8份、火山灰2‑9份、聚乳酸纤维7‑10份、羟基丙烯酸树脂5‑12份、脂肪醇聚氧乙烯醚5‑9份、阿拉伯胶6‑9份、纳米硫酸钙3‑9 份、磺化琥珀酸二辛酯钠盐5‑10 份、硫磺1‑2份、丙烯醛1‑4份、硅酸镁2‑7份、单宁酸3‑6份、热稳定剂4‑8份、偶联剂2‑5份、助凝剂1‑3份。制备而成的废水絮凝剂,其安全稳定，絮凝能力强、可以有效的螯合金属离子达到废水处理的效果。同时，还公开了相应的制备方法。

Description

基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及废水处理剂领域，特别涉及一种基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂及其制备方法。

背景技术

我国是一个水资源匮乏的国家，如何缓解水资源匮乏以及污染问题已经成为一个刻不容缓的问题。目前处理水资源污染问题有物理、化学、生物、综合等多种方法，但是物理方法多存在处理效果不佳，处理率不稳定问题；生物方法处理成本过高，不适宜推广使用；如何寻找一种性能优良、稳定性好的污水处理剂，以提高工业污水处理效果，成为目前需要解决的技术问题。尤其，电镀是污染严重的行业之一，电镀废水富含金属离子，如，Cu2+、Ni2+、Cr3+、Zn2+、Pb2+、Ag+、Cd2+等，如不回收利用还造成资源的浪费，严重威胁着人们的身体健康和生活质量。目前国内外电镀废水处理技术应用最广泛的仍是化学沉淀法，但处理效率低、沉渣量大、易造成二次污染等。所以本研究在传统化学沉淀法的基础上开发出一种复合的处理剂材料，添加了有效的植物提取物组分，可以有效的螯合废水中的金属离子，使之形成稳定的化合物絮凝沉淀达到分离净化废水的目的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂，其安全稳定，絮凝能力强、可以有效的螯合金属离子达到废水处理的效果，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂，由下列重量份的原料制成：马齿苋提取物2-5份、蒲公英提取物1-4份、干荷叶2-8份、小麦秸秆5-10份、卷柏叶10-15份、芦苇秸秆1-4份、羟基磷灰石3-9份、磷矿石2-6份、牡蛎壳粉末5-8份、火山灰2-9份、聚乳酸纤维7-10份、羟基丙烯酸树脂5-12份、脂肪醇聚氧乙烯醚5-9份、阿拉伯胶6-9份、纳米硫酸钙3-9 份、磺化琥珀酸二辛酯钠盐5-10 份、硫磺1-2份、丙烯醛1-4份、硅酸镁2-7份、单宁酸3-6份、热稳定剂4-8份、偶联剂2-5份、助凝剂1-3份。

优选地，所述热稳定剂选自环烷酸钠、硬脂酸钠、苯甲酸镁、酒石酸钙中的一种或几种。

优选地，所述偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酸基丙基三乙氧基硅烷、N-2（氨乙基）3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种。

优选的，所述助凝剂选自高锰酸钾、富马酸镁、月硅酸钠、水杨酸钠中的一种或几种。

所述的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照重量份称取各原料；

（2）将马齿苋提取物、蒲公英提取物、干荷叶、小麦秸秆、卷柏叶、芦苇秸秆、羟基磷灰石、磷矿石、牡蛎壳粉末、火山灰洗净，烘干，冷却至室温，烘干温度为62-68℃；

（3）将步骤（2）的干燥物、阿拉伯胶、纳米硫酸钙一起加入陶瓷炉中，缓慢注入液氮，机械搅拌至干燥物粉碎至粉末状；

（4）收集步骤（3）的粉末混合物加入密炼炉，同时加入聚乳酸纤维、羟基丙烯酸树脂、脂肪醇聚氧乙烯醚、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、硫磺、丙烯醛、热稳定剂、偶联剂，搅拌速度500-600转/分钟，反应温度为220-260℃，反应时间30-40分钟；

（5）将步骤（4）的混合物注入超声粉碎仪中，同时依次加入硅酸镁、单宁酸、助凝剂，超声功率为200-250KW，超声时间为20-25分钟，然后静置60-90分钟；

（6）将步骤（5）超声粉碎物过膜分选，膜孔径为100-200μm；

（7）将步骤（6）过膜产物注入离心造粒包衣机，转子速度200-300转/分钟，风机功率为15KW，即得成品。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

（1）本发明的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂以马齿苋提取物、蒲公英提取物、干荷叶、小麦秸秆、卷柏叶、芦苇秸秆、羟基磷灰石、磷矿石、牡蛎壳粉末、火山灰、聚乳酸纤维、羟基丙烯酸树脂为主要成分，通过加入阿拉伯胶、纳米硫酸钙、脂肪醇聚氧乙烯醚、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、硫磺、丙烯醛、硅酸镁、单宁酸、热稳定剂、偶联剂、助凝剂，辅以干燥搅拌、液氮粉碎、高温密炼、超声分选、过膜筛选、离心造粒包衣等工艺，使得制备而成的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂，其安全稳定，絮凝能力强、可以有效的螯合金属离子达到废水处理的效果，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。

（2）本发明的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂原料便宜、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。

具体实施方式

下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

（1）按照重量份称取马齿苋提取物2份、蒲公英提取物1份、干荷叶2份、小麦秸秆5份、卷柏叶10份、芦苇秸秆1份、羟基磷灰石3份、磷矿石2份、牡蛎壳粉末5份、火山灰2份、聚乳酸纤维7份、羟基丙烯酸树脂5份、脂肪醇聚氧乙烯醚5份、阿拉伯胶6份、纳米硫酸钙3 份、磺化琥珀酸二辛酯钠盐5份、硫磺1份、丙烯醛1份、硅酸镁2份、单宁酸3份、环烷酸钠4份、乙烯基三甲氧基硅烷2份、高锰酸钾1份；

（2）将马齿苋提取物、蒲公英提取物、干荷叶、小麦秸秆、卷柏叶、芦苇秸秆、羟基磷灰石、磷矿石、牡蛎壳粉末、火山灰洗净，烘干，冷却至室温，烘干温度为62℃；

（3）将步骤（2）的干燥物、阿拉伯胶、纳米硫酸钙一起加入陶瓷炉中，缓慢注入液氮，机械搅拌至干燥物粉碎至粉末状；

（4）收集步骤（3）的粉末混合物加入密炼炉，同时加入聚乳酸纤维、羟基丙烯酸树脂、脂肪醇聚氧乙烯醚、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、硫磺、丙烯醛、环烷酸钠、乙烯基三甲氧基硅烷，搅拌速度500转/分钟，反应温度为220℃，反应时间30分钟；

（5）将步骤（4）的混合物注入超声粉碎仪中，同时依次加入硅酸镁、单宁酸、高锰酸钾，超声功率为200KW，超声时间为20分钟，然后静置60分钟；

（6）将步骤（5）超声粉碎物过膜分选，膜孔径为100μm；

（7）将步骤（6）过膜产物注入离心造粒包衣机，转子速度200转/分钟，风机功率为15KW，即得成品。

制得的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂测试结果如表1所示。

实施例2

（1）按照重量份称取马齿苋提取物3份、蒲公英提取物2份、干荷叶4份、小麦秸秆7份、卷柏叶11份、芦苇秸秆2份、羟基磷灰石5份、磷矿石3份、牡蛎壳粉末6份、火山灰33份、聚乳酸纤维8份、羟基丙烯酸树脂7份、脂肪醇聚氧乙烯醚6份、阿拉伯胶7份、纳米硫酸钙5份、磺化琥珀酸二辛酯钠盐7份、硫磺1份、丙烯醛2份、硅酸镁3份、单宁酸4份、硬脂酸钠5份、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷3份、富马酸镁2份；

（2）将马齿苋提取物、蒲公英提取物、干荷叶、小麦秸秆、卷柏叶、芦苇秸秆、羟基磷灰石、磷矿石、牡蛎壳粉末、火山灰洗净，烘干，冷却至室温，烘干温度为64℃；

（3）将步骤（2）的干燥物、阿拉伯胶、纳米硫酸钙一起加入陶瓷炉中，缓慢注入液氮，机械搅拌至干燥物粉碎至粉末状；

（4）收集步骤（3）的粉末混合物加入密炼炉，同时加入聚乳酸纤维、羟基丙烯酸树脂、脂肪醇聚氧乙烯醚、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、硫磺、丙烯醛、硬脂酸钠、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷，搅拌速度540转/分钟，反应温度为230℃，反应时间33分钟；

（5）将步骤（4）的混合物注入超声粉碎仪中，同时依次加入硅酸镁、单宁酸、富马酸镁，超声功率为220KW，超声时间为22分钟，然后静置70分钟；

（6）将步骤（5）超声粉碎物过膜分选，膜孔径为150μm；

（7）将步骤（6）过膜产物注入离心造粒包衣机，转子速度220转/分钟，风机功率为15KW，即得成品。

制得的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂测试结果如表1所示。

实施例3

（1）按照重量份称取马齿苋提取物4份、蒲公英提取物3份、干荷叶7份、小麦秸秆9份、卷柏叶13份、芦苇秸秆3份、羟基磷灰石8份、磷矿石5份、牡蛎壳粉末7份、火山灰8份、聚乳酸纤维9份、羟基丙烯酸树脂11份、脂肪醇聚氧乙烯醚8份、阿拉伯胶8份、纳米硫酸钙8 份、磺化琥珀酸二辛酯钠盐9份、硫磺2份、丙烯醛3份、硅酸镁6份、单宁酸5份、苯甲酸镁7份、3-甲基丙烯酸基丙基三乙氧基硅烷4份、月硅酸钠2份；

（2）将马齿苋提取物、蒲公英提取物、干荷叶、小麦秸秆、卷柏叶、芦苇秸秆、羟基磷灰石、磷矿石、牡蛎壳粉末、火山灰洗净，烘干，冷却至室温，烘干温度为66℃；

（3）将步骤（2）的干燥物、阿拉伯胶、纳米硫酸钙一起加入陶瓷炉中，缓慢注入液氮，机械搅拌至干燥物粉碎至粉末状；

（4）收集步骤（3）的粉末混合物加入密炼炉，同时加入聚乳酸纤维、羟基丙烯酸树脂、脂肪醇聚氧乙烯醚、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、硫磺、丙烯醛、苯甲酸镁、3-甲基丙烯酸基丙基三乙氧基硅烷，搅拌速度580转/分钟，反应温度为250℃，反应时间37分钟；

（5）将步骤（4）的混合物注入超声粉碎仪中，同时依次加入硅酸镁、单宁酸、月硅酸钠，超声功率为240KW，超声时间为24分钟，然后静置80分钟；

（6）将步骤（5）超声粉碎物过膜分选，膜孔径为150μm；

（7）将步骤（6）过膜产物注入离心造粒包衣机，转子速度270转/分钟，风机功率为15KW，即得成品。

制得的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂测试结果如表1所示。

实施例4

（1）按照重量份称取马齿苋提取物5份、蒲公英提取物4份、干荷叶8份、小麦秸秆10份、卷柏叶15份、芦苇秸秆4份、羟基磷灰石9份、磷矿石6份、牡蛎壳粉末8份、火山灰9份、聚乳酸纤维10份、羟基丙烯酸树脂12份、脂肪醇聚氧乙烯醚9份、阿拉伯胶9份、纳米硫酸钙9 份、磺化琥珀酸二辛酯钠盐10 份、硫磺2份、丙烯醛4份、硅酸镁7份、单宁酸6份、酒石酸钙8份、N-2（氨乙基）3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷5份、水杨酸钠3份；

（2）将马齿苋提取物、蒲公英提取物、干荷叶、小麦秸秆、卷柏叶、芦苇秸秆、羟基磷灰石、磷矿石、牡蛎壳粉末、火山灰洗净，烘干，冷却至室温，烘干温度为68℃；

（3）将步骤（2）的干燥物、阿拉伯胶、纳米硫酸钙一起加入陶瓷炉中，缓慢注入液氮，机械搅拌至干燥物粉碎至粉末状；

（4）收集步骤（3）的粉末混合物加入密炼炉，同时加入聚乳酸纤维、羟基丙烯酸树脂、脂肪醇聚氧乙烯醚、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、硫磺、丙烯醛、酒石酸钙、N-2（氨乙基）3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，搅拌速度600转/分钟，反应温度为260℃，反应时间40分钟；

（5）将步骤（4）的混合物注入超声粉碎仪中，同时依次加入硅酸镁、单宁酸、水杨酸钠，超声功率为250KW，超声时间为25分钟，然后静置90分钟；

（6）将步骤（5）超声粉碎物过膜分选，膜孔径为200μm；

（7）将步骤（6）过膜产物注入离心造粒包衣机，转子速度300转/分钟，风机功率为15KW，即得成品。

制得的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂测试结果如表1所示。

对比例1

（1）按照重量份称取马齿苋提取物2份、蒲公英提取物1份、干荷叶2份、小麦秸秆5份、卷柏叶10份、芦苇秸秆1份、羟基磷灰石3份、磷矿石2份、火山灰2份、聚乳酸纤维7份、羟基丙烯酸树脂5份、脂肪醇聚氧乙烯醚5份、阿拉伯胶6份、纳米硫酸钙3 份、磺化琥珀酸二辛酯钠盐5份、丙烯醛1份、硅酸镁2份、单宁酸3份、环烷酸钠4份、乙烯基三甲氧基硅烷2份、高锰酸钾1份；

（2）将马齿苋提取物、蒲公英提取物、干荷叶、小麦秸秆、卷柏叶、芦苇秸秆、羟基磷灰石、磷矿石、火山灰洗净，烘干，冷却至室温，烘干温度为62℃；

（3）将步骤（2）的干燥物、阿拉伯胶、纳米硫酸钙一起加入陶瓷炉中，缓慢注入液氮，机械搅拌至干燥物粉碎至粉末状；

（4）收集步骤（3）的粉末混合物加入密炼炉，同时加入聚乳酸纤维、羟基丙烯酸树脂、脂肪醇聚氧乙烯醚、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、丙烯醛、环烷酸钠、乙烯基三甲氧基硅烷，搅拌速度500转/分钟，反应温度为220℃，反应时间30分钟；

（5）将步骤（4）的混合物注入超声粉碎仪中，同时依次加入硅酸镁、单宁酸、高锰酸钾，超声功率为200KW，超声时间为20分钟，然后静置60分钟；

（6）将步骤（5）超声粉碎物过膜分选，膜孔径为100μm；

（7）将步骤（6）过膜产物注入离心造粒包衣机，转子速度200转/分钟，风机功率为15KW，即得成品。

制得的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂测试结果如表1所示。

对比例2

（1）按照重量份称取马齿苋提取物5份、蒲公英提取物4份、干荷叶8份、小麦秸秆10份、卷柏叶15份、芦苇秸秆4份、羟基磷灰石9份、磷矿石6份、牡蛎壳粉末8份、火山灰9份、聚乳酸纤维10份、羟基丙烯酸树脂12份、脂肪醇聚氧乙烯醚9份、阿拉伯胶9份、磺化琥珀酸二辛酯钠盐10 份、硫磺2份、丙烯醛4份、单宁酸6份、酒石酸钙8份、N-2（氨乙基）3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷5份、水杨酸钠3份；

（2）将马齿苋提取物、蒲公英提取物、干荷叶、小麦秸秆、卷柏叶、芦苇秸秆、羟基磷灰石、磷矿石、牡蛎壳粉末、火山灰洗净，烘干，冷却至室温，烘干温度为68℃；

（3）将步骤（2）的干燥物、阿拉伯胶一起加入陶瓷炉中，缓慢注入液氮，机械搅拌至干燥物粉碎至粉末状；

（4）收集步骤（3）的粉末混合物加入密炼炉，同时加入聚乳酸纤维、羟基丙烯酸树脂、脂肪醇聚氧乙烯醚、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、硫磺、丙烯醛、酒石酸钙、N-2（氨乙基）3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，搅拌速度600转/分钟，反应温度为260℃，反应时间40分钟；

（5）将步骤（4）的混合物注入超声粉碎仪中，同时依次加入单宁酸、水杨酸钠，超声功率为250KW，超声时间为25分钟，然后静置90分钟；

（6）将步骤（5）超声粉碎物过膜分选，膜孔径为200μm；

（7）将步骤（6）过膜产物注入离心造粒包衣机，转子速度300转/分钟，风机功率为15KW，即得成品。

制得的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂测试结果如表1所示。

将实施例1-4和对比例1-2的制得的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂分别处理重金属废水后，进行总铬、总镍、总铜、总镉、总银、总铝、化学需氧量、悬浮物、总氮、pH这几项性能测试。

表1

本发明的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂以马齿苋提取物、蒲公英提取物、干荷叶、小麦秸秆、卷柏叶、芦苇秸秆、羟基磷灰石、磷矿石、牡蛎壳粉末、火山灰、聚乳酸纤维、羟基丙烯酸树脂为主要成分，通过加入阿拉伯胶、纳米硫酸钙、脂肪醇聚氧乙烯醚、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、硫磺、丙烯醛、硅酸镁、单宁酸、热稳定剂、偶联剂、助凝剂，辅以干燥搅拌、液氮粉碎、高温密炼、超声分选、过膜筛选、离心造粒包衣等工艺，使得制备而成的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂，其安全稳定，絮凝能力强、可以有效的螯合金属离子达到废水处理的效果，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂原料便宜、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂，其特征在于：由下列重量份的原料制成：马齿苋提取物2-5份、蒲公英提取物1-4份、干荷叶2-8份、小麦秸秆5-10份、卷柏叶10-15份、芦苇秸秆1-4份、羟基磷灰石3-9份、磷矿石2-6份、牡蛎壳粉末5-8份、火山灰2-9份、聚乳酸纤维7-10份、羟基丙烯酸树脂5-12份、脂肪醇聚氧乙烯醚5-9份、阿拉伯胶6-9份、纳米硫酸钙3-9 份、磺化琥珀酸二辛酯钠盐5-10 份、硫磺1-2份、丙烯醛1-4份、硅酸镁2-7份、单宁酸3-6份、热稳定剂4-8份、偶联剂2-5份、助凝剂1-3份。

2.根据权利要求1所述的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂，其特征在于：所述热稳定剂选自环烷酸钠、硬脂酸钠、苯甲酸镁、酒石酸钙中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂，其特征在于：所述偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酸基丙基三乙氧基硅烷、N-2（氨乙基）3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂，其特征在于：所述助凝剂选自高锰酸钾、富马酸镁、月硅酸钠、水杨酸钠中的一种或几种。

5.根据权利要求1～4任一所述的基于植物提取物的高效重金属废水絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按照重量份称取各原料；

（2）将马齿苋提取物、蒲公英提取物、干荷叶、小麦秸秆、卷柏叶、芦苇秸秆、羟基磷灰石、磷矿石、牡蛎壳粉末、火山灰洗净，烘干，冷却至室温，烘干温度为62-68℃；

（3）将步骤（2）的干燥物、阿拉伯胶、纳米硫酸钙一起加入陶瓷炉中，缓慢注入液氮，机械搅拌至干燥物粉碎至粉末状；

（4）收集步骤（3）的粉末混合物加入密炼炉，同时加入聚乳酸纤维、羟基丙烯酸树脂、脂肪醇聚氧乙烯醚、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、硫磺、丙烯醛、热稳定剂、偶联剂，搅拌速度500-600转/分钟，反应温度为220-260℃，反应时间30-40分钟；

（5）将步骤（4）的混合物注入超声粉碎仪中，同时依次加入硅酸镁、单宁酸、助凝剂，超声功率为200-250KW，超声时间为20-25分钟，然后静置60-90分钟；

（6） 将步骤（5）超声粉碎物过膜分选，膜孔径为100-200μm；

（7）将步骤（6）过膜产物注入离心造粒包衣机，转子速度200-300转/分钟，风机功率为15KW，即得成品。