CN106865782A

CN106865782A - 一种添加有钛酸四丁酯的污水处理剂及其制备方法

Info

Publication number: CN106865782A
Application number: CN201710106490.7A
Authority: CN
Inventors: 陈红嘉
Original assignee: Suzhou Dingyu Energy Efficient Equipment Co Ltd
Current assignee: Suzhou Dingyu Energy Efficient Equipment Co Ltd
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2017-06-20

Abstract

本发明公开了添加有钛酸四丁酯的污水处理剂及其制备方法，其以粉煤灰、蒙脱石粉、钛酸四丁酯、丙烯酸正丙酯为主要成分，通过加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚环氧琥珀酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚二甲基硅氧烷二季胺盐、硫酸镍、纳米二氧化钛、木瓜蛋白酶、辣根过氧化物酶、甜菜碱、木醋杆菌菌粉、引发剂、偶联剂，辅以超声处理、高温煅烧、混合球磨、高温搅拌、喷洒造粒、低温干燥等工艺，使得制备而成的污水处理剂可以有效改善造纸行业污水的COD、SS、B/C这几项指标，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。

Description

一种添加有钛酸四丁酯的污水处理剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及污水综合处理技术领域，特别涉及添加有钛酸四丁酯的污水处理剂及其制备方法。

背景技术

我国是一个水资源短缺的国家，人均水资源量仅为世界的1/4，而且水资源的分布严重不均，如何缓解水资源匮乏以及污染等问题已经成为一个刻不容缓的问题。要解决缺水问题，除开源节流、综合利用以外，治污已逐渐成为我国必须长期坚持的基本原则之一。在全国每年污水排放中，仅有10％的生活污水和70％的工业污水得到处理，其中约有一半工业污水处理设施的出水达不到国家排放标准，其余未处理的污水则直接排入江河湖泊中，致使我国的水环境遭受严重污染和破坏。据统计，全国七大水系和内陆河流的110个重点河段中，属4类和5类水体的占39％；全国较大的淡水湖如滇池、太湖和巢湖等富营养化程度逐年加剧；一些地区的饮用水源受到严重污染，对人民健康造成严重危害。

目前，处理水资源污染问题有物理、化学、生物等多种方法。物理方法即通过物理分离作用回收污水中的不溶解的悬浮污染物，这种方式可分为重力分离、离心分离等，方法虽然简单，但是只能做基础处理，处理不完全，多存在处理效果不佳、处理率不稳定问题。生物处理法是通过微生物的代谢作用使污水中溶解、胶体和悬浮状态的有机污染物转化为稳定的无害物。但该方法设备投资大，运行成本高，而且难以去除重金属离子，冬季也不适宜操作，不适宜推广使用。

因此，目前污水处理多采用化学方法，化学方法是用投放的化学试剂处理污染物，包括中和、絮凝、氧化还原等反应，这种方式处理污水较为彻底，处理后能够达到排放标准；而污水处理剂则是污水化学处理法的主要原料。现有的污水处理剂按照作用方式可分为以下几类：絮凝剂：可以有效的将顽固物质从液体中分离出来，常常用在初沉池、二沉池、三级处理或深度处理等工艺环节中，主要使用的是聚丙烯酰胺。助凝剂：辅助絮凝剂发挥作用，加强混凝效果。调理剂：对脱水前剩余污泥进行调理。破乳剂：主要是应用在含油污水预处理中。消泡剂：主要是用于消除曝气或搅拌过程中产生的大量气泡。氧化还原剂：主要应用于含有氧化物质或还原物质的污水处理。消毒剂：应用于污水排放或回用前的消毒处理中。此外还有除臭剂、PH调节剂等。现在主要使用的污水处理剂功能单一，因此必须在水处理系统中分别投加絮凝剂、缓蚀剂、杀菌剂等多种药剂，处理工艺流程复杂、设备多、操作过程繁杂、药剂投加量大、费用多，而且多种试剂之间会通过各种化学反应相互抵抗，致使药效降低。

因此，污水处理剂的研发需要向着更高层次、更多领域迈进。未来污水处理剂的专用性要提升，让用户可以根据行业分类进行选择，避免选择错误导致使用效果不佳。还需要研发多功能污水处理剂，通过添加生物酶、菌粉等措施，使化学处理剂能够综合生物处理剂的优点，扩展污水处理剂的使用范围。同时，研制绿色污水处理剂也是未来发展的必然趋势，降低药剂使用产生的污染，最终达到零污染产生的目标。然而，目前该方面的研究尚不够充分，相关产品也远远没有达到市场的需求，给我国的污水处理工业的快速发展带来了不小的挑战。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供添加有钛酸四丁酯的污水处理剂，通过采用特定的原料进行组合，配合特定的生产工艺，使得制备而成的污水处理剂可以有效改善造纸行业污水的COD、SS、B/C这几项指标，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：

添加有钛酸四丁酯的污水处理剂，由下列重量份的原料制成：粉煤灰60-70份、蒙脱石粉50-60份、钛酸四丁酯45-55份、丙烯酸正丙酯40-50份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵25-30份、聚环氧琥珀酸钠20-26份、脂肪醇聚氧乙烯醚16-20份、聚二甲基硅氧烷二季胺盐8-12份、硫酸镍6-8份、纳米二氧化钛6-8份、木瓜蛋白酶4-6份、辣根过氧化物酶4-6份、甜菜碱2-4份、木醋杆菌菌粉2-4份、引发剂3-5份、偶联剂3-5份。

优选地，所述引发剂选自过氧化苯甲酰、亚硫酸氢钠、聚氧乙烯中的任意一种。

优选地，所述偶联剂选自1，3-二环己基碳二亚胺、双-3-三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物、3-四甲基铵四氟硼酸盐中的任意一种。

所述的添加有钛酸四丁酯的污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将钛酸四丁酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚环氧琥珀酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚加入质量8～10倍的无水乙醇，在85～90℃下超声处理45～50 min，超声功率为800～900 W，得超声处理混合物；

（2）将粉煤灰、蒙脱石粉、硫酸镍、纳米二氧化钛充分混合，先于85～95℃下干燥6 h，再于450～500℃下煅烧2 h，得煅烧处理混合物；

（3）将超声处理混合物与煅烧处理混合物混合，加入球磨机，再加入聚二甲基硅氧烷二季胺盐，混合均匀后球磨至细度小于35μm，得球磨混合物；

（4）向球磨混合物中加入甜菜碱、引发剂、偶联剂，混合均匀后微波处理15～20 min，随后加入反应釜中，升温至150～180℃，以350 rpm的转速搅拌25～35 min，冷却至室温后加入木瓜蛋白酶、辣根过氧化物酶、木醋杆菌菌粉，得中间混合物；

（5）按照每克中间混合物喷洒蒸馏水0.1 ml的标准进行喷洒操作，然后加入造粒机进行造粒，粒径为2 mm，再将造粒所得颗粒在烘箱中低温干燥，出料后得成品处理剂。

优选地，所述步骤（4）中的微波频率为2250 MHz，微波功率为60 W，微波处理时间为20 min。

优选地，所述步骤（5）中，干燥温度为40～50℃，干燥时间为90 min。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

（1）本发明的添加有钛酸四丁酯的污水处理剂以粉煤灰、蒙脱石粉、钛酸四丁酯、丙烯酸正丙酯为主要成分，通过加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚环氧琥珀酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚二甲基硅氧烷二季胺盐、硫酸镍、纳米二氧化钛、木瓜蛋白酶、辣根过氧化物酶、甜菜碱、木醋杆菌菌粉、引发剂、偶联剂，辅以超声处理、高温煅烧、混合球磨、高温搅拌、喷洒造粒、低温干燥等工艺，使得制备而成的污水处理剂可以有效改善造纸行业污水的COD、SS、B/C这几项指标，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。

（2）本发明的添加有钛酸四丁酯的污水处理剂原料廉价、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）按照重量份称取粉煤灰60份、蒙脱石粉50份、钛酸四丁酯45份、丙烯酸正丙酯40份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵25份、聚环氧琥珀酸钠20份、脂肪醇聚氧乙烯醚16份、聚二甲基硅氧烷二季胺盐8份、硫酸镍6份、纳米二氧化钛6份、木瓜蛋白酶4份、辣根过氧化物酶4份、甜菜碱2份、木醋杆菌菌粉2份、过氧化苯甲酰3份、1，3-二环己基碳二亚胺3份；

（2）将钛酸四丁酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚环氧琥珀酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚加入质量8倍的无水乙醇，在85℃下超声处理45 min，超声功率为800 W，得超声处理混合物；

（3）将粉煤灰、蒙脱石粉、硫酸镍、纳米二氧化钛充分混合，先于85℃下干燥6 h，再于450℃下煅烧2 h，得煅烧处理混合物；

（4）将超声处理混合物与煅烧处理混合物混合，加入球磨机，再加入聚二甲基硅氧烷二季胺盐，混合均匀后球磨至细度小于35μm，得球磨混合物；

（5）向球磨混合物中加入甜菜碱、过氧化苯甲酰、1，3-二环己基碳二亚胺，混合均匀后微波处理20 min，其中微波频率为2250 MHz，微波功率为60 W，随后加入反应釜中，升温至150℃，以350 rpm的转速搅拌25 min，冷却至室温后加入木瓜蛋白酶、辣根过氧化物酶、木醋杆菌菌粉，得中间混合物；

（6）按照每克中间混合物喷洒蒸馏水0.1 ml的标准进行喷洒操作，然后加入造粒机进行造粒，粒径为2 mm，再将造粒所得颗粒在烘箱中低温干燥，干燥温度为40℃，干燥时间为90 min，出料后得成品处理剂。

制得的添加有钛酸四丁酯的污水处理剂的使用效果测试结果如表1所示。

实施例2

（1）按照重量份称取粉煤灰65份、蒙脱石粉55份、钛酸四丁酯50份、丙烯酸正丙酯45份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵27份、聚环氧琥珀酸钠23份、脂肪醇聚氧乙烯醚18份、聚二甲基硅氧烷二季胺盐10份、硫酸镍7份、纳米二氧化钛7份、木瓜蛋白酶5份、辣根过氧化物酶5份、甜菜碱3份、木醋杆菌菌粉3份、亚硫酸氢钠4份、双-3-三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物4份；

（2）将钛酸四丁酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚环氧琥珀酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚加入质量9倍的无水乙醇，在88℃下超声处理47 min，超声功率为850 W，得超声处理混合物；

（3）将粉煤灰、蒙脱石粉、硫酸镍、纳米二氧化钛充分混合，先于90℃下干燥6 h，再于475℃下煅烧2 h，得煅烧处理混合物；

（5）向球磨混合物中加入甜菜碱、亚硫酸氢钠、双-3-三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物，混合均匀后微波处理20 min，其中微波频率为2250 MHz，微波功率为60 W，随后加入反应釜中，升温至165℃，以350 rpm的转速搅拌30 min，冷却至室温后加入木瓜蛋白酶、辣根过氧化物酶、木醋杆菌菌粉，得中间混合物；

（6）按照每克中间混合物喷洒蒸馏水0.1 ml的标准进行喷洒操作，然后加入造粒机进行造粒，粒径为2 mm，再将造粒所得颗粒在烘箱中低温干燥，干燥温度为45℃，干燥时间为90 min，出料后得成品处理剂。

实施例3

（1）按照重量份称取粉煤灰70份、蒙脱石粉60份、钛酸四丁酯55份、丙烯酸正丙酯50份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵30份、聚环氧琥珀酸钠26份、脂肪醇聚氧乙烯醚20份、聚二甲基硅氧烷二季胺盐12份、硫酸镍8份、纳米二氧化钛8份、木瓜蛋白酶6份、辣根过氧化物酶6份、甜菜碱4份、木醋杆菌菌粉4份、聚氧乙烯5份、3-四甲基铵四氟硼酸盐5份；

（2）将钛酸四丁酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚环氧琥珀酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚加入质量10倍的无水乙醇，在90℃下超声处理50min，超声功率为900W，得超声处理混合物；

（3）将粉煤灰、蒙脱石粉、硫酸镍、纳米二氧化钛充分混合，先于95℃下干燥6 h，再于500℃下煅烧2 h，得煅烧处理混合物；

（5）向球磨混合物中加入甜菜碱、聚氧乙烯、3-四甲基铵四氟硼酸盐，混合均匀后微波处理20 min，其中微波频率为2250 MHz，微波功率为60 W，随后加入反应釜中，升温至180℃，以350 rpm的转速搅拌35 min，冷却至室温后加入木瓜蛋白酶、辣根过氧化物酶、木醋杆菌菌粉，得中间混合物；

（6）按照每克中间混合物喷洒蒸馏水0.1 ml的标准进行喷洒操作，然后加入造粒机进行造粒，粒径为2 mm，再将造粒所得颗粒在烘箱中低温干燥，干燥温度为50℃，干燥时间为90 min，出料后得成品处理剂。

实施例4

（1）按照重量份称取粉煤灰70份、蒙脱石粉50份、钛酸四丁酯55份、丙烯酸正丙酯40份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵30份、聚环氧琥珀酸钠20份、脂肪醇聚氧乙烯醚20份、聚二甲基硅氧烷二季胺盐8份、硫酸镍8份、纳米二氧化钛6份、木瓜蛋白酶6份、辣根过氧化物酶4份、甜菜碱4份、木醋杆菌菌粉2份、过氧化苯甲酰3份、3-四甲基铵四氟硼酸盐5份；

（2）将钛酸四丁酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚环氧琥珀酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚加入质量8倍的无水乙醇，在90℃下超声处理45 min，超声功率为900 W，得超声处理混合物；

（3）将粉煤灰、蒙脱石粉、硫酸镍、纳米二氧化钛充分混合，先于85℃下干燥6 h，再于500℃下煅烧2 h，得煅烧处理混合物；

（5）向球磨混合物中加入甜菜碱、过氧化苯甲酰、3-四甲基铵四氟硼酸盐，混合均匀后微波处理20 min，其中微波频率为2250 MHz，微波功率为60 W，随后加入反应釜中，升温至150℃，以350 rpm的转速搅拌35 min，冷却至室温后加入木瓜蛋白酶、辣根过氧化物酶、木醋杆菌菌粉，得中间混合物；

对比例1

（1）按照重量份称取粉煤灰65份、蒙脱石粉55份、钛酸四丁酯50份、丙烯酸正丙酯45份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵27份、聚环氧琥珀酸钠23份、脂肪醇聚氧乙烯醚18份、聚二甲基硅氧烷二季胺盐10份、硫酸镍7份、木瓜蛋白酶5份、辣根过氧化物酶5份、木醋杆菌菌粉3份、亚硫酸氢钠4份、双-3-三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物4份；

（3）将粉煤灰、蒙脱石粉、硫酸镍充分混合，先于90℃下干燥6 h，再于475℃下煅烧2 h，得煅烧处理混合物；

（5）向球磨混合物中加入亚硫酸氢钠、双-3-三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物，混合均匀后微波处理20 min，其中微波频率为2250 MHz，微波功率为60 W，随后加入反应釜中，升温至165℃，以350 rpm的转速搅拌30 min，冷却至室温后加入木瓜蛋白酶、辣根过氧化物酶、木醋杆菌菌粉，得中间混合物；

对比例2

（1）按照重量份称取粉煤灰70份、蒙脱石粉50份、钛酸四丁酯55份、丙烯酸正丙酯40份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵30份、聚环氧琥珀酸钠20份、聚二甲基硅氧烷二季胺盐8份、硫酸镍8份、纳米二氧化钛6份、辣根过氧化物酶4份、甜菜碱4份、木醋杆菌菌粉2份、过氧化苯甲酰3份、3-四甲基铵四氟硼酸盐5份；

（2）将钛酸四丁酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚环氧琥珀酸钠加入质量8倍的无水乙醇，在90℃下超声处理45 min，超声功率为900 W，得超声处理混合物；

（5）向球磨混合物中加入甜菜碱、过氧化苯甲酰、3-四甲基铵四氟硼酸盐，混合均匀后微波处理20 min，其中微波频率为2250 MHz，微波功率为60 W，随后加入反应釜中，升温至150℃，以350 rpm的转速搅拌35 min，冷却至室温后加入辣根过氧化物酶、木醋杆菌菌粉，得中间混合物；

将实施例1-4和对比例1-2的添加有钛酸四丁酯的污水处理剂分别处理造纸行业污水（COD为3200mg/L、SS为1150mg/L、B/C为0.26）后测定污水的COD、SS、B/C这几项指标，结果显示完全达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》GB3544-2008的标准。

表1

	COD（mg/L）	SS（mg/L）	B/C
				实施例1	90.8	36.6	0.32
实施例2	86.5	32.9	0.35
				实施例3	88.4	33.2	0.33
实施例4	89.3	35.8	0.34
				对比例1	110.2	46.3	0.28
对比例2	112.1	48.7	0.27

本发明的添加有钛酸四丁酯的污水处理剂以粉煤灰、蒙脱石粉、钛酸四丁酯、丙烯酸正丙酯为主要成分，通过加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚环氧琥珀酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚二甲基硅氧烷二季胺盐、硫酸镍、纳米二氧化钛、木瓜蛋白酶、辣根过氧化物酶、甜菜碱、木醋杆菌菌粉、引发剂、偶联剂，辅以超声处理、高温煅烧、混合球磨、高温搅拌、喷洒造粒、低温干燥等工艺，使得制备而成的污水处理剂可以有效改善造纸行业污水的COD、SS、B/C这几项指标，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的添加有钛酸四丁酯的污水处理剂原料廉价、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

1.一种添加有钛酸四丁酯的污水处理剂，其特征在于：由下列重量份的原料制成：粉煤灰60-70份、蒙脱石粉50-60份、钛酸四丁酯45-55份、丙烯酸正丙酯40-50份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵25-30份、聚环氧琥珀酸钠20-26份、脂肪醇聚氧乙烯醚16-20份、聚二甲基硅氧烷二季胺盐8-12份、硫酸镍6-8份、纳米二氧化钛6-8份、木瓜蛋白酶4-6份、辣根过氧化物酶4-6份、甜菜碱2-4份、木醋杆菌菌粉2-4份、引发剂3-5份、偶联剂3-5份。

2.根据权利要求1所述的添加有钛酸四丁酯的污水处理剂，其特征在于：所述引发剂选自过氧化苯甲酰、亚硫酸氢钠、聚氧乙烯中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的添加有钛酸四丁酯的污水处理剂，其特征在于：所述偶联剂选自1，3-二环己基碳二亚胺、双-3-三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物、3-四甲基铵四氟硼酸盐中的任意一种。

4.根据权利要求1～3任一所述的添加有钛酸四丁酯的污水处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的添加有钛酸四丁酯的污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的微波频率为2250 MHz，微波功率为60 W，微波处理时间为20 min。

6.根据权利要求4所述的添加有钛酸四丁酯的污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，干燥温度为40～50℃，干燥时间为90 min。