CN110117036A - 一种废水处理剂及废水处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种废水处理剂及废水处理方法，该一种废水处理剂包括内核以及喷涂在内核外并将内核包覆的一层保护膜；内核包括重金属捕捉剂和膨润土；保护膜通过流化床将喷涂液喷涂在内核外并干燥形成；按质量计，喷涂液包括4~6%的甲醇、18~22%的维氯纶、33~36%的聚甲基丙烯酸甲酯、2~3%的活性炭和2~3%的分散剂，余量为水，具有降低分离难度的优点，大大的降低废水中重金属含量。

Description

一种废水处理剂及废水处理方法

技术领域

本发明涉及一种废水处理剂及废水处理方法。

背景技术

水资源时不可替代的自然资源，水污染已成为当今世界各国共同关心的重大环境问题之一。这个问题的存在，不仅影响环境质量，而且由于水资源短缺的矛盾加深，制约了经济持续发展，并严重阻碍人类生活质量的提高。

重金属废水是指矿山、冶炼、电子、化工、机械制造等工业生产中排出的含重金属的废水。该废水如果处理不当，会造成严重的重金属污染与人体危害。废水中的重金属具有如下特点：微量浓度的重金属就可产生毒性，毒性具有长期性和持续性，可生物富集，在生物作用下能产生毒性更强的金属有机物。目前只能通过转移其存在位置和转变其物化形态的方式加以回收。回收废水中的重金属，一方面可以减轻对环境的污染，另一方面可以循环使用，既可节约资源又可节省开支。

授权公告日为2016年9月7日、授权公告号为CN104828925B的中国专利公开了一种固态重金属废水处理剂，其包括钙基膨润土、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、碳酸钠和次氯酸钙。现有技术的作用原理为：重金属废水处理剂中的氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、碳酸钠等有效组分溶解在废水中，与废水中的重金属作用，重金属被吸附或沉淀，重金属和废水分离，起到处理重金属的作用。然而，部分沉淀或吸附物分散在水中的乳化物中，较难分离，影响后续操作。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种废水处理剂，具有降低分离难度的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种废水处理剂，包括内核以及喷涂在内核外并将内核包覆的一层保护膜；所述内核包括重金属捕捉剂和膨润土；所述保护膜通过流化床将喷涂液喷涂在内核外并干燥形成；按质量计，所述喷涂液包括4~6%的甲醇、18~22%的维氯纶、33~36%的聚甲基丙烯酸甲酯、2~3%的活性炭和2~3%的分散剂，余量为水。

采用上述技术方案，废水处理时，废水和保护膜直接接触，保护膜中的活性炭具有吸附作用，将重金属离子吸附在保护膜的表面，利用维氯纶的吸水性将富集在保护膜外表面的重金属引至内核处，利用重金属捕捉剂和膨润土对重金属的捕捉和吸附，重金属被沉淀在内核处，得到的固态物质颗粒较大，且保护膜中的维氯纶和聚甲基丙烯酸甲酯共混物与乳化物之间抗静电作用强，获得的固体易固液分离，降低操作难度。

优选为，所述分散剂包括质量比为1:1.45~1.55:0.48~0.52的甘油、聚乙烯醇和癸二酸二辛酯。

采用上述技术方案，可获得均匀稳定的喷涂液，同时废水处理时亲水的甘油、聚乙烯醇为水的进入提供介质。

优选为，按质量计，所述喷涂液包括5%的甲醇、20%的维氯纶、35%的聚甲基丙烯酸甲酯、2.5%的活性炭和2.5%的分散剂，余量为水；分散剂包括质量比为1:1.50:0.50的甘油、聚乙烯醇和癸二酸二辛酯。

优选为，所述重金属捕捉剂包括质量比为1:0.04~0.06的PS-PAA嵌段共聚物和氢氧化钙。

采用上述技术方案，可同时处理铜离子、镍离子和铅离子，且处理前后内核中的重金属捕捉剂均未溶于水（为溶胀状态），减少外环境对析出沉淀过程的影响，大大的提高处理重金属效果。

优选为，PS-PAA嵌段共聚物中，聚丙烯酸为17~22wt%，总Mn为25000~40000，PDI不高于1.2。

优选为，所述一种废水处理剂通过以下方法制备获得：

将配方量的重金属捕捉剂和膨润土混合，加入2倍质量的甲醇，搅拌分散至均匀，喷雾干燥形成内核；

将配方量的甲醇、粉碎后的维氯纶、粉碎后的聚甲基丙烯酸甲酯、粉碎后的活性炭、分散剂和水混合，搅拌分散至均匀，得到喷涂液，通过流化床将喷涂液喷涂在内核外并干燥形成。

本发明的第二目的是提供一种废水处理方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种废水处理方法，其特征是，向废水中加入所述的一种废水处理剂。

本发明技术效果主要体现在以下方面：重金属去除率高。

具体实施方式

实施例1：一种废水处理剂，其通过以下方法制备得到：将配方量的重金属捕捉剂和膨润土混合，加入2倍质量的甲醇，搅拌分散至均匀，喷雾干燥形成内核；将配方量的甲醇、粉碎后的维氯纶、粉碎后的聚甲基丙烯酸甲酯、粉碎后的活性炭、分散剂和水混合，搅拌分散至均匀，得到喷涂液，通过流化床将喷涂液喷涂在内核外并干燥形成。

重金属捕捉剂包括质量比为1:0.05的PS-PAA嵌段共聚物和氢氧化钙。PS-PAA嵌段共聚物中，聚丙烯酸为20wt%，总Mn为32000，PDI为1.1；

按质量计，喷涂液包括5%的甲醇、20%的维氯纶、35%的聚甲基丙烯酸甲酯、2.5%的活性炭和2.5%的分散剂，余量为水。分散剂包括质量比为1:1.50:0.50的甘油、聚乙烯醇和癸二酸二辛酯。

实施例2：一种废水处理剂，与实施例1的区别在于，重金属捕捉剂包括质量比为1:0.04的PS-PAA嵌段共聚物和氢氧化钙。PS-PAA嵌段共聚物中，聚丙烯酸为17wt%，总Mn为40000，PDI为1.1；

按质量计，喷涂液包括4%的甲醇、18%的维氯纶、33%的聚甲基丙烯酸甲酯、2%的活性炭和2%的分散剂，余量为水。分散剂包括质量比为1:1.45:0.48的甘油、聚乙烯醇和癸二酸二辛酯。

实施例3：一种废水处理剂，与实施例1的区别在于，重金属捕捉剂包括质量比为1:0.06的PS-PAA嵌段共聚物和氢氧化钙。PS-PAA嵌段共聚物中，聚丙烯酸为22wt%，总Mn为250000，PDI为1.2；

按质量计，喷涂液包括6%的甲醇、22%的维氯纶、36%的聚甲基丙烯酸甲酯、3%的活性炭和3%的分散剂，余量为水。分散剂包括质量比为1:1.55:0.52的甘油、聚乙烯醇和癸二酸二辛酯。

实施例4：一种废水处理剂，与实施例1的区别在于，重金属捕捉剂选用EDTA二钠。

实施例5：一种废水处理剂，与实施例1的区别在于，分散剂仅选用癸二酸二辛酯，即未选用甘油和聚乙烯醇。

对比实施例1：一种废水处理剂，与实施例1的区别在于，按质量计，喷涂液包括5%的甲醇、35%的聚甲基丙烯酸甲酯、2.5%的活性炭和2.5%的癸二酸二辛酯，余量为水。

对比实施例2：一种废水处理剂，与实施例1的区别在于，重金属捕捉剂参照CN104828925B的实施例1的复合重金属处理剂，即钙基膨润土65wt%、氧化钙15wt%、氧化镁10wt%、三氧化二铁5wt%、碳酸钠2wt%和次氯酸钙3wt%。

对比实施例3：一种废水处理剂，与实施例1的区别在于，重金属捕捉剂仅选用PS-PAA嵌段共聚物（PS-PAA嵌段共聚物中，聚丙烯酸为20wt%，总Mn为32000，PDI为1.1），即未选用氢氧化钙。

性能测试

用蒸馏水配制待处理废水A（铜、铅和镍离子浓度分别为100、100和100ppm）和待处理废水B（铜、铅和镍离子浓度分别为5、5和5ppm），分别用0.1mol/l盐酸或氢氧化钠将其处理成pH=5、7和9的溶液，然后将其按1L均分，每份用实施例或对比实施例进行处理，测试出水中铜、铅和镍离子浓度并计算铜、铅和镍离子的去除率，平行试验5次，取平均值。

表1显示，相比对比实施例1-3，实施例1-5的重金属去除率高。

表1 重金属去除率结果

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种废水处理剂，其特征是，包括内核以及喷涂在内核外并将内核包覆的一层保护膜；所述内核包括重金属捕捉剂和膨润土；所述保护膜通过流化床将喷涂液喷涂在内核外并干燥形成；按质量计，所述喷涂液包括4~6%的甲醇、18~22%的维氯纶、33~36%的聚甲基丙烯酸甲酯、2~3%的活性炭和2~3%的分散剂，余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种废水处理剂，其特征是，所述分散剂包括质量比为1:1.45~1.55:0.48~0.52的甘油、聚乙烯醇和癸二酸二辛酯。

3.根据权利要求1所述的一种废水处理剂，其特征是，按质量计，所述喷涂液包括5%的甲醇、20%的维氯纶、35%的聚甲基丙烯酸甲酯、2.5%的活性炭和2.5%的分散剂，余量为水；分散剂包括质量比为1:1.50:0.50的甘油、聚乙烯醇和癸二酸二辛酯。

4.根据权利要求1所述的一种废水处理剂，其特征是，所述重金属捕捉剂包括质量比为1:0.04~0.06的PS-PAA嵌段共聚物和氢氧化钙。

5.根据权利要求4所述的一种废水处理剂，其特征是，PS-PAA嵌段共聚物中，聚丙烯酸为17~22wt%，总Mn为25000~40000，PDI不高于1.2。

6.根据权利要求1所述的一种废水处理剂，其特征是，所述一种废水处理剂通过以下方法制备获得：

将配方量的重金属捕捉剂和膨润土混合，加入2倍质量的甲醇，搅拌分散至均匀，喷雾干燥形成内核；

将配方量的甲醇、粉碎后的维氯纶、粉碎后的聚甲基丙烯酸甲酯、粉碎后的活性炭、分散剂和水混合，搅拌分散至均匀，得到喷涂液，通过流化床将喷涂液喷涂在内核外并干燥形成。

7.一种废水处理方法，其特征是，向废水中加入如权利要求1-6任一项所述的一种废水处理剂。