CN110436594A - 一种聚丙烯酸钠污水处理剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚丙烯酸钠污水处理剂，由以下重量份的原料制成：聚丙烯酸钠20～30份、壳聚糖20～30份、无机絮凝剂40～60份、助凝剂10～20份、表面活性剂5～10份、缓蚀阻垢剂1～5份和水150～200份。制备方法为：(1)称取原料；(2)将表面活性剂、缓蚀阻垢剂和水加入到反应釜中溶解，得到溶液A；(3)将无机絮凝剂和助凝剂粉碎、过筛、球磨，得到无机混合物；(4)将溶液A升温后加入无机混合物搅拌，得到溶液B；(5)将溶液B降温后加入聚丙烯酸钠和壳聚糖搅拌，即得聚丙烯酸钠污水处理剂。本发明污水处理剂成本低廉，降低了废水处理的成本，具有净化速度快，效果好，环保无毒等优点。

Description

一种聚丙烯酸钠污水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，涉及一种污水处理剂，更具体的说是涉及一种聚丙烯酸钠污水处理剂及其制备方法。
背景技术
水是人类生产和生活不可缺少的自然资源，也是生物赖以生存的环境资源。随着水资源危机的加剧和水环境质量不断恶化，水资源短缺已演变成世界倍受关注的资源环境问题之一。因此，节约用水、治理污水、开发新水源十分重要,而大力发展污水处理方法对于解决水资源短缺这一技术问题将起着至关重要的作用。
目前，污水处理的方法有很多，如，物理处理法、化学处理法和生物处理法。其中，物理处理法是最简单的污水处理法，通过物理分离作用回收污水中的悬浮污染物，但是该方法只能进行一些简单的废污水处理，而且处理很不完全，难以达到排放标准；生物处理法是通过微生物代谢使污水中的污染物溶解，但是该方法投资大，运行成本高。
相比之下，化学处理方法是比较理想的方法，化学处理方法是用污水处理剂处理污染物，通过化学反应除去水中的悬浮固体和有毒物质、除臭脱色、软化和稳定水质等。但是，现有的污水处理剂成分存在二次污染问题，对环境也会有一定的影响。
因此，寻求一种高效且环保的污水处理剂是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种聚丙烯酸钠污水处理剂及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种聚丙烯酸钠污水处理剂，由以下重量份的原料制成：聚丙烯酸钠20～30份、壳聚糖20～30份、无机絮凝剂40～60份、助凝剂10～20份、表面活性剂5～10份、缓蚀阻垢剂1～5份和水150～200份。
进一步，上述聚丙烯酸钠的分子量为2000～5000。
采用上述进一步的有益效果在于，聚丙烯酸钠是一种线状、可溶性的高分子化台物,其分子链上的基团由于静电相斥作用,使得曲绕的聚合物链伸展,促成具有吸附性的功能团外露到表面上,由于这些点吸附在溶液中的悬浮粒子上,形成粒子间的架桥,从而加速了悬浮粒子的沉降。
进一步，上述壳聚糖的分子量为8000～12000。
采用上述进一步的有益效果在于，壳聚糖分子链上分布着许多羟基和氨基，可以形成多种分子内和分子键氢键，因其独特的大分子结构，有着优良的吸附、络合、交联和絮凝作用。
进一步，上述无机絮凝剂为聚合硫酸铝、硫酸镁、硫酸锌、硫酸铁中的任一种或几种的混合。
采用上述进一步的有益效果在于，以上无机絮凝剂易溶于水，絮凝效果优异、产品稳定性好，且适用pH值范围广。
进一步，上述助凝剂为活化硅酸、活性碳酸钙、活性炭、骨胶、海藻酸钠中的任一种或几种的混合。
采用上述进一步的有益效果在于，以上助凝剂吸附力强，吸附选择性好，吸附容量大，吸附平衡浓度低，机械强度高，化学性质稳定，容易再生和可利用，且原料来源广泛，价格低廉。
进一步，上述表面活性剂为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、聚山梨酯中的任一种或几种的混合。
采用上述进一步的有益效果在于，以上表面活性剂容易吸附在液体表面，一方面能够有效降低水溶液的表面张力，另一方面更容易聚集生成胶团，加强絮凝作用。
进一步，上述缓蚀阻垢剂为乙二胺四亚甲基磷酸钠、氨基三叉二磷酸、羟基乙叉二磷酸中的任一种或几种的混合。
采用上述进一步的有益效果在于，以上缓蚀阻垢剂化学稳定性好，不易水解，具有良好的缓蚀阻垢和杀菌灭藻作用。
本发明还提供了上述聚丙烯酸钠污水处理剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按上述聚丙烯酸钠污水处理剂的重量份数称取各原料；
(2)将表面活性剂、缓蚀阻垢剂和水加入到反应釜中，以100～200r/min转速搅拌5～10min至溶解，得到溶液A，备用；
(3)将无机絮凝剂和助凝剂粉碎，过150～200目筛，球磨120～150min，得到无机混合物，备用；
(4)将步骤(2)所得溶液A升温至70～75℃，加入步骤(3)所得无机混合物，以80～100r/min转速搅拌100～120min至混合均匀，得到溶液B；
(5)将步骤(4)所得溶液B降温至50～55℃，加入聚丙烯酸钠和壳聚糖，以150～200r/min转速搅拌40～60min至混合均匀，即得聚丙烯酸钠污水处理剂。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明同时使用了有机絮凝剂和无机絮凝剂成分协同作为絮凝剂，并加入表面活性剂增强了有机絮凝剂与无机絮凝剂之间的融合性，使得污水处理剂具有优异的絮凝效果；
2、本发明生产成本低，操作简单，反应速度快，反应过程中无有毒有害物质产生，且反应后的生成物稳定，不会再分解成有毒物质；
3、本发明污水处理剂本发明污水处理剂成本低廉，降低了废水处理的成本，SS去除率最高达99.8％，BOD去除率最高达98.0％，COD去除率最高达98.5％，pH最佳值为7.1，具有净化速度快，效果好，环保无毒等优点。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1
聚丙烯酸钠污水处理剂，由以下重量的原料制成：聚丙烯酸钠(分子量为2000)20g、壳聚糖(分子量为8000)20g、聚合硫酸铝40g、活化硅酸10g、硬脂酸5g、乙二胺四亚甲基磷酸钠1g和水150g。
制备方法为：
(1)按上述聚丙烯酸钠污水处理剂的重量份数称取各原料；
(2)将硬脂酸、乙二胺四亚甲基磷酸钠和水加入到反应釜中，以100r/min转速搅拌5min至溶解，得到溶液A，备用；
(3)将聚合硫酸铝和活化硅酸粉碎，过150目筛，球磨120min，得到无机混合物，备用；
(4)将步骤(2)所得溶液A升温至70℃，加入步骤(3)所得无机混合物，以80r/min转速搅拌100min至混合均匀，得到溶液B；
(5)将步骤(4)所得溶液B降温至50℃，加入聚丙烯酸钠和壳聚糖，以150r/min转速搅拌40min至混合均匀，即得聚丙烯酸钠污水处理剂。
实施例2
聚丙烯酸钠污水处理剂，由以下重量的原料制成：聚丙烯酸钠(分子量为3000)22g、壳聚糖(分子量为9000)22g、硫酸镁45g、活性碳酸钙12g、十二烷基苯磺酸钠6g、氨基三叉二磷酸2g和水160g。
制备方法为：
(1)按上述聚丙烯酸钠污水处理剂的重量份数称取各原料；
(2)将十二烷基苯磺酸钠、氨基三叉二磷酸和水加入到反应釜中，以120r/min转速搅拌6min至溶解，得到溶液A，备用；
(3)将硫酸镁和活性碳酸钙粉碎，过160目筛，球磨130min，得到无机混合物，备用；
(4)将步骤(2)所得溶液A升温至71℃，加入步骤(3)所得无机混合物，以85r/min转速搅拌105min至混合均匀，得到溶液B；
(5)将步骤(4)所得溶液B降温至51℃，加入聚丙烯酸钠和壳聚糖，以160r/min转速搅拌45min至混合均匀，即得聚丙烯酸钠污水处理剂。
实施例3
聚丙烯酸钠污水处理剂，由以下重量的原料制成：聚丙烯酸钠(分子量为4000)25g、壳聚糖(分子量为10000)25g、硫酸锌50g、活性炭15g、聚山梨酯8g、羟基乙叉二磷酸3g和水170g。
制备方法为：
(1)按上述聚丙烯酸钠污水处理剂的重量份数称取各原料；
(2)将聚山梨酯、羟基乙叉二磷酸和水加入到反应釜中，以150r/min转速搅拌8min至溶解，得到溶液A，备用；
(3)将硫酸锌和活性炭粉碎，过180目筛，球磨130min，得到无机混合物，备用；
(4)将步骤(2)所得溶液A升温至73℃，加入步骤(3)所得无机混合物，以90r/min转速搅拌110min至混合均匀，得到溶液B；
(5)将步骤(4)所得溶液B降温至53℃，加入聚丙烯酸钠和壳聚糖，以180r/min转速搅拌50min至混合均匀，即得聚丙烯酸钠污水处理剂。
实施例4
聚丙烯酸钠污水处理剂，由以下重量的原料制成：聚丙烯酸钠(分子量为5000)28g、壳聚糖(分子量为11000)28g、硫酸铁55g、骨胶18g、硬脂酸9g、乙二胺四亚甲基磷酸钠4g和水180g。
制备方法为：
(1)按上述聚丙烯酸钠污水处理剂的重量份数称取各原料；
(2)将硬脂酸、乙二胺四亚甲基磷酸钠和水加入到反应釜中，以180r/min转速搅拌9min至溶解，得到溶液A，备用；
(3)将硫酸铁和骨胶粉碎，过190目筛，球磨140min，得到无机混合物，备用；
(4)将步骤(2)所得溶液A升温至70～75℃，加入步骤(3)所得无机混合物，以95r/min转速搅拌115min至混合均匀，得到溶液B；
(5)将步骤(4)所得溶液B降温至504℃，加入聚丙烯酸钠和壳聚糖，以190r/min转速搅拌55min至混合均匀，即得聚丙烯酸钠污水处理剂。
实施例5
聚丙烯酸钠污水处理剂，由以下重量的原料制成：聚丙烯酸钠(分子量为5000)30g、壳聚糖(分子量为12000)30g、硫酸铁60g、海藻酸钠20g、十二烷基苯磺酸钠10g、氨基三叉二磷酸5g和水200g。
制备方法为：
(1)按上述聚丙烯酸钠污水处理剂的重量份数称取各原料；
(2)将十二烷基苯磺酸钠、氨基三叉二磷酸和水加入到反应釜中，以200r/min转速搅拌10min至溶解，得到溶液A，备用；
(3)将硫酸铁和海藻酸钠粉碎，过200目筛，球磨150min，得到无机混合物，备用；
(4)将步骤(2)所得溶液A升温至75℃，加入步骤(3)所得无机混合物，以100r/min转速搅拌120min至混合均匀，得到溶液B；
(5)将步骤(4)所得溶液B降温至55℃，加入聚丙烯酸钠和壳聚糖，以200r/min转速搅拌60min至混合均匀，即得聚丙烯酸钠污水处理剂。
性能检测
污水处理效果试验
取某城市污水，处理前分别测其SS(污水悬浮物)值、BOD(生化需氧量)值、COD(化学需氧量)值和pH值。
然后取处理前的污水5份，每份1L，分别加入实施例1～5制备得到的聚丙烯酸钠污水处理剂50mg，常温搅拌60min，静置沉淀，去上清液，测量处理后污水的SS(污水悬浮物)值、BOD(生化需氧量)值、COD(化学需氧量)值和pH值，试验结果如表1所示。
并分别计算SS(污水悬浮物)值、BOD(生化需氧量)值、COD(化学需氧量)值的去除率，试验结果如表2所示。
表1 经实施例1～5处理后污水的各项指标测量结果
项目 处理前 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
SS(mg/L) 1500 7 12 3 5 8
BOD(mg/L) 500 12 15 10 12 11
COD(mg/L) 1500 25 27 23 22 28
pH值 9.5 6.9 6.5 7.1 7.3 6.9
表2 经实施例1～5处理后污水的各项指标去除率结果
由表1和表2可知，经本发明实施例1～5处理后污水的各项指标测量值均较小，去除率均较高。特别地，经实施例3处理后污水的各项指标测量值最小，去除率最高，其中，SS去除率最高达99.8％，BOD去除率最高达98.0％，COD去除率最高达98.5％，pH最佳值为7.1。
以上污水处理效果试验说明，本发明聚丙烯酸钠污水处理剂能够有效降低污水中的SS、BOD、COD和pH值，具有净化速度快，效果好，环保无毒等优点。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种聚丙烯酸钠污水处理剂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：聚丙烯酸钠20～30份、壳聚糖20～30份、无机絮凝剂40～60份、助凝剂10～20份、表面活性剂5～10份、缓蚀阻垢剂1～5份和水150～200份。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸钠污水处理剂，其特征在于，所述聚丙烯酸钠的分子量为2000～5000。
3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸钠污水处理剂，其特征在于，所述壳聚糖的分子量为8000～12000。
4.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸钠污水处理剂，其特征在于，所述无机絮凝剂为聚合硫酸铝、硫酸镁、硫酸锌、硫酸铁中的任一种或几种的混合。
5.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸钠污水处理剂，其特征在于，所述助凝剂为活化硅酸、活性碳酸钙、活性炭、骨胶、海藻酸钠中的任一种或几种的混合。
6.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸钠污水处理剂，其特征在于，所述表面活性剂为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、聚山梨酯中的任一种或几种的混合。
7.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸钠污水处理剂，其特征在于，所述缓蚀阻垢剂为乙二胺四亚甲基磷酸钠、氨基三叉二磷酸、羟基乙叉二磷酸中的任一种或几种的混合。
8.一种聚丙烯酸钠污水处理剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)按权利要求1～7任一项所述聚丙烯酸钠污水处理剂的重量份数称取各原料；
(2)将表面活性剂、缓蚀阻垢剂和水加入到反应釜中，搅拌溶解，得到溶液A，备用；
(3)将无机絮凝剂和助凝剂粉碎、过筛、球磨，得到无机混合物，备用；
(4)将步骤(2)所得溶液A升温后加入步骤(3)所得无机混合物，搅拌混合均匀，得到溶液B；
(5)将步骤(4)所得溶液B降温后加入聚丙烯酸钠和壳聚糖，搅拌混合均匀，即得所述聚丙烯酸钠污水处理剂。
9.根据权利要求8所述一种聚丙烯酸钠污水处理剂的制备方法，其特征在于，
步骤(2)中，所述搅拌转速为100～200r/min，时间为5～10min；
步骤(4)中，所述升温至70～75℃；所述搅拌转速为80～100r/min，时间为100～120min；
步骤(5)中，所述降温至50～55℃，所述搅拌转速为150～200r/min，时间为40～60min。
10.根据权利要求7所述一种聚丙烯酸钠污水处理剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述过筛为过150～200目筛；所述球磨时间为120～150min。
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