CN108358251A - 一种重金属污水处理药剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重金属污水处理药剂，该处理药剂包括以下重量份的原料：硫酸钠40～50份、聚硅硫酸铝50～70份、硫化钠45～60份、天然煤炭8～16份、丙烯酰胺10～15份、活性炭10～15份、纤维素6～10份、氯化钠10～20份、强碱2～8份、表面活性剂15～25份、防锈剂12～20份、清水50～60份。本发明制得的药剂能够通过调整pH值使其在常温以及很大范围的酸碱度条件下与废水中各种重金属离子进行化学反应，并在短时间内迅速生成不溶性、低含水量、容易过滤去除的絮状沉淀，较普通药剂提高了9％‑15％，去污时间同样显著缩短了20％‑40％，含镉污水去除率达99.3％，含铬污水去除率达99.6％，含铅污水去除率达99.5％，均超过国家标准，去污效果明显。

Description

一种重金属污水处理药剂

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种重金属污水处理药剂。

背景技术

重金属废水主要来自矿山、冶炼、电解、电镀、农药、医药、油漆、颜料等企业排出的废水。废水中重金属的种类、含量及存在形态随不同生产企业而异。由于重金属不能分解破坏，而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和化学形态。重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。目前我国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。如随废重金属水银水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝类体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。水体中金属有利或有害不仅取取决于金属的种类、理化性质，而且还取决于金属的浓度及存在的价态和形态，即使有益的金属元素浓度超过某一数值也会有剧烈的毒性，使动植物中毒，甚至死亡。金属有机化合物(如有机汞、有机铅、有机砷、有机锡等)比相应的金属无机化合物毒性要强得多；可溶态的金属又比颗粒态金属的毒性要大；六价铬比三价铬毒性要大等等。

经检索，中国专利授权公告号为CN106006789A公开了一种重金属污水处理药剂，包括如下重量份数的物质：薄荷酮21份、丙二醇25份、丙烯酰胺5份、次硫酸钠5份、醋酸钠3份、单硬脂酸甘油酯10份、电气石粉11份、淀粉5份、丁烷20份、二甲基二烯丙基氯化铵5份、二氧化硅10份、沸石矿物20份、粉状活性炭5份、硅酸钠5份、硅藻土12份、过硫酸钾5份、过氧化二苯甲酰5份、过氧化还原酶15份、碱式氯化钠12份、聚丙烯酰胺8份、聚合硫酸钠30份、聚合氯化钠18份、聚山梨酯2份、聚酰亚胺20份、聚乙二醇1份。

现有的重金属污水处理药剂存在以下不足之处：该药剂处理重金属污水效率不高，处理时间长，不能快速去除污水中的重金属离子，对温度及酸碱度要求严格，不适用于很大范围内的温度及酸碱度条件下，具有很强的局限性，使得除污效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种重金属污水处理药剂，具备除污效率高、效果好，适用条件范围广的优点，解决了现有药剂除污效率低、适用范围小、局限性大的问题。

根据本发明实施例的一种重金属污水处理药剂，该处理药剂包括以下重量份的原料：硫酸钠40～50份、聚硅硫酸铝50～70份、硫化钠45～60份、天然煤炭8～16份、丙烯酰胺10～15份、活性炭10～15份、纤维素6～10份、氯化钠10～20份、强碱2～8份、表面活性剂15～25份、防锈剂12～20份、清水50～60份。

在上述方案基础上，该处理药剂还包括以下重量份的原料：过氧化二苯甲酰8～15份。

在上述方案基础上，该处理药剂还包括以下重量份的原料：次硫酸钠5～10份。

在上述方案基础上，所述表面活性剂为羧酸、磺酸、硫酸、氨基酸中的一种或两种混合物。

在上述方案基础上，所述防锈剂包括以下重量份的原料：磷酸5～10份、硝酸5～10份、柠檬酸钠3～8份、亚硫酸纳6～12份、乌洛托品8～15份、硫酸锌6～15份、水12～20份。

在上述方案基础上，所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙中的一种或两种混合物。

在上述方案基础上，所述纤维素为羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素中的一种或者两种混合物。

该种重金属污水处理药剂的制备方法包括如下步骤：

(1)备料：按上述重量份取原料备用；

(2)制A液：将上述重量份数的硫酸钠、硫化钠、丙烯酰胺、加入一定重量份数的水中，在40～75℃的温度下搅拌20～50分钟，使其搅拌均匀，得到A溶液；

(3)制B液：将上述重量份数的聚硅硫酸铝、天然煤炭、纤维素、氯化钠加入到一定质量份数的水中，在60～65℃的温度下搅拌20～30分钟，使其搅拌均匀，得到B溶液；

(4)制C液：将上述质量份数的次硫酸钠、表面活性剂、过氧化二苯甲酰加入到一定质量份数的水中，在30～35℃温度下搅拌10～15分钟，使其搅拌均匀，得到C溶液；

(5)混合：将步骤(2)、(3)、(4)中所获得的A、B、C溶液予以混合均匀后，加入上述质量份数的活性炭、防锈剂，混合均匀后，测试其获得的溶液pH值；

(6)调节pH：在步骤(5)中所获得的溶液中，加入上述质量份数的强碱，使得溶液pH为10～14，从而制得本重金属污水处理药剂。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明制得的药剂是结合高分子化合物经过改性后生成，该混合物含有多种活性基团，能与重金属发生络合、螯合、吸附、交换等物理化学反应除去重金属离子；同时该药剂能够通过调整pH值使其在常温以及很大范围的酸碱度条件下与废水中的Cd2+、Hg2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cr3+、Fe2+、Fe3+等各种重金属离子进行化学反应，并在短时间内迅速生成不溶性、低含水量、容易过滤去除的絮状沉淀如硫酸钡、硫酸铅、硫化钡、硫化锌等，然后经过滤即可除去大量重金属离子，从而达到从水中去除重金属离子的效果，使废水达到排放标准；对重金属离子具有很好的去除效果，去除率均在93％以上，较普通药剂提高了9％-15％，去污时间同样显著缩短了20％-40％，且具有较强的抗Ca2+、Mg2+干扰能力，含镉污水去除率达99.3％，含铬污水去除率达99.6％，含铅污水去除率达99.5％，均超过国家标准，去污效果明显。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段及所达到的具体功能，下面以具体实施方式对本发明做进一步详细描述。

实施例1

本实施例提供了一种重金属污水处理药剂，该处理药剂包括以下重量份的原料：硫酸钠40份、聚硅硫酸铝50份、硫化钠45份、天然煤炭8份、丙烯酰胺10份、活性炭10份、纤维素6份、氯化钠10份、强碱2份、表面活性剂15份、防锈剂12份、清水50份、过氧化二苯甲酰8份、次硫酸钠5份。

其中，表面活性剂为羧酸、磺酸的混合物且其混合比为2:1；防锈剂包括以下重量份的原料：磷酸5份、硝酸5份、柠檬酸钠3份、亚硫酸纳6份、乌洛托品8份、硫酸锌6份、水12份；强碱为氢氧化钠、氢氧化钾的混合物且其混合比为1:3；纤维素为羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素的混合物且其混合比为2:1。

一种重金属污水处理药剂的制备方法，具体步骤如下：

(1)备料：按上述重量份取原料备用；

(2)制A液：将上述重量份数的硫酸钠、硫化钠、丙烯酰胺、加入一定重量份数的水中，在40℃的温度下搅拌20分钟，使其搅拌均匀，得到A溶液；

(3)制B液：将上述重量份数的聚硅硫酸铝、天然煤炭、纤维素、氯化钠加入到一定质量份数的水中，在60℃的温度下搅拌20分钟，使其搅拌均匀，得到B溶液；

(4)制C液：将上述质量份数的次硫酸钠、表面活性剂、过氧化二苯甲酰加入到一定质量份数的水中，在30℃温度下搅拌10分钟，使其搅拌均匀，得到C溶液；

(5)混合：将步骤(2)、(3)、(4)中所获得的A、B、C溶液予以混合均匀后，加入上述质量份数的活性炭、防锈剂，混合均匀后，测试其获得的溶液pH值；

(6)调节pH：在步骤(5)中所获得的溶液中，加入上述质量份数的强碱，使得溶液pH为10，从而制得本重金属污水处理药剂。

实施例2

本实施例提供了一种重金属污水处理药剂，该处理药剂包括以下重量份的原料：硫酸钠50份、聚硅硫酸铝70份、硫化钠60份、天然煤炭16份、丙烯酰胺15份、活性炭15份、纤维素10份、氯化钠20份、强碱8份、表面活性剂25份、防锈剂20份、清水60份、过氧化二苯甲酰15份、次硫酸钠10份。

其中，表面活性剂为羧酸、硫酸的混合物且其混合比为1:2；防锈剂包括以下重量份的原料：磷酸10份、硝酸10份、柠檬酸钠8份、亚硫酸纳12份、乌洛托品15份、硫酸锌15份、水20份；强碱为氢氧化钠、强氧化钡的混合物且其混合比为1:1；纤维素为乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素的混合物且其混合比为2:1。

一种重金属污水处理药剂的制备方法，具体步骤如下：

(1)备料：按上述重量份取原料备用；

(2)制A液：将上述重量份数的硫酸钠、硫化钠、丙烯酰胺、加入一定重量份数的水中，在75℃的温度下搅拌50分钟，使其搅拌均匀，得到A溶液；

(3)制B液：将上述重量份数的聚硅硫酸铝、天然煤炭、纤维素、氯化钠加入到一定质量份数的水中，在65℃的温度下搅拌30分钟，使其搅拌均匀，得到B溶液；

(4)制C液：将上述质量份数的次硫酸钠、表面活性剂、过氧化二苯甲酰加入到一定质量份数的水中，在35℃温度下搅拌15分钟，使其搅拌均匀，得到C溶液；

(5)混合：将步骤(2)、(3)、(4)中所获得的A、B、C溶液予以混合均匀后，加入上述质量份数的活性炭、防锈剂，混合均匀后，测试其获得的溶液pH值；

(6)调节pH：在步骤(5)中所获得的溶液中，加入上述质量份数的强碱，使得溶液pH为14，从而制得本重金属污水处理药剂。

实施例3

本实施例提供了一种重金属污水处理药剂，该处理药剂包括以下重量份的原料：硫酸钠45份、聚硅硫酸铝60份、硫化钠52份、天然煤炭12份、丙烯酰胺13份、活性炭13份、纤维素8份、氯化钠15份、强碱5份、表面活性剂20份、防锈剂16份、清水55份、过氧化二苯甲酰11份、次硫酸钠7份。

其中，表面活性剂为氨基酸、磺酸的混合物且其混合比为1:1；防锈剂包括以下重量份的原料：磷酸7份、硝酸7份、柠檬酸钠5份、亚硫酸纳9份、乌洛托品11份、硫酸锌10份、水16份；强碱为氢氧化钠、强氧化钙的混合物且其混合比为1:1；纤维素为羟乙基纤维素、乙基纤维素的混合物且其混合比为2:1。

一种重金属污水处理药剂的制备方法，具体步骤如下：

(1)备料：按上述重量份取原料备用；

(2)制A液：将上述重量份数的硫酸钠、硫化钠、丙烯酰胺、加入一定重量份数的水中，在60℃的温度下搅拌35分钟，使其搅拌均匀，得到A溶液；

(3)制B液：将上述重量份数的聚硅硫酸铝、天然煤炭、纤维素、氯化钠加入到一定质量份数的水中，在62℃的温度下搅拌25分钟，使其搅拌均匀，得到B溶液；

(4)制C液：将上述质量份数的次硫酸钠、表面活性剂、过氧化二苯甲酰加入到一定质量份数的水中，在32℃温度下搅拌12分钟，使其搅拌均匀，得到C溶液；

(5)混合：将步骤(2)、(3)、(4)中所获得的A、B、C溶液予以混合均匀后，加入上述质量份数的活性炭、防锈剂，混合均匀后，测试其获得的溶液pH值；

(6)调节pH：在步骤(5)中所获得的溶液中，加入上述质量份数的强碱，使得溶液pH为12，从而制得本重金属污水处理药剂。

实施例4

本实施例提供了一种重金属污水处理药剂，该处理药剂包括以下重量份的原料：硫酸钠42份、聚硅硫酸铝55份、硫化钠48份、天然煤炭10份、丙烯酰胺11份、活性炭11份、纤维素7份、氯化钠12份、强碱3份、表面活性剂17份、防锈剂14份、清水52份、过氧化二苯甲酰9份、次硫酸钠6份。

其中，表面活性剂为硫酸；防锈剂包括以下重量份的原料：磷酸6份、硝酸6份、柠檬酸钠4份、亚硫酸纳7份、乌洛托品9份、硫酸锌8份、水14份；强碱为氢氧化钡、氢氧化钾的混合物且其混合比为1:2；纤维素为羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素的混合物且其混合比为1:1。

一种重金属污水处理药剂的制备方法，具体步骤如下：

(1)备料：按上述重量份取原料备用；

(2)制A液：将上述重量份数的硫酸钠、硫化钠、丙烯酰胺、加入一定重量份数的水中，在50℃的温度下搅拌27分钟，使其搅拌均匀，得到A溶液；

(3)制B液：将上述重量份数的聚硅硫酸铝、天然煤炭、纤维素、氯化钠加入到一定质量份数的水中，在61℃的温度下搅拌22分钟，使其搅拌均匀，得到B溶液；

(4)制C液：将上述质量份数的次硫酸钠、表面活性剂、过氧化二苯甲酰加入到一定质量份数的水中，在31℃温度下搅拌11分钟，使其搅拌均匀，得到C溶液；

(5)混合：将步骤(2)、(3)、(4)中所获得的A、B、C溶液予以混合均匀后，加入上述质量份数的活性炭、防锈剂，混合均匀后，测试其获得的溶液pH值；

(6)调节pH：在步骤(5)中所获得的溶液中，加入上述质量份数的强碱，使得溶液pH为11，从而制得本重金属污水处理药剂。

实施例5

本实施例提供了一种重金属污水处理药剂，该处理药剂包括以下重量份的原料：硫酸钠47份、聚硅硫酸铝65份、硫化钠56份、天然煤炭14份、丙烯酰胺13份、活性炭13份、纤维素9份、氯化钠17份、强碱6份、表面活性剂22份、防锈剂18份、清水57份、过氧化二苯甲酰13份、次硫酸钠8份。

其中，表面活性剂为羧酸、氨基酸的混合物且其混合比为1:1；防锈剂包括以下重量份的原料：磷酸8份、硝酸8份、柠檬酸钠6份、亚硫酸纳10份、乌洛托品13份、硫酸锌12份、水18份；强碱为氢氧化钙、氢氧化钾的混合物且其混合比为2:1；纤维素为羟丙基甲基纤维素。

一种重金属污水处理药剂的制备方法，具体步骤如下：

(1)备料：按上述重量份取原料备用；

(2)制A液：将上述重量份数的硫酸钠、硫化钠、丙烯酰胺、加入一定重量份数的水中，在67℃的温度下搅拌42分钟，使其搅拌均匀，得到A溶液；

(3)制B液：将上述重量份数的聚硅硫酸铝、天然煤炭、纤维素、氯化钠加入到一定质量份数的水中，在63℃的温度下搅拌27分钟，使其搅拌均匀，得到B溶液；

(4)制C液：将上述质量份数的次硫酸钠、表面活性剂、过氧化二苯甲酰加入到一定质量份数的水中，在33℃温度下搅拌13分钟，使其搅拌均匀，得到C溶液；

(5)混合：将步骤(2)、(3)、(4)中所获得的A、B、C溶液予以混合均匀后，加入上述质量份数的活性炭、防锈剂，混合均匀后，测试其获得的溶液pH值；

(6)调节pH：在步骤(5)中所获得的溶液中，加入上述质量份数的强碱，使得溶液pH为13，从而制得本重金属污水处理药剂。

对照例

将重金属污水平均分成6份，以市场上普通处理药剂作为对照组，以本发明的重金属污水处理药剂作为实验组，分别对去污率、清洗性和去污时间进行评测，测试结果如下表：

效果	去污率/％	清洗性	去污时间/min
				实施例1	93	良好	40
实施例2	95	良好	35
				实施例3	98	优秀	30
实施例4	97	良好	32
				实施例5	96	良好	34
对照例	85	合格	50

综上所述，本发明的一种重金属污水处理药剂能够快速与污水中的重金属发生物理、化学反应，将重金属离子从污水中排除，同时，能够通过调整pH值使其在常温下以及很大范围的酸碱度条件下快速与重金属离子发生反应，去污效率提高了9％～15％，去污时间缩短了20％～40％，极大提高了去污效果以及缩短了去污时间，因此本发明去污效果明显，更具有推广意义。

本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种重金属污水处理药剂，其特征在于：该处理药剂包括以下重量份的原料：硫酸钠40～50份、聚硅硫酸铝50～70份、硫化钠45～60份、天然煤炭8～16份、丙烯酰胺10～15份、活性炭10～15份、纤维素6～10份、氯化钠10～20份、强碱2～8份、表面活性剂15～25份、防锈剂12～20份、清水50～60份。

2.根据权利要求1所述的一种重金属污水处理药剂，其特征在于：该处理药剂还包括以下重量份的原料：过氧化二苯甲酰8～15份。

3.根据权利要求1所述的一种重金属污水处理药剂，其特征在于：该处理药剂还包括以下重量份的原料：次硫酸钠5～10份。

4.根据权利要求1所述的一种重金属污水处理药剂，其特征在于：所述表面活性剂为羧酸、磺酸、硫酸、氨基酸中的一种或两种混合物。

5.根据权利要求1所述的一种重金属污水处理药剂，其特征在于：所述防锈剂包括以下重量份的原料：磷酸5～10份、硝酸5～10份、柠檬酸钠3～8份、亚硫酸纳6～12份、乌洛托品8～15份、硫酸锌6～15份、水12～20份。

6.根据权利要求1所述的一种重金属污水处理药剂，其特征在于：所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙中的一种或两种混合物。

7.根据权利要求1所述的一种重金属污水处理药剂，其特征在于：所述纤维素为羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素中的一种或者两种混合物。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的一种重金属污水处理药剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)备料：按上述重量份取原料备用；

(2)制A液：将上述重量份数的硫酸钠、硫化钠、丙烯酰胺、加入一定重量份数的水中，在40～75℃的温度下搅拌20～50分钟，使其搅拌均匀，得到A溶液；

(3)制B液：将上述重量份数的聚硅硫酸铝、天然煤炭、纤维素、氯化钠加入到一定质量份数的水中，在60～65℃的温度下搅拌20～30分钟，使其搅拌均匀，得到B溶液；

(4)制C液：将上述质量份数的次硫酸钠、表面活性剂、过氧化二苯甲酰加入到一定质量份数的水中，在30～35℃温度下搅拌10～15分钟，使其搅拌均匀，得到C溶液；

(5)混合：将步骤(2)、(3)、(4)中所获得的A、B、C溶液予以混合均匀后，加入上述质量份数的活性炭、防锈剂，混合均匀后，测试其获得的溶液pH值；

(6)调节pH：在步骤(5)中所获得的溶液中，加入上述质量份数的强碱，使得溶液pH为10～14，从而制得本重金属污水处理药剂。