CN108408923A - 一种新型净水剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型净水剂及其制备方法,由以下成分制备而成:废铝灰渣、改性膨润土、氧化石墨烯复合物、氧化钠、甘油、硫酸溶液、二氧化锰、复合微生物菌、活性炭和蒸馏水。本发明制备的净水剂对污水处理能力强,对污水中重金属的吸附能力强,絮凝脱色、除臭、COD去除率效果明显,原材料绿色环保,不会给环境造成二次污染,符合环境友好型产品。
Description
技术领域
本发明属于净水剂技术领域,具体涉及一种新型净水剂及其制备方法。
背景技术
在工业快速发展中,难免会产生大量的工业废水,工业废水中含有大量的重金属,直接危害水生生物的生长环境,造成河流污染,降低河流水质,影响居民用水环境,还会造成土壤污染,影响土壤微生物环境,进而影响整个生态系统。目前,工业废水处理大体可分为物理、化学和生物三类;物理方法周期长,成本高;化学方法速度快,效果好;生物方法技术还不成熟。
净水剂就是投放入水中能和水中其它杂质产生反应的药剂。主要是起到净水的目的。目前通常采用粉煤灰生产净水剂,但是该方法由于粉煤灰生产温度高,其中的铝元素很难用强酸浸出,需加助溶剂氟化物才能提高铝的提出率,由于引进氟化物提高了处理成本,且生产净水剂过程中会产生新的固体废物,该固体废物又是生产硅酸钠的原料,或生产白碳黑及沸石的原料,其后序工艺需新的设备及原料,后期处理复杂且成本高。
综上所述,因此需要一种更好的净水剂,来改善现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型净水剂及其制备方法,本发明制备的净水剂对污水处理能力强,对污水中重金属的吸附能力强,絮凝脱色、除臭、COD去除率效果明显,原材料绿色环保,不会给环境造成二次污染,符合环境友好型产品。
本发明提供了如下的技术方案:
一种新型净水剂,包括以下重量份的原料:废铝灰渣28-37份、改性膨润土22-29份、氧化石墨烯复合物32-39份、氧化钠12-18份、甘油13-19份、硫酸溶液8-13份、二氧化锰7-13份、复合微生物菌15-23份、活性炭17-26份和蒸馏水14-25份。
优选的,所述净水剂包括以下重量份的原料:废铝灰渣28-34份、改性膨润土22-26份、氧化石墨烯复合物35-39份、氧化钠14-18份、甘油13-17份、硫酸溶液11-13份、二氧化锰7-11份、复合微生物菌15-20份、活性炭19-26份和蒸馏水18-25份。
优选的,所述净水剂包括以下重量份的原料:废铝灰渣33份、改性膨润土26份、氧化石墨烯复合物35份、氧化钠18份、甘油13份、硫酸溶液11份、二氧化锰11份、复合微生物菌15份、活性炭26份和蒸馏水25份。
一种新型净水剂的制备方法,包括以下制备步骤:
a、将废铝灰渣、改性膨润土与蒸馏水混合,在200-300r/min的转速下搅拌20-30min,在置于自然条件下风干,得到材料一;
b、将材料一置于煅烧炉中,在500-600℃下煅烧2-3h,自然冷却至常温,置于粉碎机中粉碎至过300-500目筛,得到材料二;
c、将材料二置于硫酸溶液中缓慢搅拌反应10-15min,再加入二氧化锰,在55-65℃下,以120-160r/min的转速搅拌20-30min,得到材料三;
d、向材料三中加入氧化钠、甘油,在60-80℃下加热并搅拌,搅拌速度为100-120r/min,反应时间为1-2h,再过滤,收集滤渣,置于干燥箱中,在80-100℃下干燥1-2h,得到材料四;
e、将材料四、氧化石墨烯复合物、复合微生物菌和活性炭混合,导入反应釜中,超声分散20-30min,再置于80-100℃下加热反应15-25min,经干燥后,压制成型,即可得到成品。
优选的,所述步骤a的改性膨润土的制备方法为:将膨润土粉碎至过300-500目筛,加入去离子水搅拌制成浆液,再超声分散10-15min,再加入盐酸超声10-20min后,真空抽滤,用去离子水清洗后,经真空干燥箱干燥,即可得到改性膨润土。
优选的,所述步骤e的氧化石墨烯复合物的制备方法为:将低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到氧化石墨烯水分散液中搅拌均匀,在碳化二亚胺的催化下,再加入硫脲,在55-65℃下水浴加热20-30min,干燥后,即可得到氧化石墨烯复合物。
优选的,所述低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷由3-氨丙基三乙氧基硅烷在45-50℃下水解反应3-5h所得。
优选的,所述步骤e的复合微生物菌为酵母菌和枯草芽孢杆菌的混合。
本发明的有益效果是:
本发明制备的净水剂对污水处理能力强,对污水中重金属的吸附能力强,絮凝脱色、除臭、COD去除率效果明显,原材料绿色环保,不会给环境造成二次污染,符合环境友好型产品,并且本发明的制备方法简单科学,成本低廉,适合大规模推广生产。
本发明中添加的改性膨润土具有较大的比表面积,而氧化石墨烯具有独特的层状结构,二者的复配,可大大增加了改性后的膨润土的吸附脱色能力,使得制备的成品对污水处理能力强,吸附水中的杂质效果更好。
本发明制备的净水剂在净水过程中无任何新的固体废物产生,后期处理简单、成本低,便于使用和清理。
具体实施方式
实施例1
一种新型净水剂,包括以下重量份的原料:废铝灰渣28份、改性膨润土29份、氧化石墨烯复合物32份、氧化钠18份、甘油19份、硫酸溶液8份、二氧化锰13份、复合微生物菌15份、活性炭26份和蒸馏水14份。
一种新型净水剂的制备方法,包括以下制备步骤:
a、将废铝灰渣、改性膨润土与蒸馏水混合,在300r/min的转速下搅拌20min,在置于自然条件下风干,得到材料一;
b、将材料一置于煅烧炉中,在600℃下煅烧2h,自然冷却至常温,置于粉碎机中粉碎至过300目筛,得到材料二;
c、将材料二置于硫酸溶液中缓慢搅拌反应10min,再加入二氧化锰,在65℃下,以160r/min的转速搅拌20min,得到材料三;
d、向材料三中加入氧化钠、甘油,在80℃下加热并搅拌,搅拌速度为120r/min,反应时间为2h,再过滤,收集滤渣,置于干燥箱中,在80℃下干燥1h,得到材料四;
e、将材料四、氧化石墨烯复合物、复合微生物菌和活性炭混合,导入反应釜中,超声分散20min,再置于100℃下加热反应15min,经干燥后,压制成型,即可得到成品。
步骤a的改性膨润土的制备方法为:将膨润土粉碎至过500目筛,加入去离子水搅拌制成浆液,再超声分散15min,再加入盐酸超声10min后,真空抽滤,用去离子水清洗后,经真空干燥箱干燥,即可得到改性膨润土。
步骤e的氧化石墨烯复合物的制备方法为:将低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到氧化石墨烯水分散液中搅拌均匀,在碳化二亚胺的催化下,再加入硫脲,在65℃下水浴加热20min,干燥后,即可得到氧化石墨烯复合物。
低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷由3-氨丙基三乙氧基硅烷在50℃下水解反应3h所得。
步骤e的复合微生物菌为酵母菌和枯草芽孢杆菌的混合。
实施例2
一种新型净水剂,包括以下重量份的原料:废铝灰渣34份、改性膨润土26份、氧化石墨烯复合物39份、氧化钠14份、甘油13份、硫酸溶液13份、二氧化锰7份、复合微生物菌15份、活性炭19份和蒸馏水18份。
一种新型净水剂的制备方法,包括以下制备步骤:
a、将废铝灰渣、改性膨润土与蒸馏水混合,在200r/min的转速下搅拌20min,在置于自然条件下风干,得到材料一;
b、将材料一置于煅烧炉中,在500℃下煅烧2h,自然冷却至常温,置于粉碎机中粉碎至过300目筛,得到材料二;
c、将材料二置于硫酸溶液中缓慢搅拌反应10min,再加入二氧化锰,在55℃下,以120r/min的转速搅拌20min,得到材料三;
d、向材料三中加入氧化钠、甘油,在60℃下加热并搅拌,搅拌速度为100r/min,反应时间为1h,再过滤,收集滤渣,置于干燥箱中,在80℃下干燥1h,得到材料四;
e、将材料四、氧化石墨烯复合物、复合微生物菌和活性炭混合,导入反应釜中,超声分散20min,再置于80℃下加热反应15min,经干燥后,压制成型,即可得到成品。
步骤a的改性膨润土的制备方法为:将膨润土粉碎至过300目筛,加入去离子水搅拌制成浆液,再超声分散10min,再加入盐酸超声10min后,真空抽滤,用去离子水清洗后,经真空干燥箱干燥,即可得到改性膨润土。
步骤e的氧化石墨烯复合物的制备方法为:将低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到氧化石墨烯水分散液中搅拌均匀,在碳化二亚胺的催化下,再加入硫脲,在55℃下水浴加热20min,干燥后,即可得到氧化石墨烯复合物。
低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷由3-氨丙基三乙氧基硅烷在45℃下水解反应3h所得。
步骤e的复合微生物菌为酵母菌和枯草芽孢杆菌的混合。
实施例3
一种新型净水剂,包括以下重量份的原料:废铝灰渣33份、改性膨润土26份、氧化石墨烯复合物35份、氧化钠18份、甘油13份、硫酸溶液11份、二氧化锰11份、复合微生物菌15份、活性炭26份和蒸馏水25份。
一种新型净水剂的制备方法,包括以下制备步骤:
a、将废铝灰渣、改性膨润土与蒸馏水混合,在300r/min的转速下搅拌30min,在置于自然条件下风干,得到材料一;
b、将材料一置于煅烧炉中,在600℃下煅烧3h,自然冷却至常温,置于粉碎机中粉碎至过300目筛,得到材料二;
c、将材料二置于硫酸溶液中缓慢搅拌反应15min,再加入二氧化锰,在65℃下,以160r/min的转速搅拌30min,得到材料三;
d、向材料三中加入氧化钠、甘油,在80℃下加热并搅拌,搅拌速度为120r/min,反应时间为2h,再过滤,收集滤渣,置于干燥箱中,在100℃下干燥2h,得到材料四;
e、将材料四、氧化石墨烯复合物、复合微生物菌和活性炭混合,导入反应釜中,超声分散30min,再置于100℃下加热反应25min,经干燥后,压制成型,即可得到成品。
步骤a的改性膨润土的制备方法为:将膨润土粉碎至过500目筛,加入去离子水搅拌制成浆液,再超声分散15min,再加入盐酸超声20min后,真空抽滤,用去离子水清洗后,经真空干燥箱干燥,即可得到改性膨润土。
步骤e的氧化石墨烯复合物的制备方法为:将低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到氧化石墨烯水分散液中搅拌均匀,在碳化二亚胺的催化下,再加入硫脲,在65℃下水浴加热30min,干燥后,即可得到氧化石墨烯复合物。
低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷由3-氨丙基三乙氧基硅烷在50℃下水解反应5h所得。
步骤e的复合微生物菌为酵母菌和枯草芽孢杆菌的混合。
检测以上实施例制备的成品,得到以下实验数据:
表一:
项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
硫酸铁(液体)去除率 | 27% | 26% | 28% |
硫酸铝去除率 | 8% | 11% | 9% |
聚合铝(固体)去除率 | 26% | 25% | 28% |
聚合双酸铝铁(固体)去除率 | 63% | 58% | 61% |
聚合双酸铝铁(液体)去除率 | 54% | 55% | 58% |
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新型净水剂,其特征在于,包括以下重量份的原料:废铝灰渣28-37份、改性膨润土22-29份、氧化石墨烯复合物32-39份、氧化钠12-18份、甘油13-19份、硫酸溶液8-13份、二氧化锰7-13份、复合微生物菌15-23份、活性炭17-26份和蒸馏水14-25份。
2.根据权利要求1所述的一种新型净水剂,其特征在于,所述净水剂包括以下重量份的原料:废铝灰渣28-34份、改性膨润土22-26份、氧化石墨烯复合物35-39份、氧化钠14-18份、甘油13-17份、硫酸溶液11-13份、二氧化锰7-11份、复合微生物菌15-20份、活性炭19-26份和蒸馏水18-25份。
3.根据权利要求1所述的一种新型净水剂,其特征在于,所述净水剂包括以下重量份的原料:废铝灰渣33份、改性膨润土26份、氧化石墨烯复合物35份、氧化钠18份、甘油13份、硫酸溶液11份、二氧化锰11份、复合微生物菌15份、活性炭26份和蒸馏水25份。
4.权利要求1-3任一项所述的一种新型净水剂的制备方法,其特征在于,包括以下制备步骤:
a、将废铝灰渣、改性膨润土与蒸馏水混合,在200-300r/min的转速下搅拌20-30min,在置于自然条件下风干,得到材料一;
b、将材料一置于煅烧炉中,在500-600℃下煅烧2-3h,自然冷却至常温,置于粉碎机中粉碎至过300-500目筛,得到材料二;
c、将材料二置于硫酸溶液中缓慢搅拌反应10-15min,再加入二氧化锰,在55-65℃下,以120-160r/min的转速搅拌20-30min,得到材料三;
d、向材料三中加入氧化钠、甘油,在60-80℃下加热并搅拌,搅拌速度为100-120r/min,反应时间为1-2h,再过滤,收集滤渣,置于干燥箱中,在80-100℃下干燥1-2h,得到材料四;
e、将材料四、氧化石墨烯复合物、复合微生物菌和活性炭混合,导入反应釜中,超声分散20-30min,再置于80-100℃下加热反应15-25min,经干燥后,压制成型,即可得到成品。
5.根据权利要求4所述的一种新型净水剂的制备方法,其特征在于,所述步骤a的改性膨润土的制备方法为:将膨润土粉碎至过300-500目筛,加入去离子水搅拌制成浆液,再超声分散10-15min,再加入盐酸超声10-20min后,真空抽滤,用去离子水清洗后,经真空干燥箱干燥,即可得到改性膨润土。
6.根据权利要求4所述的一种新型净水剂的制备方法,其特征在于,所述步骤e的氧化石墨烯复合物的制备方法为:将低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到氧化石墨烯水分散液中搅拌均匀,在碳化二亚胺的催化下,再加入硫脲,在55-65℃下水浴加热20-30min,干燥后,即可得到氧化石墨烯复合物。
7.根据权利要求6所述的一种新型净水剂的制备方法,其特征在于,所述低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷由3-氨丙基三乙氧基硅烷在45-50℃下水解反应3-5h所得。
8.根据权利要求4所述的一种新型净水剂的制备方法,其特征在于,所述步骤e的复合微生物菌为酵母菌和枯草芽孢杆菌的混合。
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