CN109110874A - 一种废水处理剂及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废水处理剂及其制备方法与应用，属于废水处理领域。废水处理剂的原料包括膨润土、二硫代氨基甲酸盐、木屑、明矾、辛基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、硅酸钠以及水。膨润土中蒙脱石的含量为50‑70wt％。该废水处理剂配方合理，成本较低，能有效去除废水中各位置的油脂类物质且所需处理时间较短。其制备方法包括按配比混合膨润土、二硫代氨基甲酸盐、木屑、明矾、辛基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、硅酸钠以及水，该方法简单快速，适于工业化生产。将上述废水处理剂用于处理含油废水，能快速有效地去除废水中的油脂类物质。

Description

一种废水处理剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及废水处理领域，且特别涉及一种废水处理剂及其制备方法与应用。

背景技术

在日常生活中，家庭厨房、餐馆酒店、煤化工企业、汽车和机械维修业等都经常排放大量含油废水，这类废水含有大量的植物、矿物油类，还含有淀粉纤维、蛋白质、脂肪和泥沙等物质。

目前，含油废水处理中大多仅对浮于废水表面的油脂有效，不能达到较佳的整体除油效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废水处理剂，该废水处理剂配方合理，成本较低，能有效去除废水中各位置的油脂类物质且所需处理时间较短。

本发明的第二目的在于提供一种上述废水处理剂的制备方法，该方法简单快速，适于工业化生产。

本发明的第三目的在于提供一种上述废水处理剂的应用，将其用于处理含油废水，能快速有效地去除废水中的油脂类物质。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本发明提出一种废水处理剂，按重量份数计，其原料包括4-5重量份的膨润土、3-4重量份的二硫代氨基甲酸盐、10-15重量份的木屑、4-5重量份的明矾、6-7重量份的辛基酚聚氧乙烯醚、3-4重量份的失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、1.5-2重量份的硅酸钠以及80-90重量份的水。

膨润土中蒙脱石的含量为50-70wt％。

本发明还提出上述废水处理剂的制备方法：按配比混合膨润土、二硫代氨基甲酸盐、木屑、明矾、辛基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、硅酸钠以及水。

本发明还提出上述废水处理剂的应用，例如可将其用于处理含油废水。

本发明较佳实施例提供的废水处理剂及其制备方法与应用的有益效果包括：

本发明较佳实施例提供的废水处理剂配方合理，成本较低，能有效去除废水中各位置的油脂类物质且所需处理时间较短。其制备方法简单快速，适于工业化生产。将其用于处理含油废水，能快速有效地去除废水中的油脂类物质。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的废水处理剂及其制备方法与应用进行具体说明。

本申请的废水处理剂，按重量份数计，其原料包括4-5重量份的膨润土、3-4重量份的二硫代氨基甲酸盐、10-15重量份的木屑、4-5重量份的明矾、6-7重量份的辛基酚聚氧乙烯醚、3-4重量份的失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、1.5-2重量份的硅酸钠以及80-90重量份的水。

在一些实施方式中，废水处理剂的原料可以包括4.2-5重量份的膨润土、3.4-4重量份的二硫代氨基甲酸盐、12-14重量份的木屑、4.5-5重量份的明矾、6-6.5重量份的辛基酚聚氧乙烯醚、3-3.5重量份的失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、1.8-2重量份的硅酸钠以及85-90重量份的水。

在一些优选地实施方式中，废水处理剂的原料可以包括4.5重量份的膨润土、3.8重量份的二硫代氨基甲酸盐、13重量份的木屑、5重量份的明矾、6.5重量份的辛基酚聚氧乙烯醚、3.2重量份的失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、2重量份的硅酸钠以及85重量份的水。

在上述优选配比下，各原料配合更为合适，对废水中含油物质的清除能力更强，所需时间更短。

在一些实施方式中，膨润土的阳离子交换容量可以为80-100mmoL/100g，例如80mmoL/100g、85mmoL/100g、90mmoL/100g、95mmoL/100g或100mmoL/100g。上述阳离子交换容量的膨润土具有较强的阳离子可交换性能，膨胀能力也较强。值得说明的是，本申请中膨润土的阳离子交换容量不低于80mmoL/100g，以避免离子交换作用较差；膨润土的阳离子交换容量不高于100mmoL/100g，以避免极高的层间库仑力使得膨润土中蒙脱石片层间作用力过大，不利于大分子物质的插入。

在一些实施方式中，膨润土中蒙脱石的含量为50-70wt％，例如50wt％、55wt％、60wt％、65wt％或70wt％等，优选为55wt％-65wt％，例如55.2wt％、55.4wt％、55.6wt％或55.8wt％等，更优选为60wt％。上述膨润土中蒙脱石的含量较低，原料易得，可较蒙脱石含量更高，例如80-90wt％的膨润土大大降低成本。

通过将上述含量的蒙脱石与本申请膨润土的其余原料，尤其是辛基酚聚氧乙烯醚与失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚混合，膨润土能够允许上述配比下大部分辛基酚聚氧乙烯醚与失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚覆盖于膨润土的表面，余留少数部分辛基酚聚氧乙烯醚与失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚以改善废水处理剂在废水中的渗透性和分散性，有效去除位于废水中下层的油脂类物质(如悬浮油和溶解油)并起到一定的消泡作用。

当蒙脱石含量过高(超过70wt％，尤其超过75wt％)时，辛基酚聚氧乙烯醚与失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚完全覆盖于膨润土的表面，反而降低了废水处理剂在废水中的渗透和分散效果，进而不利于废水处理剂对废水中各位置油脂的去除，降低了废水中油脂的整体去除率。

在一些实施方式中，蒙脱石的表面积为850-900m²/g。该表面积的蒙脱石易发生剥离和膨胀而形成更薄的单晶片，进而具有更大的内表面积，提高吸附能力。

二硫代氨基甲酸盐为有机伯胺或仲胺与二硫化碳在碱性条件下反应生成的化合物。在本申请中，二硫代氨基甲酸盐含有的双齿配体电荷较低，齿距较小，可作为桥联基团与油中的金属离子形成超分子配位结构体，从而形成沉淀以除去油脂。

木屑主要用于与膨润土配合吸附废水中上层的油脂类物质。在本申请中，木屑可以经以下处理：将木屑原料置于400-420℃的条件下热解3-5h。经上述处理后的木屑能较未处理前改变其微孔结构以具有多个大孔径(μm级)通孔(该通孔基本呈直线延伸)，降低了羟基亲水基团，具有更强的表面憎水性和亲油性，对油脂类物质具有更强的吸附能力。值得说明的是，通过将经上述处理后的木屑作为废水处理剂的成分之一，能够在其配合下，提高废水中的油脂类物质的吸附量。

本申请中，膨润土能够与废水发生离子交换，明矾在废水中能够水解生成多种离子，膨润土交换出的离子与明矾水解生成的离子均能够中和废水中部分未吸附于膨润土或木屑的油脂的电性，使该部分油脂间的电斥力减小并逐渐聚集，待油脂聚集至一定程度后，其能够上浮于废水表面与水分离形成油层，以利于该部分油脂的去除。

辛基酚聚氧乙烯醚与失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚配合，一方面能够覆盖于膨润土的表面，不仅能在膨润土表面形成对油脂吸附作用的有机相，以进一步提高废水处理剂的除油效果；另一方面能够改善膨润土以及整个废水处理剂在废水中的渗透性和分散性，有利于废水处理剂分散于废水的中下层，以加强对该区域的除油效果，同时还能起到一定的消泡作用。

硅酸钠能够辅以辛基酚聚氧乙烯醚与失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚进一步提高废水处理剂在废水中的分散能力，扩大废水处理剂在废水中的分散空间，以提高废水处理剂对废水的整体除油效果和除油效率。

承上，本申请提供的上述废水处理剂成本较低，原料易得，各原料相互配合后，能在较短时间内有效去除废水中的油脂类物质。

此外，本申请还提供了一种上述废水处理剂的制备方法，例如可以包括以下步骤：按配比混合膨润土、二硫代氨基甲酸盐、木屑、明矾、辛基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、硅酸钠以及水。

在一些优选地实施方式中，上述废水处理剂的制备方法可按以下步骤进行：先混合辛基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚和水，得第一混合液，将第一混合液与膨润土混合，再与二硫代氨基甲酸盐、木屑、明矾和硅酸钠混合。

在上述优选的实施方式中，先混合辛基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚和水，然后与膨润土混合，能够先使辛基酚聚氧乙烯醚和失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚均匀分散于水中，在与膨润土混合的过程中，能够具有同等覆盖于膨润土的表面的机会，也即膨润土相等面积的表面所含的辛基酚聚氧乙烯醚和失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚的总量均一致，使膨润土各区域均具有较为一致的油脂去除能力，当膨润土与其它原料混合后再与废水作用过程中，能够有效分散于废水中并对废水中各位置的油脂均具有良好的去除效果。

进一步地，第一混合液与膨润土是于超声频率为2000-4000Hz的条件下超声混合。该条件下能够进一步提高辛基酚聚氧乙烯醚和失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚在膨润土的内部晶层空间的均匀分散程度。

承上，本申请提供的废水处理剂的制备方法简单快速，适于工业化生产。

此外，本申请还提供了一种上述废水处理剂的应用，例如可用于处理含油废水，能够快速有效地去除废水中的油脂类物质。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

先混合6重量份的辛基酚聚氧乙烯醚、3重量份的失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚和80重量份的水，得第一混合液，将第一混合液与4重量份的膨润土于超声频率为2000Hz的条件下超声混合，再与3重量份的二硫代氨基甲酸盐、10重量份的木屑、4重量份的明矾和1.5重量份的硅酸钠混合，得废水处理剂。

膨润土的阳离子交换容量为80mmoL/100g，膨润土中蒙脱石的含量为50wt％，蒙脱石的表面积为850m²/g。

木屑是于400℃的条件下热解5h而得。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：原料中含有5重量份的膨润土、4重量份的二硫代氨基甲酸盐、15重量份的木屑、5重量份的明矾、7重量份的辛基酚聚氧乙烯醚、4重量份的失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、2重量份的硅酸钠以及90重量份的水。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：原料中含有4.2重量份的膨润土、3.4重量份的二硫代氨基甲酸盐、12重量份的木屑、4.5重量份的明矾、6重量份的辛基酚聚氧乙烯醚、3重量份的失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、1.8重量份的硅酸钠以及85重量份的水。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于：原料中含有5重量份的膨润土、4重量份的二硫代氨基甲酸盐、14重量份的木屑、5重量份的明矾、6.5重量份的辛基酚聚氧乙烯醚、3.5重量份的失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、2重量份的硅酸钠以及90重量份的水。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于：原料中含有4.5重量份的膨润土、3.8重量份的二硫代氨基甲酸盐、13重量份的木屑、5重量份的明矾、6.5重量份的辛基酚聚氧乙烯醚、3.2重量份的失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、2重量份的硅酸钠以及85重量份的水。

实施例6

本实施例与实施例5的区别在于：膨润土中蒙脱石的含量为55wt％。

实施例7

本实施例与实施例5的区别在于：本实施例与实施例5的区别在于：膨润土中蒙脱石的含量为60wt％。

实施例8

本实施例与实施例5的区别在于：膨润土中蒙脱石的含量为65wt％。

实施例9

本实施例与实施例5的区别在于：膨润土中蒙脱石的含量为70wt％。

实施例10

膨润土的阳离子交换容量为90mmoL/100g，蒙脱石的表面积为880m²/g。

木屑是于420℃的条件下热解3h而得。

实施例11

膨润土的阳离子交换容量为95mmoL/100g，蒙脱石的表面积为900m²/g。

木屑是于410℃的条件下热解4h而得。

实施例12

本实施例与实施例5的区别在于：制备过程是将所有原料一次性混合。

试验例

重复实施上述实施例1-12，得到足够多的废水处理剂。

以某化工厂的废水为例，该化工厂排放的废水中油含量为4500mg/L，分别取12份等量的上述废水作为试验组1-12，分别向试验组1-12的废水中投入200mg/L的实施例1-12对应的废水处理剂，设置对照组1-4，其中，对照组1与试验组5的区别在于废水处理剂中不含膨润土，对照组2与试验组5的区别在于膨润土中蒙脱石的含量为75wt％，对照组3与试验组5的区别在于膨润土中蒙脱石的含量为85wt％，对照组4与试验组5的区别在于膨润土中蒙脱石的含量为90wt％，同理的，再取4份等量的上述废水，分别向该4份废水中投入200mg/L的对照组1-4对应的废水处理剂，对比处理4h、10h、16h、24h后各试验组以及对照组对应的废水中油脂的含量。其结果如表1所示。

表1油脂含量

对比试验组1-5，可以看出试验组5较试验组1-4对废水中油脂的去除效果更佳，效率更高，说明试验组5中废水处理剂中各原料的配比较试验组1-4中的更利于废水中油脂的去除。

对比试验组5-9和对照组2-4，可以看出，试验组7较试验组5-6、试验组8-9以及对照组2-4对废水中油脂的去除效果均更佳，说明在本申请中，膨润土中蒙脱石的含量最佳为60wt％，该含量下废水处理剂能够对废水中各位置的油脂类物质均能够较有效的去除，在低于60wt％的范围内，油脂去除效果随膨润土中蒙脱石含量增加而增加，高于60wt％后，油脂去除效果随膨润土中蒙脱石含量增加反而有所降低。对比试验组9和对照组2-4可以看出，当膨润土中蒙脱石的含量高于70wt％后，油脂去除效果显著降低。

对比试验组5和试验组12，可以看出，试验组5较试验组12对废水中油脂的去除效果均更佳，说明在本申请中，先将辛基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚与水混合后，再与膨润土混合，最后再与其余原料混合较各原料一次性混合更利于除去废水中的油脂。

综上所述，本发明较佳实施例提供的废水处理剂配方合理，成本较低，能有效去除废水中各位置的油脂类物质且所需处理时间较短。其制备方法简单快速，适于工业化生产。将其用于处理含油废水，能快速有效地去除废水中的油脂类物质。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

Claims (10)

1.一种废水处理剂，其特征在于，按重量份数计，其原料包括4-5重量份的膨润土、3-4重量份的二硫代氨基甲酸盐、10-15重量份的木屑、4-5重量份的明矾、6-7重量份的辛基酚聚氧乙烯醚、3-4重量份的失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、1.5-2重量份的硅酸钠以及80-90重量份的水；所述膨润土中蒙脱石的含量为50-70wt％。

2.根据权利要求1所述的废水处理剂，其特征在于，所述原料包括4.2-5重量份的所述膨润土、3.4-4重量份的所述二硫代氨基甲酸盐、12-14重量份的所述木屑、4.5-5重量份的所述明矾、6-6.5重量份的所述辛基酚聚氧乙烯醚、3-3.5重量份的所述失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、1.8-2重量份的所述硅酸钠以及85-90重量份的所述水。

3.根据权利要求2所述的废水处理剂，其特征在于，所述原料包括4.5重量份的所述膨润土、3.8重量份的所述二硫代氨基甲酸盐、13重量份的所述木屑、5重量份的所述明矾、6.5重量份的所述辛基酚聚氧乙烯醚、3.2重量份的所述失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、2重量份的所述硅酸钠以及85重量份的所述水。

4.根据权利要求1-3任一项所述的废水处理剂，其特征在于，所述膨润土的阳离子交换容量为80-100mmoL/100g。

5.根据权利要求1-3任一项所述的废水处理剂，其特征在于，所述膨润土中蒙脱石的含量为55-65wt％；

更优选地，所述膨润土中蒙脱石的含量60wt％。

6.根据权利要求5所述的废水处理剂，其特征在于，所述蒙脱石的表面积为850-900m²/g。

7.如权利要求1-6任一项所述的废水处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按配比混合所述膨润土、所述二硫代氨基甲酸盐、所述木屑、所述明矾、所述辛基酚聚氧乙烯醚、所述失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚、所述硅酸钠以及所述水。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，先混合所述辛基酚聚氧乙烯醚、所述失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚和所述水，得第一混合液，将所述第一混合液与所述膨润土混合，再与所述二硫代氨基甲酸盐、所述木屑、所述明矾和所述硅酸钠混合。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合液与所述膨润土是于超声频率为2000-4000Hz的条件下超声混合。

10.如权利要求1-6任一项所述的废水处理剂的应用，其特征在于，所述废水处理剂用于处理含油废水。