CN109292893A - 一种环保型水处理剂及其制备方法 - Google Patents

一种环保型水处理剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及重金属离子吸附材料技术领域，特别涉及一种环保型水处理剂及其制备方法，以重量份计包括如下物料：梧桐树叶70‑80份、腐熟牛粪30‑36份、菠萝皮22‑27份、玉米芯15‑21份、荷叶23‑27份、维生素C1‑4份、硫胺素1‑4份，本发明环保型水处理剂原料廉价易得、环境友好型；本发明环保型水处理剂制备方法简单、能耗小；利用本发明的环保型水处理剂处理含铜废水具有吸附率高、快速吸附的特点。

Description

一种环保型水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及重金属离子吸附材料技术领域，特别涉及一种环保型水处理剂及其制备方法。
背景技术
化工、印染、电镀、有色冶炼、有色金属矿山开采、电子材料漂洗废水、染料生产等过程中常产生含有大量铜离子的废水；含铜废水中的铜含量较高，直接排放不仅造成环境污染，而且是一种浪费资源；目前，采用化学沉淀法、电解法、离子交换法、重金属螯合剂、膜分离法和置换法等方法处理含铜废水，需要加入化学试剂，易造成新的环境污染，因此先利用吸附材料吸附铜离子后，再进行处理是目前减少环境污染、节约成本中较为有效的方法。
如今，通常利用多孔性固体吸附剂来处理废水，常见的吸附剂主要包括活性炭、天然沸石、黏土矿物，但是金属离子和吸附剂之间的作用力较弱，因而吸附能力有限。
如专利号CN201810130404.0公开了一种铜离子印迹复合吸附材料及其制备方法，制备过程包括：分别配置壳聚糖乙酸溶液和羧甲基纤维素钠/氢氧化钠复合凝固液，将壳聚糖乙酸溶液滴入羧甲基纤维素钠/氢氧化钠复合凝固液中成球，水洗后置于Cu2+溶液中印迹，再用戊二醛交联，然后酸洗脱除Cu2+，水洗、烘干即得到铜离子印迹复合吸附材料；又如专利号CN201610891949.4公开了一种壳聚糖活性污泥复合吸附剂的制备方法和用途，其制备方法包括如下步骤：依次为壳聚糖溶液的制备、泥浆的制备、发泡剂的添加、壳聚糖活性污泥复合吸附剂的制备和壳聚糖活性污泥复合吸附剂的干燥，一种壳聚糖活性污泥复合吸附剂可以有效吸附废水中的铜离子和铬离子。虽然能够有效吸附铜离子，但是成本较高。
因此，寻找一种环境友好、成本低、吸附效果佳的铜离子吸附材料成为铜离子净水材料的新发展方向。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种环保型水处理剂及其制备方法。
具体是通过以下技术方案来实现的：
一种环保型水处理剂，以重量份计包括如下物料：梧桐树叶70-80份、腐熟牛粪30-36份、菠萝皮22-27份、玉米芯15-21份、荷叶23-27份、维生素C1-4份、硫胺素1-4份。
优选，以重量份计包括如下物料：梧桐树叶75份、腐熟牛粪33份、菠萝皮24份、玉米芯18份、荷叶25份、维生素C3份、硫胺素2份。
所述维生素C的粒度为50-70目。
所述硫胺素的粒度为50-70目。
本发明还提供了环保型水处理剂的制备方法，包括如下步骤：
1)称取菠萝皮、玉米芯，分别干燥至水分含量为8-14％，然后加入梧桐树叶混合后研磨至过80目筛，再蒸汽处理15-20min后，保温处理20-30min，得混合料A；
2)称取荷叶并加入荷叶重量(0.5-0.7)倍的磁化水，高速搅拌制成固液混合物，加入腐熟牛粪混合均匀，经超声波反应5-8min后，得混合料B；
3)取混合料A和混合料B混合均匀后，经磁场处理后，置于温度为150-180℃条件下干燥15-20min，研磨至过80目筛，再加入维生素C和硫胺素混合均匀，经造粒制成环保型水处理剂。
上述方法中，所述蒸汽处理的温度为120-150℃。
上述方法中，所述超声波反应的频率为30-38kHz，功率为500-600W。
上述方法中，所述磁场处理为脉冲磁场。
上述方法中，所述磁场处理条件为：磁场强度为2-8T，连续施加的脉冲个数50-80个，时间为120-240s。
本发明还提供了环保型水处理剂的使用方法，具体为：将环保型水处理剂添加到含铜废水中，控制温度为4-38℃条件下动态吸附10-30min，结束后取出水处理剂。
所述环保型水处理剂添加量为含铜废水质量2-3％。
所述动态吸附方式包括但不限于搅拌、振荡。
有益效果：
本发明环保型水处理剂原料廉价易得、环境友好型；本发明环保型水处理剂制备方法简单、能耗小；利用本发明的环保型水处理剂处理含铜废水具有吸附率高、快速吸附的特点。
本发明选用梧桐树叶、腐熟牛粪、菠萝皮、玉米芯、荷叶、维生素C、硫胺素作为原料，形成了稳定、粘结的固体状物质，易于回收，其中含有的维生素C和硫胺素易溶于水，不仅改善水质还形成孔隙，进而使得金属离子可进入孔隙中，通过控制维生素C和硫胺素的粒度，进而增加了铜离子的吸附容量。
同时，本发明利用荷叶所含的疏水物质与原料中所含的亲水物质对水分子形成排斥和吸附作用，形成更多的孔隙，进而增加吸附容量。
本发明通过利用蒸汽处理菠萝皮、玉米芯和梧桐树叶混合，使得所含有的多糖、纤维素、果胶等成分充分外露；通过利用超声波处理荷叶、腐熟牛粪，使得荷叶中纤维素、多糖成分能够与腐熟牛粪中碳质成分形成稳定的粘结结构；本发明利用磁场处理，使得水处理剂具有电磁性能，提高了吸附速度；再结合高温烘干，激发炭活性，提高吸附性能。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
一种环保型水处理剂，包括如下物料：梧桐树叶80kg、腐熟牛粪36kg、菠萝皮27kg、玉米芯21kg、荷叶27kg、维生素C4kg、硫胺素4kg；
所述维生素C的粒度为70目；
所述硫胺素的粒度为70目。
实施例2
一种环保型水处理剂，包括如下物料：梧桐树叶70kg、腐熟牛粪30kg、菠萝皮22kg、玉米芯15kg、荷叶23kg、维生素C1kg、硫胺素1kg；
所述维生素C的粒度为50目；
所述硫胺素的粒度为50目。
实施例3
一种环保型水处理剂，包括如下物料：梧桐树叶75kg、腐熟牛粪33kg、菠萝皮24kg、玉米芯18kg、荷叶25kg、维生素C3kg、硫胺素2kg；
所述维生素C的粒度为60目；
所述硫胺素的粒度为60目。
实施例4
一种环保型水处理剂，包括如下物料：梧桐树叶75kg、腐熟牛粪33kg、菠萝皮25kg、玉米芯20kg、荷叶24kg、维生素C2kg、硫胺素2kg；
所述维生素C的粒度为60目；
所述硫胺素的粒度为70目。
实施例5-8
实施例5-8分别在实施例1-5的基础上提供了环保型水处理剂的制备方法，包括如下步骤：
1)称取菠萝皮、玉米芯，分别干燥至水分含量为8-14％，然后加入梧桐树叶混合后研磨至过80目筛，在温度为120-130℃条件下蒸汽处理20min后，保温处理20min，得混合料A；
2)称取荷叶并加入荷叶重量0.6倍的磁化水，高速搅拌制成固液混合物，加入腐熟牛粪混合均匀，经在频率为35kHz，功率为550W条件下超声波反应5-8min后，得混合料B；
3)取混合料A和混合料B混合均匀后，在磁场强度为5T，连续施加的脉冲个数60个条件下脉冲磁场处理180s后，置于温度为150-155℃条件下干燥15min，研磨至过80目筛，再加入维生素C和硫胺素混合均匀，经造粒制成环保型水处理剂。
实施例9
本实施例在实施例5-8的任一基础上提供了环保型水处理剂的使用方法，具体为：将环保型水处理剂添加到含铜废水中，控制温度为4-38℃条件下动态吸附10-30min，结束后取出水处理剂；
所述环保型水处理剂添加量为废水质量2-3％；
所述动态吸附方式包括但不限于搅拌、振荡。
试验例1
对Cu2+吸附性能试验：4组50mL含铜废水(Cu2+浓度选取500mg/L)，向1-4试验组加入分别加入实施例5-8的水处理剂1g，常温下动态吸附10min、20min、30min后，过滤分离，原子吸收分光光度计测定，并计算铜离子去除率，结果如表1所示：
表1
组别 10min去除率/％ 20min去除率/％ 30min去除率/％
试验组1 98.5 99.1 99.7
试验组2 98.2 98.6 99.1
试验组3 98.9 99.6 99.9
试验组4 98.7 99.3 99.7
试验例2
模拟废水中金属离子Cu2+、Al3+、Pb2+、Hg2+浓度均为200mg/L，取5组各50mL，分别加入实施例7制备的水处理剂，常温下动态吸附25min后，过滤分离，原子吸收分光光度计测定，并计算铜离子去除率，结果如表2所示：
表2

Claims (9)

1.一种环保型水处理剂，其特征在于，以重量份计包括如下物料：梧桐树叶70-80份、腐熟牛粪30-36份、菠萝皮22-27份、玉米芯15-21份、荷叶23-27份、维生素C1-4份、硫胺素1-4份。
2.如权利要求1所述的环保型水处理剂，其特征在于，以重量份计包括如下物料：梧桐树叶75份、腐熟牛粪33份、菠萝皮24份、玉米芯18份、荷叶25份、维生素C3份、硫胺素2份。
3.如权利要求1或2所述的环保型水处理剂，其特征在于，所述维生素C的粒度为50-70目。
4.如权利要求1或2所述的环保型水处理剂，其特征在于，所述硫胺素的粒度为50-70目。
5.如权利要求1或2所述的环保型水处理剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)称取菠萝皮、玉米芯，分别干燥至水分含量为8-14％，然后加入梧桐树叶混合后研磨至过80目筛，再蒸汽处理15-20min后，保温处理20-30min，得混合料A；
2)称取荷叶并加入荷叶重量(0.5-0.7)倍的磁化水，高速搅拌制成固液混合物，加入腐熟牛粪混合均匀，经超声波反应5-8min后，得混合料B；
3)取混合料A和混合料B混合均匀后，经磁场处理后，置于温度为150-180℃条件下干燥15-20min，研磨至过80目筛，再加入维生素C和硫胺素混合均匀，经造粒制成环保型水处理剂。
6.如权利要求5所述的环保型水处理剂的制备方法，其特征在于，所述蒸汽处理的温度为120-150℃。
7.如权利要求5所述的环保型水处理剂的制备方法，其特征在于，所述超声波反应的频率为30-38kHz，功率为500-600W。
8.如权利要求5所述的环保型水处理剂的制备方法，其特征在于，所述磁场处理为脉冲磁场。
9.如权利要求5所述的环保型水处理剂的制备方法，其特征在于，所述磁场处理条件为：磁场强度为2-8T，连续施加的脉冲个数50-80个，时间为120-240s。
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