CN108503005A - 一种生活污水絮凝剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于污水处理技术领域，具体说是一种生活污水絮凝剂及其制备方法。该絮凝剂各组成成分及其重量份数比为：20~30份丁基黄药、50~60份三聚氰胺、25~35份硫酸亚铁、20~30份沉淀硅酸钙、20~25份膨润土、10~15份辛烯基琥珀酸铝淀粉、12~18份聚乙烯吡咯烷酮、10~16份衣康酸共聚物、3~7份木质素磺酸钠、1~5份次氯酸钠、8~10份杀菌剂、100~150份去离子水。

Description

一种生活污水絮凝剂及其制备方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体说是一种生活污水絮凝剂及其制备方法。

背景技术

随着社会的进步，人们生活水平日益提高，加之城市化节奏的加快，人们生产生活中产生的生活污染物也越来越多。大多数生活污水中含有大量的有机物和氮、磷等营养盐，大量生活污水如果不经过处理直接排入河流、湖泊必回导致河流湖泊不同程度的污染，严重的肯能会造成河流、湖泊水体富营养化，爆发蓝藻水华，给人们饮用水和水体养殖造成重大损失。此外，生活污水中还含有大量重金属，通过食物链的富集作用进入到人和动物体内，严重威胁人们的身心健康。为了建造环境友好型社会，保证人们的身体健康，大量城镇生活污水有待处理。

当前，生活污水处理技术主要有膜处理技术、生物处理技术、絮凝沉淀法等。

膜处理技术为依据反渗透原理构建相应的膜来针对生活污水中的一些需要清除的污染物质进行隔离，避免城生活污水中的污染物质渗透经过膜，进而把污染物和水进行隔离，充分发挥其水质净化目的。

生物处理技术通过风机等设备给污水输氧，培养生物菌种和微生物。通过菌种和微生物把污水中的大部分有机物分解为无污染的CO2、水等物质，少部分合成为细胞物质，促使微生物增长，并以剩余污泥的形式排出，使污水得以净化排放。生物处理技术有四类：好氧处理工艺、厌氧处理工艺、悬浮生长工艺、附着生长工艺。

絮凝沉淀法是通过向污水中投加添加剂，与污水中的污染物质发生絮凝反应而沉淀，进而将污染物除去。由于硅藻土吸附能力强、能够很好地将污水中的有机物和一些无机物沉淀下来，所以是目前比较理想的添加剂。絮凝沉淀法高效、低能、简单易行，还能够将沉渣回收。

中国专利201510777795.1公开了一种高效污水处理絮凝剂及其制备方法。该高效污水处理絮凝剂，其原料按重量份包括：木质素100～110份，丙醛70～80份，三乙烯四胺25～30份，羟甲基磺酸钠32～35份，正丙醇600～620份，2,3-环氧丙基三甲基氯化铵10～12份，聚合硫酸铝铁23～26份，聚磷氯化铁25～28份，氯化铝4～8份，聚苯乙烯磺酸钠22～26份。制备方法为将木质素和水混合后，调节pH，再加入丙醛进行搅拌，接着加入三乙烯四胺，升温，保温后加入羟甲基磺酸钠进行磺化反应，过滤，干燥，然后加入正丙醇中混合均匀，升温，保温，再加入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，调节pH，接着进行超声处理，洗涤，干燥得到混合物料；将混合物料、聚合硫酸铝铁、聚磷氯化铁、氯化铝、聚苯乙烯磺酸钠混合即得到该发明的高效污水处理絮凝剂。

中国专利201610641798.7公开了一种生活污水处理絮凝剂，该絮凝剂由以下组分组成：多元醇磷酸酯、氧化烷基胺聚氧乙烯醚、羟基乙叉二磷酸、多氨基多醚基亚甲基膦酸、山梨酸钙、甲氧基苯甲酸、羟基喹啉、二硫氰基甲烷、过硫酸钾、纳米二氧化钛、硅灰石粉末、硫代硫酸钠粉末、碳酸氢钠、纳米氧化锌、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸镁、季铵盐、煤焦油、N-乙基吗啉、四氯化碳、十五醇、淀粉磷酸酯、丙烯酸异辛酯、丁基羟基茴香醚、二甲基二烯丙基氯化铵、苯胺、色氨酸、苏氨酸、聚碳硅烷、去离子水。该发明产品，反应速度快，过程中无有毒有害气体产生；反应后的生成物稳定，不会再分解成有毒物质；高效、无毒，反应前后对人体安全；针对污水处理效率高。

中国专利201710205840.5公开了一种用于生活污水的污水净化处理剂及其制备方法。该污水净化处理剂由以下原料按照重量份组成：甘草液3~6份、钢渣45~64份、活性炭和炭黑的混合物10~16份、蛭石粉4~8份、石膏粉15~22份、硅藻土12~18份、木薯粉8~15份、壳聚糖2~5份、氧化铝粉末2~7份和糯米粉2~4份。该发明的处理剂制备方法为先对硅藻土进行改性，再将钢渣水解烘干，然后将钢渣烘干产物、壳聚糖、活性炭和炭黑的混合物、蛭石粉和石膏粉混合研磨得第一混物，最后将改性硅藻土、第一混合物、木薯粉和糯米粉进行混合即得成品。该发明采用改性硅藻土、木薯淀粉、糯米粉、壳聚糖等组分，可以对生活污水进行吸附、絮凝和沉降。

现有技术中用于污水处理的絮凝剂对污水具有一定的净化效果，但是会存在处理效果一般，使用量大，沉淀速度慢，产生二次污染等问题，甚至会对环境造成污染和对人体健康造成危害。

发明内容

本发明提供了一种矿山污水絮凝剂及其制备方法，该絮凝剂无毒无害，絮凝沉降时间短，处理效果好，稳定性高，不会造成二次污染。

本发明的方案是通过这样实现的：一种生活污水絮凝剂，该絮凝剂各组成成分及其重量份数比为：20~30份丁基黄药、50~60份三聚氰胺、25~35份硫酸亚铁、20~30份沉淀硅酸钙、20~25份膨润土、10~15份辛烯基琥珀酸铝淀粉、12~18份聚乙烯吡咯烷酮、10~16份衣康酸共聚物、3~7份木质素磺酸钠、1~5份次氯酸钠、8~10份杀菌剂、100~150份去离子水。

作为本发明的进一步限定，所述的杀菌剂为BK杀菌剂、BIT杀菌剂按照1:1的比例额混合而成。

一种制备生活污水絮凝剂的方法，制备方法步骤包括：

步骤1)改性三聚氰胺的制备：将50~60份三聚氰胺分成3份重量份数为18~20份的三聚氰胺；然后将5~6份甲醛和20~30份乙二醇加入到三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH至8，边搅拌边升温至60~65℃，然后先加入18~20份三聚氰胺，升温至75~80℃，反应35~40min,再加入18~20份三聚氰胺，继续进行反应，反应60~70min，再加入18~20份三聚氰胺，恒温反应至水数为3.0时，加入10%己内酰胺，反应8~10min，降温至60~65℃，缓慢加入5%H2O2，并持续用三乙醇胺调节pH值至8；待H2O2反应完全（即反应液中无气泡产生）时，停止反应，降温至40℃，向反应液中加入45~50份聚合氯化铝，进行搅拌反应，然后熟化干燥后即得改性三聚氰胺；

步骤2)混合反应：取20~30份丁基黄药、改性三聚氰胺、25~35份硫酸亚铁、20~30份沉淀硅酸钙、20~25份膨润土、10~15份辛烯基琥珀酸铝淀粉、12~18份聚乙烯吡咯烷酮、10~16份衣康酸共聚物、3~7份木质素磺酸钠、1~5份次氯酸钠、加入到100~150份去离子水中，混合搅拌均匀，搅拌速度为200~300r/min，进行喷雾干燥后加入杀菌剂混合均匀即得生活污水絮凝剂。

本发明实现的技术原理是：

丁基黄药含有非极性基和极性基团，絮凝剂中加入丁基黄药能够捕捉污水中的Cu²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺等阳离子并趋向成键而生成难溶的丁基黄原酸盐，从而去除污水中的重金属离子，丁基黄药可以在常温和很宽pH范围内使用，使用范围广，使用条件宽。

对三聚氰胺进行改性增强三聚氰胺的絮凝作用。首先对三聚氰胺进行改性制备三聚氰胺甲醛树脂，三聚氰胺和甲醛的反应是可逆反应，分开三次加入三聚氰胺，能够使三聚氰胺与反应体系中的游离甲醛反应，从而促进反应向正反向移动，进而获得较低的游离甲醛含量的三聚氰胺甲醛树脂，减少甲醛对环境的危害。此外分开加入三聚氰胺能够减缓反应的进行，有利用三聚氰胺甲醛树脂的储存稳定性。随后再将聚合氯化铝对三聚氰胺甲醛树脂进行改性，聚合氯化铝能够起到高度电中和及桥联作用，与三聚氰胺甲醛树脂相互作用，增强絮凝剂去除微有毒物质和重金属离子的效果，减少絮凝剂用量，同时还能够增强絮凝剂稳定性。聚合氯化铝改性三聚氰胺树脂还能够改善聚合氯化铝在水中稳定性差，投药量高，产生絮体较小等缺点以及三聚氰胺甲醛树脂储存期短，水溶性差等问题。

硫酸亚铁在水中能够形成胶状物质，能够吸附污水中的杂质悬浮物，具有良好的絮凝效果，还具有很好的脱色能力，去除重金属离子、去油、除磷、杀菌等功能，使污水达到更好的净化效果。

加入的沉淀硅酸钙可以使污水中的磷离子与钙离子发生反应生成各种形式的磷酸钙，从而去除污水中的磷，还能够有效吸附污水中的氮、氨氮等污染物。同时硅酸钙含有具有络合作用的SiO₂和Cao，其比表面积较大，内部微孔发育，与改性三聚氰胺协同作用，增强絮凝剂对污水中有害物质的吸附沉淀作用。

膨润土无毒、无味、具有较大的比表面积，有较强的阳离子交换能力；对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力，可以增强絮凝剂对污染物的吸附作用，减少絮凝剂用量。

辛烯基琥珀酸铝淀粉和聚乙烯吡咯烷酮的加入对絮凝剂在水中形成的胶体有保护作用，同时能够增强絮凝剂在水中的相溶性，提高絮凝剂的絮凝沉淀作用。

衣康酸共聚物具有高效的除臭作用，能够氨、胺类碱性恶臭物及硫化氢等酸性恶臭物反应，减少污水的恶臭味，起到更好的净化污水效果，同时衣康酸聚合物具有良好的生物降解能力，有利于环境保护。

次氯酸钠能够有效杀死水中的病菌，还可以对水质进行漂白。BK杀菌剂具有快速杀菌的作用，可快速杀死污水中的细菌，减缓细菌繁殖的速度，减少矿山污水恶臭味。BIT杀菌剂是一种广谱、高效、低毒、水溶性好的杀菌剂，该杀菌剂能够有效抑制矿山污水中的真菌、霉菌、细菌和藻类等微生物作用，促进配方兼容性强。次氯酸钠、BK杀菌剂和BIT杀菌剂复合使用，能够起到对矿山污水快速杀菌和长效抑菌的效果，对污水的净化起到很大的作用。

本发明具备以下良好效果：

1.本发明的絮凝剂能够在很宽的pH范围内使用，不需要调节温度和溶氧量，能够对矿山污水达到很好的净化效果，沉降速度快，投加量少。

2.本发明的絮凝剂在矿山污水净化的同时时能够起到杀菌、除臭、脱色的作用，絮凝剂可生物降解或回收利用，不会造成二次污染。

3.本发明的絮凝剂COD去除率≥95.3%，BOD去除率≥95.1%，总氮去除率≥95.2%，总磷去除率≥97.4%，氨氮去除率≥95.5%，悬浮物含量≤3.7mg/L，本发明的絮凝剂对污水处理效果好。

具体实施方式

以下结合实施例描述本发明一种生活污水絮凝剂及其制备方法，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。

实施例1

将50~60份三聚氰胺分成3份，第一份三聚氰胺重量份数为20份，第二份三聚氰胺重量份数为18份，第三份三聚氰胺重量份数为18份；

改性三聚氰胺的制备：将6份甲醛和28份乙二醇加入到三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH至8，边搅拌边升温至64℃，然后先加入20份三聚氰胺，升温至80℃，反应37min,再加入18份三聚氰胺，继续进行反应，反应60min，再加入18份三聚氰胺，恒温反应至水数为3.0时，加入10%己内酰胺，反应8min，降温至62℃，缓慢加入5%H2O2，并持续用三乙醇胺调节pH值至8；待H2O2反应完全（即反应液中无气泡产生）时，停止反应，降温至40℃，向反应液中加入45份聚合氯化铝，进行搅拌反应，然后熟化干燥后即得改性三聚氰胺；

混合反应：取20份丁基黄药、50份改性三聚氰胺、30份硫酸亚铁、28份沉淀硅酸钙、24份膨润土、10份辛烯基琥珀酸铝淀粉、18份聚乙烯吡咯烷酮、12份衣康酸共聚物、5份木质素磺酸钠、2份次氯酸钠加入到100份去离子水中，混合搅拌均匀，搅拌速度为250r/min，进行喷雾干燥后加入杀菌剂混合均匀即得矿山污水絮凝剂。

实施例2

将50~60份三聚氰胺分成3份，第一份三聚氰胺重量份数为19份，第二份三聚氰胺重量份数为20份，第三份三聚氰胺重量份数为20份；

改性三聚氰胺的制备：将5份甲醛和30份乙二醇加入到三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH至8，边搅拌边升温至63℃，然后先加入19份三聚氰胺，升温至75℃，反应35min,再加入20份三聚氰胺，继续进行反应，反应70min，再加入20份三聚氰胺，恒温反应至水数为3.0时，加入10%己内酰胺，反应10min，降温至65℃，缓慢加入5%H2O2，并持续用三乙醇胺调节pH值至8；待H2O2反应完全（即反应液中无气泡产生）时，停止反应，降温至40℃，向反应液中加入50份聚合氯化铝，进行搅拌反应，然后熟化干燥后即得改性三聚氰胺；

混合反应：取25份丁基黄药、58份改性三聚氰胺、32份硫酸亚铁、20份沉淀硅酸钙、21份膨润土、14份辛烯基琥珀酸铝淀粉、15份聚乙烯吡咯烷酮、15份衣康酸共聚物、3份木质素磺酸钠、4份次氯酸钠加入到120份去离子水中，混合搅拌均匀，搅拌速度为280r/min，进行喷雾干燥后加入杀菌剂混合均匀即得矿山污水絮凝剂。

实施例3

将50~60份三聚氰胺分成3份，第一份三聚氰胺重量份数为20份，第二份三聚氰胺重量份数为18份，第三份三聚氰胺重量份数为20份；

改性三聚氰胺的制备：将5.5份甲醛和20份乙二醇加入到三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH至8，边搅拌边升温至65℃，然后先加入20份三聚氰胺，升温至76℃，反应40min,再加入18份三聚氰胺，继续进行反应，反应65min，再加入20份三聚氰胺，恒温反应至水数为3.0时，加入10%己内酰胺，反应9min，降温至63℃，缓慢加入5%H2O2，并持续用三乙醇胺调节pH值至8；待H2O2反应完全（即反应液中无气泡产生）时，停止反应，降温至40℃，向反应液中加入48份聚合氯化铝，进行搅拌反应，然后熟化干燥后即得改性三聚氰胺；

混合反应：取30份丁基黄药、60份改性三聚氰胺、25份硫酸亚铁、26份沉淀硅酸钙、23份膨润土、15份辛烯基琥珀酸铝淀粉、17份聚乙烯吡咯烷酮、10份衣康酸共聚物、7份木质素磺酸钠、3份次氯酸钠加入到150份去离子水中，混合搅拌均匀，搅拌速度为300r/min，进行喷雾干燥后加入杀菌剂混合均匀即得矿山污水絮凝剂。

实施例4

将50~60份三聚氰胺分成3份，第一份三聚氰胺重量份数为18份，第二份三聚氰胺重量份数为20份，第三份三聚氰胺重量份数为18份；

改性三聚氰胺的制备：将5.2份甲醛和25份乙二醇加入到三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH至8，边搅拌边升温至60℃，然后先加入18份三聚氰胺，升温至77℃，反应38min,再加入20份三聚氰胺，继续进行反应，反应63min，再加入18份三聚氰胺，恒温反应至水数为3.0时，加入10%己内酰胺，反应8.5min，降温至60℃，缓慢加入5%H2O2，并持续用三乙醇胺调节pH值至8；待H2O2反应完全（即反应液中无气泡产生）时，停止反应，降温至40℃，向反应液中加入49份聚合氯化铝，进行搅拌反应，然后熟化干燥后即得改性三聚氰胺；

混合反应：取28份丁基黄药、52份改性三聚氰胺、28份硫酸亚铁、23份沉淀硅酸钙、20份膨润土、12份辛烯基琥珀酸铝淀粉、12份聚乙烯吡咯烷酮、13份衣康酸共聚物、4份木质素磺酸钠、1份次氯酸钠加入到140份去离子水中，混合搅拌均匀，搅拌速度为230r/min，进行喷雾干燥后加入杀菌剂混合均匀即得矿山污水絮凝剂。

实施例5

将50~60份三聚氰胺分成3份，第一份三聚氰胺重量份数为18份，第二份三聚氰胺重量份数为19份，第三份三聚氰胺重量份数为19份；

改性三聚氰胺的制备：将5.8份甲醛和22份乙二醇加入到三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH至8，边搅拌边升温至61℃，然后先加入18份三聚氰胺，升温至78℃，反应36min,再加入19份三聚氰胺，继续进行反应，反应68min，再加入19份三聚氰胺，恒温反应至水数为3.0时，加入10%己内酰胺，反应9.5min，降温至64℃，缓慢加入5%H2O2，并持续用三乙醇胺调节pH值至8；待H2O2反应完全（即反应液中无气泡产生）时，停止反应，降温至40℃，向反应液中加入47份聚合氯化铝，进行搅拌反应，然后熟化干燥后即得改性三聚氰胺；

混合反应：取23份丁基黄药、55份改性三聚氰胺、35份硫酸亚铁、30份沉淀硅酸钙、25份膨润土、13份辛烯基琥珀酸铝淀粉、14份聚乙烯吡咯烷酮、16份衣康酸共聚物、6份木质素磺酸钠、5份次氯酸钠加入到130份去离子水中，混合搅拌均匀，搅拌速度为200r/min，进行喷雾干燥后加入杀菌剂混合均匀即得矿山污水絮凝剂。

将本发明实施例制备得到的絮凝剂用于生活污水处理，以及以市售的絮凝剂为对照样品进行产品性能测试，性能测试结果如下表1所示。

表1 产品性能测试结果

本发明上述实施例方案仅是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求中指出了本发明产品组成成分、成分比例、制备方法参数的范围，而上述的说明并未指出本发明参数的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应当认为是包括在权利要求书的范围内。

本发明是经过多位污水处理技术人员长期工作经验积累，并通过创造性劳动创作而出。本发明的生活污水絮凝剂各项性能好，能够有效去除生活污水中的有害物质，使污水经过处理后能得到有效利用，减少对环境污染，减少污水对人体健康的危害。

Claims (2)

1.一种生活污水絮凝剂，其特征是，该絮凝剂各组成成分及其重量份数比为：20~30份丁基黄药、50~60份三聚氰胺、25~35份硫酸亚铁、20~30份沉淀硅酸钙、20~25份膨润土、10~15份辛烯基琥珀酸铝淀粉、12~18份聚乙烯吡咯烷酮、10~16份衣康酸共聚物、3~7份木质素磺酸钠、1~5份次氯酸钠、8~10份杀菌剂、100~150份去离子水；

所述的杀菌剂为BK杀菌剂、BIT杀菌剂按照1:1的比例额混合而成。

2.一种制备如权利要求1所述的生活污水絮凝剂的方法，其特征是，制备方法步骤包括：

步骤1)改性三聚氰胺的制备：将50~60份三聚氰胺分成3份重量份数为18~20份的三聚氰胺；然后将5~6份甲醛和20~30份乙二醇加入到三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH至8，边搅拌边升温至60~65℃，然后先加入18~20份三聚氰胺，升温至75~80℃，反应35~40min,再加入18~20份三聚氰胺，继续进行反应，反应60~70min，再加入18~20份三聚氰胺，恒温反应至水数为3.0时，加入10%己内酰胺，反应8~10min，降温至60~65℃，缓慢加入5%H2O2，并持续用三乙醇胺调节pH值至8；待H2O2反应完全，即反应液中无气泡产生时，停止反应，降温至40℃，向反应液中加入45~50份聚合氯化铝，进行搅拌反应，然后熟化干燥后即得改性三聚氰胺；

步骤2)混合反应：取20~30份丁基黄药、改性三聚氰胺、25~35份硫酸亚铁、20~30份沉淀硅酸钙、20~25份膨润土、10~15份辛烯基琥珀酸铝淀粉、12~18份聚乙烯吡咯烷酮、10~16份衣康酸共聚物、3~7份木质素磺酸钠、1~5份次氯酸钠、加入到100~150份去离子水中，混合搅拌均匀，搅拌速度为200~300r/min，进行喷雾干燥后加入杀菌剂混合均匀即得生活污水絮凝剂。