CN108358325A - 一种化工污水处理剂及其制备方法 - Google Patents

一种化工污水处理剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种化工污水处理剂及其制备方法，包括以下原料：木质素磺酸钠、硫酸亚铁、氯化铝、聚丙烯酰胺、纳米磁性陶瓷颗粒、过氧化脲、活性炭、缓蚀剂，将木质素磺酸钠、硫酸亚铁、氯化铝、聚丙烯酰胺、纳米磁性陶瓷颗粒、活性炭称取后，加入去离子水，在加热的环境下采用搅拌电机进行匀速搅拌，然后静置冷却，制得混合物A；向混合物A中加入过氧化脲、缓蚀剂，快速搅拌后再慢速搅拌，制得混合物B；将混合物B通过超声设备超声处理得到污水处理剂，本发明对污染物的处理速度快，处理效果好，降低运行费用，促进达标排放，所用原料廉价、工艺具有普适性，工艺操作简单，废水处理效率高，节能环保，适于大规模工业化运用。

Description

一种化工污水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体是一种化工污水处理剂及其制备方法。
背景技术
化工厂作为用水大户，年新鲜水用量一般为几百万立方米，水的重复利用率低，同时外排污水几百万立方米，不仅浪费大量水资源，也造成环境污染，并且水资源的短缺已对这些工业用水大户的生产造成威胁。
化工污水是指化工厂生产产品过程中所生产的污水，如生产乙烯、聚乙烯、橡胶、聚酯、甲醇、乙二醇、油品罐区、空分空压站等装置的含油废水，经过生化处理后，一般可达到国家二级排放标准，现由于水资源的短缺，需将达到排放标准的水再经过进一步深度处理后，达到工业补水要求的回收利用。
化工污水在处理过程中往往依靠污水处理剂来进行。但是，现有技术的化工污水处理剂对污水的处理效率低下且对污水中富集的细菌的灭杀功能不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种化工污水处理剂及其制备方法，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：
一种化工污水处理剂，按重量份计，包括以下组分：木质素磺酸钠25-45份、硫酸亚铁15-29份、氯化铝17-27份、聚丙烯酰胺20-34份、纳米磁性陶瓷颗粒15-45份、过氧化脲8-26份、活性炭15-43份、缓蚀剂1-5份。
作为本发明进一步的方案：按重量份计，包括以下组分：木质素磺酸钠30-40份、硫酸亚铁20-24份、氯化铝20-24份、聚丙烯酰胺24-30份、纳米磁性陶瓷颗粒20-40份、过氧化脲12-22份、活性炭24-34份、缓蚀剂2-4份。
作为本发明进一步的方案：按重量份计，包括以下组分：木质素磺酸钠35份、硫酸亚铁22份、氯化铝22份、聚丙烯酰胺27份、纳米磁性陶瓷颗粒30份、过氧化脲17份、活性炭29份、缓蚀剂3份。
一种化工污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：纳米磁性陶瓷颗粒通过以下方法制成：
(1)：将二氧化锆、氧化镁、硫醇锑、三氧化二锑、硫化钴和铜在50-80摄氏度下高速搅拌10-20分钟；
(2)：在步骤(1)的产物中依次加入充分球磨的四氧化三铁、碳酸钙纤维和环氧大豆油，喷雾造粒，再压制成型，在1350-1380摄氏度中烧结2-3小时，得到磁性陶瓷材料；
(3)：将步骤(3)中得到的磁性陶瓷材料研磨成微粒，所得颗粒经滤膜过筛，即得到符合要求的纳米磁性陶瓷颗粒，过筛不合格的颗粒继续与水及分散剂一起再次进入研磨机重复以上过程；
步骤二：将木质素磺酸钠、硫酸亚铁、氯化铝、聚丙烯酰胺、纳米磁性陶瓷颗粒、活性炭称取后，加入上述六种原料质量6-8倍的去离子水，采用电加热方式进行加热，在加热的环境下采用搅拌电机进行匀速搅拌20-30min，然后静置冷却，制得混合物A；
步骤三：在快速搅拌条件下，向混合物A中加入过氧化脲、泊洛沙姆、缓蚀剂，快速搅拌5min后再慢速搅拌1h-1.5h，制得混合物B；
步骤四：将混合物B通过超声设备超声处理30-50min，得到污水处理剂。
作为本发明进一步的方案：步骤一所得到的纳米磁性陶瓷颗粒的直径为50nm-70nm。
作为本发明进一步的方案：步骤四中超声设备处理时的超声功率为200-1000W。
作为本发明进一步的方案：步骤二中的加热的温度为30-45摄氏度。
作为本发明进一步的方案：在制备过程中，溶液的pH值控制在6.7-7之间。
作为本发明进一步的方案：步骤二中的搅拌速度为150r/min-200r/min。
作为本发明进一步的方案：步骤三中的快速搅拌速度为500r/min-800r/min，慢速搅拌速度为60r/min-100r/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明以纳米磁性陶瓷颗粒、过氧化脲为主原料，再配合其他辅料制得污水处理剂，按一定量投加到污水处理系统中，对污染物的处理速度快，处理效果好，降低运行费用，促进达标排放，保护水体环境，所用原料廉价、工艺具有普适性，工艺操作简单，对废水处理效率高，并且节能环保，适于大规模工业化运用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的表格，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例1中，一种化工污水处理剂，包括以下原料：木质素磺酸钠25份、硫酸亚铁15份、氯化铝17份、聚丙烯酰胺20份、纳米磁性陶瓷颗粒15份、过氧化脲8份、活性炭15份、缓蚀剂1份。
上述处理剂的制备方法，包括如下步骤：
纳米磁性陶瓷颗粒通过以下步骤制成：(1)将二氧化锆、氧化镁、硫醇锑、三氧化二锑、硫化钴和铜在50摄氏度下高速搅拌10分钟；在步骤(1)的产物中依次加入充分球磨的四氧化三铁、碳酸钙纤维和环氧大豆油，喷雾造粒，再压制成型，在1350摄氏度中烧结2小时，得到磁性陶瓷材料；将步骤(3)中得到的磁性陶瓷材料研磨成微粒，所得颗粒经滤膜过筛，即得到符合要求的纳米磁性陶瓷颗粒，符合要求的纳米磁性陶瓷颗粒的直径为50nm。过筛不合格的颗粒继续与水及分散剂一起再次进入研磨机重复以上过程；
将木质素磺酸钠、硫酸亚铁、氯化铝、聚丙烯酰胺、纳米磁性陶瓷颗粒、活性炭称取后，加入上述六种原料质量6倍的去离子水，采用电加热方式进行加热，加热的温度为30摄氏度，在加热的环境下采用搅拌电机进行匀速搅拌20min，搅拌速度为150r/min，然后静置冷却，制得混合物A；在快速搅拌条件下，向混合物A中加入过氧化脲、缓蚀剂，快速搅拌5min后再慢速搅拌1h，快速搅拌速度为500r/min，慢速搅拌速度为60r/min，制得混合物B；将混合物B通过超声设备超声处理30min，得到污水处理剂，超声设备处理时的超声功率为200W；在制备过程中，溶液的pH值控制在6.7。
实施例2
本实施例2中，一种化工污水处理剂，包括以下原料：木质素磺酸钠45份、硫酸亚铁29份、氯化铝27份、聚丙烯酰胺34份、纳米磁性陶瓷颗粒45份、过氧化脲26份、活性炭43份、缓蚀剂5份。
纳米磁性陶瓷颗粒通过以下步骤制成：(1)将二氧化锆、氧化镁、硫醇锑、三氧化二锑、硫化钴和铜在80摄氏度下高速搅拌20分钟；在步骤(1)的产物中依次加入充分球磨的四氧化三铁、碳酸钙纤维和环氧大豆油，喷雾造粒，再压制成型，在1380摄氏度中烧结3小时，得到磁性陶瓷材料；将步骤(3)中得到的磁性陶瓷材料研磨成微粒，所得颗粒经滤膜过筛，即得到符合要求的纳米磁性陶瓷颗粒，符合要求的纳米磁性陶瓷颗粒的直径为70nm。过筛不合格的颗粒继续与水及分散剂一起再次进入研磨机重复以上过程；
将木质素磺酸钠、硫酸亚铁、氯化铝、聚丙烯酰胺、纳米磁性陶瓷颗粒、活性炭称取后，加入上述六种原料质量8倍的去离子水，采用电加热方式进行加热，加热的温度为45摄氏度，在加热的环境下采用搅拌电机进行匀速搅拌30min，搅拌速度为200r/min，然后静置冷却，制得混合物A；在快速搅拌条件下，向混合物A中加入过氧化脲、缓蚀剂，快速搅拌5min后再慢速搅拌1.5h，快速搅拌速度为800r/min，慢速搅拌速度为100r/min，制得混合物B；将混合物B通过超声设备超声处理50min，得到污水处理剂，超声设备处理时的超声功率为1000W；在制备过程中，溶液的pH值控制在7之间。
实施例3
一种化工污水处理剂，包括以下原料：木质素磺酸钠30份、硫酸亚铁20份、氯化铝20份、聚丙烯酰胺24份、纳米磁性陶瓷颗粒20份、过氧化脲12份、活性炭24份、缓蚀剂2份。
纳米磁性陶瓷颗粒通过以下步骤制成：(1)将二氧化锆、氧化镁、硫醇锑、三氧化二锑、硫化钴和铜在65摄氏度下高速搅拌15分钟；在步骤(1)的产物中依次加入充分球磨的四氧化三铁、碳酸钙纤维和环氧大豆油，喷雾造粒，再压制成型，在1365摄氏度中烧结2.5小时，得到磁性陶瓷材料；将步骤(3)中得到的磁性陶瓷材料研磨成微粒，所得颗粒经滤膜过筛，即得到符合要求的纳米磁性陶瓷颗粒，符合要求的纳米磁性陶瓷颗粒的直径为60nm。过筛不合格的颗粒继续与水及分散剂一起再次进入研磨机重复以上过程；
将木质素磺酸钠、硫酸亚铁、氯化铝、聚丙烯酰胺、纳米磁性陶瓷颗粒、活性炭称取后，加入上述六种原料质量7倍的去离子水，采用电加热方式进行加热，加热的温度为40摄氏度，在加热的环境下采用搅拌电机进行匀速搅拌25min，搅拌速度为175r/min，然后静置冷却，制得混合物A；在快速搅拌条件下，向混合物A中加入过氧化脲、缓蚀剂，快速搅拌5min后再慢速搅拌1.25h，快速搅拌速度为650r/min，慢速搅拌速度为80r/min，制得混合物B；将混合物B通过超声设备超声处理40min，得到污水处理剂，超声设备处理时的超声功率为600W；在制备过程中，溶液的pH值控制在6.8。
实施例4
本实施例4中，一种化工污水处理剂，包括以下原料：木质素磺酸钠40份、硫酸亚铁24份、氯化铝24份、聚丙烯酰胺30份、纳米磁性陶瓷颗粒40份、过氧化脲22份、活性炭34份、缓蚀剂4份。
纳米磁性陶瓷颗粒通过以下步骤制成：(1)将二氧化锆、氧化镁、硫醇锑、三氧化二锑、硫化钴和铜在65摄氏度下高速搅拌15分钟；在步骤(1)的产物中依次加入充分球磨的四氧化三铁、碳酸钙纤维和环氧大豆油，喷雾造粒，再压制成型，在1365摄氏度中烧结2.5小时，得到磁性陶瓷材料；将步骤(3)中得到的磁性陶瓷材料研磨成微粒，所得颗粒经滤膜过筛，即得到符合要求的纳米磁性陶瓷颗粒，符合要求的纳米磁性陶瓷颗粒的直径为60nm。过筛不合格的颗粒继续与水及分散剂一起再次进入研磨机重复以上过程；
将木质素磺酸钠、硫酸亚铁、氯化铝、聚丙烯酰胺、纳米磁性陶瓷颗粒、活性炭称取后，加入上述六种原料质量7倍的去离子水，采用电加热方式进行加热，加热的温度为40摄氏度，在加热的环境下采用搅拌电机进行匀速搅拌25min，搅拌速度为175r/min，然后静置冷却，制得混合物A；在快速搅拌条件下，向混合物A中加入过氧化脲、缓蚀剂，快速搅拌5min后再慢速搅拌1.25h，快速搅拌速度为650r/min，慢速搅拌速度为80r/min，制得混合物B；将混合物B通过超声设备超声处理40min，得到污水处理剂，超声设备处理时的超声功率为600W；在制备过程中，溶液的pH值控制在6.8。
实施例5
本实施例5中，一种化工污水处理剂，包括以下原料：木质素磺酸钠35份、硫酸亚铁22份、氯化铝22份、聚丙烯酰胺27份、纳米磁性陶瓷颗粒30份、过氧化脲17份、活性炭29份、缓蚀剂3份。
纳米磁性陶瓷颗粒通过以下步骤制成：(1)将二氧化锆、氧化镁、硫醇锑、三氧化二锑、硫化钴和铜在65摄氏度下高速搅拌15分钟；在步骤(1)的产物中依次加入充分球磨的四氧化三铁、碳酸钙纤维和环氧大豆油，喷雾造粒，再压制成型，在1365摄氏度中烧结2.5小时，得到磁性陶瓷材料；将步骤(3)中得到的磁性陶瓷材料研磨成微粒，所得颗粒经滤膜过筛，即得到符合要求的纳米磁性陶瓷颗粒，符合要求的纳米磁性陶瓷颗粒的直径为60nm。过筛不合格的颗粒继续与水及分散剂一起再次进入研磨机重复以上过程；
将木质素磺酸钠、硫酸亚铁、氯化铝、聚丙烯酰胺、纳米磁性陶瓷颗粒、活性炭称取后，加入上述六种原料质量7倍的去离子水，采用电加热方式进行加热，加热的温度为40摄氏度，在加热的环境下采用搅拌电机进行匀速搅拌25min，搅拌速度为175r/min，然后静置冷却，制得混合物A；在快速搅拌条件下，向混合物A中加入过氧化脲、缓蚀剂，快速搅拌5min后再慢速搅拌1.25h，快速搅拌速度为650r/min，慢速搅拌速度为80r/min，制得混合物B；将混合物B通过超声设备超声处理40min，得到污水处理剂，超声设备处理时的超声功率为600W；在制备过程中，溶液的pH值控制在6.8。
对比例1
除原料中不含有纳米磁性陶瓷颗粒，其余配方原料和制备方法均与实施例5相同。
本对比例1中，一种化工污水处理剂，包括以下原料：木质素磺酸钠35份、硫酸亚铁22份、氯化铝22份、聚丙烯酰胺27份、过氧化脲17份、活性炭29份、缓蚀剂3份。
将木质素磺酸钠、硫酸亚铁、氯化铝、聚丙烯酰胺、活性炭称取后，加入上述五种原料质量7倍的去离子水，采用电加热方式进行加热，加热的温度为40摄氏度，在加热的环境下采用搅拌电机进行匀速搅拌25min，搅拌速度为175r/min，然后静置冷却，制得混合物A；在快速搅拌条件下，向混合物A中加入过氧化脲、缓蚀剂，快速搅拌5min后再慢速搅拌1.25h，快速搅拌速度为650r/min，慢速搅拌速度为80r/min，制得混合物B；将混合物B通过超声设备超声处理40min，得到污水处理剂，超声设备处理时的超声功率为600W；在制备过程中，溶液的pH值控制在6.8。
对比例2
除原料中不含有过氧化脲，其余配方原料和制备方法均与实施例5相同。
本对比例2中，一种化工污水处理剂，包括以下原料：木质素磺酸钠35份、硫酸亚铁22份、氯化铝22份、聚丙烯酰胺27份、纳米磁性陶瓷颗粒30份、活性炭29份、缓蚀剂3份。
纳米磁性陶瓷颗粒通过以下步骤制成：(1)将二氧化锆、氧化镁、硫醇锑、三氧化二锑、硫化钴和铜在65摄氏度下高速搅拌15分钟；在步骤(1)的产物中依次加入充分球磨的四氧化三铁、碳酸钙纤维和环氧大豆油，喷雾造粒，再压制成型，在1365摄氏度中烧结2.5小时，得到磁性陶瓷材料；将步骤(3)中得到的磁性陶瓷材料研磨成微粒，所得颗粒经滤膜过筛，即得到符合要求的纳米磁性陶瓷颗粒，符合要求的纳米磁性陶瓷颗粒的直径为60nm。过筛不合格的颗粒继续与水及分散剂一起再次进入研磨机重复以上过程；
将木质素磺酸钠、硫酸亚铁、氯化铝、聚丙烯酰胺、纳米磁性陶瓷颗粒、活性炭称取后，加入上述六种原料质量7倍的去离子水，采用电加热方式进行加热，加热的温度为40摄氏度，在加热的环境下采用搅拌电机进行匀速搅拌25min，搅拌速度为175r/min，然后静置冷却，制得混合物A；在快速搅拌条件下，向混合物A中加入缓蚀剂，快速搅拌5min后再慢速搅拌1.25h，快速搅拌速度为650r/min，慢速搅拌速度为80r/min，制得混合物B；将混合物B通过超声设备超声处理40min，得到污水处理剂，超声设备处理时的超声功率为600W；在制备过程中，溶液的pH值控制在6.8。
对比例3
除原料中不含有纳米磁性陶瓷颗粒和过氧化脲，其余配方原料和制备方法均与实施例5相同。
本对比例3中，一种化工污水处理剂，包括以下原料：木质素磺酸钠35份、硫酸亚铁22份、氯化铝22份、聚丙烯酰胺27份、活性炭29份、缓蚀剂3份。
将木质素磺酸钠、硫酸亚铁、氯化铝、聚丙烯酰胺、活性炭称取后，加入上述五种原料质量7倍的去离子水，采用电加热方式进行加热，加热的温度为40摄氏度，在加热的环境下采用搅拌电机进行匀速搅拌25min，搅拌速度为175r/min，然后静置冷却，制得混合物A；在快速搅拌条件下，向混合物A中加入缓蚀剂，快速搅拌5min后再慢速搅拌1.25h，快速搅拌速度为650r/min，慢速搅拌速度为80r/min，制得混合物B；将混合物B通过超声设备超声处理40min，得到污水处理剂，超声设备处理时的超声功率为600W；在制备过程中，溶液的pH值控制在6.8。
实施例1-5与对比例1-2制得的处理剂分别按照如下步骤对某化肥厂的污水进行处理：将需要处理的污水经污水提升泵注入到磁力效能污水处理一体机的投药箱中，然后加入处理剂，处理剂的加入量是污水质量的0.5％，用以1000L污水的处理。经磁力效能污水处理一体机的一系列处理后得到清水。
实施例1-5与对比例1-3实施时的化肥厂污水进水与出水的水质指标如表1所示：
表1
由表1可以看出，本发明利用实施例1-5中的处理剂，化肥厂污水进行处理，能有效去除污水中的各类污染物质，实施例1-5与对比例1-3相比较对各类污染物质的去除效果具有显著性的进步。
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。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
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 (10)

1.一种化工污水处理剂，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：木质素磺酸钠25-45份、硫酸亚铁15-29份、氯化铝17-27份、聚丙烯酰胺20-34份、纳米磁性陶瓷颗粒15-45份、过氧化脲8-26份、活性炭15-43份、缓蚀剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的化工污水处理剂，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：木质素磺酸钠30-40份、硫酸亚铁20-24份、氯化铝20-24份、聚丙烯酰胺24-30份、纳米磁性陶瓷颗粒20-40份、过氧化脲12-22份、活性炭24-34份、缓蚀剂2-4份。
3.根据权利要求1所述的化工污水处理剂，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：木质素磺酸钠35份、硫酸亚铁22份、氯化铝22份、聚丙烯酰胺27份、纳米磁性陶瓷颗粒30份、过氧化脲17份、活性炭29份、缓蚀剂3份。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述的化工污水处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：纳米磁性陶瓷颗粒通过以下方法制成：
（1）：将二氧化锆、氧化镁、硫醇锑、三氧化二锑、硫化钴和铜在50-80摄氏度下高速搅拌10-20分钟；
（2）：在步骤（1)的产物中依次加入充分球磨的四氧化三铁、碳酸钙纤维和环氧大豆油，喷雾造粒，再压制成型，在1350-1380摄氏度中烧结2-3小时，得到磁性陶瓷材料；
（3）：将步骤（3）中得到的磁性陶瓷材料研磨成微粒，所得颗粒经滤膜过筛，即得到符合要求的纳米磁性陶瓷颗粒，过筛不合格的颗粒继续与水及分散剂一起再次进入研磨机重复以上过程；
步骤二：将木质素磺酸钠、硫酸亚铁、氯化铝、聚丙烯酰胺、纳米磁性陶瓷颗粒、活性炭称取后，加入上述六种原料质量6-8倍的去离子水，采用电加热方式进行加热，在加热的环境下采用搅拌电机进行匀速搅拌20-30min，然后静置冷却，制得混合物A；
步骤三：在快速搅拌条件下，向混合物A中加入过氧化脲、缓蚀剂，快速搅拌5min后再慢速搅拌1h-1.5h，制得混合物B；
步骤四：将混合物B通过超声设备超声处理30-50min，得到污水处理剂。
5.根据权利要求4所述的化工污水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤一所得到的纳米磁性陶瓷颗粒的直径为50nm-70nm。
6.根据权利要求4所述的化工污水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤四中超声设备处理时的超声功率为200-1000W。
7.根据权利要求4所述的化工污水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤二中的加热的温度为30-45摄氏度。
8.根据权利要求4所述的化工污水处理剂的制备方法，其特征在于，在制备过程中，溶液的pH值控制在6.7-7之间。
9.根据权利要求4所述的化工污水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤二中的搅拌速度为150r/min-200r/min。
10.根据权利要求4所述的化工污水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤三中的快速搅拌速度为500r/min-800r/min，慢速搅拌速度为60r/min-100r/min。
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