CN111389348A - 一种凹土水污染处理剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种凹土水污染处理剂及其制备方法，该凹土水污染处理剂通过如下重量份的原料制成：改性凹凸棒石粘土20‑30份，膨润土5‑10份，硫酸亚铁粉末5‑10份，活性碳酸钠2‑5份，粉煤灰5‑10份，活性剂2‑5份，粘合剂10‑15份。本发明采用授权专利文本CN102627872B公布的改性凹凸棒石粘土为原料制备得到的凹土基污水处理剂，比以未经改性的凹凸棒石粘土为原料制备得到的凹土基污水处理剂具有更为优异的污水处理效果。本发明提供的凹土基污水处理剂对污水处理效果良好，经过处理后的污水的各项指标均达到了国家排放标准，且成本低廉，制作方便，易于工业化生产。

Description

一种凹土水污染处理剂及其制备方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种凹土水污染处理剂及其制备方法。
背景技术
水净化的常规方法是经过絮凝、沉淀、过滤和化学处理，一般能有效地除去大多数污物和杀死大多数微生物，然而不能很有效地除去诸如激素、农药、病毒、毒素和重金属离子等类物质。这些有害物质仍留在水源中，给人造成危害。目前，国内用在生活污水处理及净化的产品有很多，但制作的成本较高，且处理及净化污水的工艺流程繁琐。
凹凸棒石粘土为天然的中空棒状晶，用于接触或过滤技术处理水。但是，未经改性的凹凸棒石粘土在去除激素、农药、病毒、毒素和重金属离子等有害物质方面的效果仍不如人意。
为此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种凹土水污染处理剂及其制备方法。
本发明上述目的通过如下技术方案实现：
一种凹土水污染处理剂，通过如下重量份的原料制成：改性凹凸棒石粘土20-30份，膨润土5-10份，硫酸亚铁粉末5-10份，活性碳酸钠2-5份，粉煤灰5-10份，活性剂2-5份，粘合剂10-15份。
优选地，所述改性凹凸棒石粘土通过如下方法制备得到：
(1)在凹凸棒石粘土粉末中加入纳米级SiO2颗粒，并加入水，50～80℃水浴下搅拌2～4小时，然后静置1～4小时，烘干得到粉末；所述凹凸棒石粘土粉末的细度为200～400目；所述纳米级SiO2颗粒的重量占凹凸棒石粘土粉末重量的10～20％；所述水的加入量以凹凸棒石粘土粉末的重量为基准，每克凹凸棒石粘土粉末加入水3～5ml；
(2)向步骤(1)中制备的粉末中加入复合改性剂，用行星磨高速搅拌，转速为188r/min，搅拌3～7小时后，密封放置2～4小时制得浆料；所述复合改性剂的加入量为凹凸棒石粘土粉末重量的3～5％；所述复合改性剂为硬脂酸和聚氧乙烯油醇醚型表面活性剂，所述硬脂酸和聚氧乙烯油醇醚型表面活性剂的体积比为1:1～1:2；
(3)将步骤(2)中制得的浆料过滤，采用有机溶剂无水乙醇对粉末进行多次清洗，然后使用真空烘干箱烘干，温度为80～100℃，时间为2～5小时，即得。
优选地，所述活性剂为聚乙二醇辛基苯基醚型非离子型表面活性剂。
优选地，所述粘合剂为混合粘合剂，由聚乙烯醇与醋酸酯淀粉制备的粘稠液按照质量比1:1混合而成。
更优选地，所述醋酸酯淀粉制备的粘稠液的制备工艺为：将醋酸酯淀粉加水均匀搅拌，加水量按质量计为淀粉质量的10％-20％，然后升温至70-120℃加热得到粘稠液。
上述凹土水污染处理剂的制备方法，步骤如下：
步骤1：凹凸棒石粘土的改性处理
(1)在凹凸棒石粘土粉末中加入纳米级SiO2颗粒，并加入水，50～80℃水浴下搅拌2～4小时，然后静置1～4小时，烘干得到粉末；所述凹凸棒石粘土粉末的细度为200～400目；所述纳米级SiO2颗粒的重量占凹凸棒石粘土粉末重量的10～20％；所述水的加入量以凹凸棒石粘土粉末的重量为基准，每克凹凸棒石粘土粉末加入水3～5ml；
(2)向步骤(1)中制备的粉末中加入复合改性剂，用行星磨高速搅拌，转速为188r/min，搅拌3～7小时后，密封放置2～4小时制得浆料；所述复合改性剂的加入量为凹凸棒石粘土粉末重量的3～5％；所述复合改性剂为硬脂酸和聚氧乙烯油醇醚型表面活性剂，所述硬脂酸和聚氧乙烯油醇醚型表面活性剂的体积比为1:1～1:2；
(3)将步骤(2)中制得的浆料过滤，采用有机溶剂无水乙醇对粉末进行多次清洗，然后使用真空烘干箱烘干，温度为80～100℃，时间为2～5小时，得到改性凹凸棒石粘土；
步骤2：称取硫酸亚铁，加入适量水，搅拌溶解后，加入改性凹凸棒石粘土，搅拌混合1-2h获得混合液，备用；
步骤3：称取膨润土、粉煤灰和活性碳酸钙，球磨混合3-4h，获得无机混合物，备用；
步骤4：将步骤2制备的混合液升温至70-80℃，加入步骤3制备的无机混合物和活性剂，搅拌混合均匀后，降温至55-58℃，加入粘合剂，搅拌混合均匀后，冷却，获得凹土基泥团；
步骤5：将凹土基泥团进行挤压造粒成球，将小球热处理，获得气孔率高、成团性好的球状颗粒，制得凹土基污水处理剂。
优选地，步骤2中水的加入质量为硫酸亚铁质量的10-15倍。
优选地，步骤3中膨润土、粉煤灰和活性碳酸钙过150-180目筛后使用。
优选地，步骤5中挤压造粒成球后，将小球于200-300℃热处理20-30min。
一种改性凹凸棒石粘土在制备凹土基污水处理剂方面的应用，所述改性凹凸棒石粘土通过如下方法制备得到：
(1)在凹凸棒石粘土粉末中加入纳米级SiO2颗粒，并加入水，50～80℃水浴下搅拌2～4小时，然后静置1～4小时，烘干得到粉末；所述凹凸棒石粘土粉末的细度为200～400目；所述纳米级SiO2颗粒的重量占凹凸棒石粘土粉末重量的10～20％；所述水的加入量以凹凸棒石粘土粉末的重量为基准，每克凹凸棒石粘土粉末加入水3～5ml；
(2)向步骤(1)中制备的粉末中加入复合改性剂，用行星磨高速搅拌，转速为188r/min，搅拌3～7小时后，密封放置2～4小时制得浆料；所述复合改性剂的加入量为凹凸棒石粘土粉末重量的3～5％；所述复合改性剂为硬脂酸和聚氧乙烯油醇醚型表面活性剂，所述硬脂酸和聚氧乙烯油醇醚型表面活性剂的体积比为1:1～1:2；
(3)将步骤(2)中制得的浆料过滤，采用有机溶剂无水乙醇对粉末进行多次清洗，然后使用真空烘干箱烘干，温度为80～100℃，时间为2～5小时，即得。
有益效果：
1、本发明采用授权专利文本CN102627872B公布的改性凹凸棒石粘土为原料制备得到的凹土基污水处理剂，比以未经改性的凹凸棒石粘土为原料制备得到的凹土基污水处理剂具有更为优异的污水处理效果；
2、膨润土易提高处理剂在水中的分散度，利于悬浮，且易提高处理剂对水中污染物的吸附性；活性剂优选聚乙二醇辛基苯基醚型非离子型表面活性剂，具有润湿、扩散性能，提高改性凹土粉末在水溶液中的分散度；粉煤灰、活性碳酸钠易形成沉淀；
3、本发明提供的凹土基污水处理剂对污水处理效果良好，经过处理后的污水的各项指标均达到了国家排放标准，且成本低廉，制作方便，易于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例具体介绍本发明实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。
下述实施例中：
活性剂采用聚乙二醇辛基苯基醚型非离子型表面活性剂；粘合剂为混合粘合剂，由聚乙烯醇与醋酸酯淀粉制备的粘稠液按照质量比1:1混合而成，其中醋酸酯淀粉制备的粘稠液的制备工艺为：将醋酸酯淀粉加水均匀搅拌，加水量按质量计为淀粉质量的15％，然后升温至95℃加热得到粘稠液；
改性凹凸棒石粘土制备方法为：
(1)在凹凸棒石粘土粉末中加入纳米级SiO2颗粒，并加入水，65℃水浴下搅拌3小时，然后静置2.5小时，烘干得到粉末；所述凹凸棒石粘土粉末的细度为200～400目；所述纳米级SiO2颗粒的重量占凹凸棒石粘土粉末重量的15％；所述水的加入量以凹凸棒石粘土粉末的重量为基准，每克凹凸棒石粘土粉末加入水4ml；
(2)向步骤(1)中制备的粉末中加入复合改性剂，用行星磨高速搅拌，转速为188r/min，搅拌5小时后，密封放置3小时制得浆料；所述复合改性剂的加入量为凹凸棒石粘土粉末重量的4％；所述复合改性剂为硬脂酸和聚氧乙烯油醇醚型表面活性剂，所述硬脂酸和聚氧乙烯油醇醚型表面活性剂的体积比为1:1.5；
(3)将步骤(2)中制得的浆料过滤，采用有机溶剂无水乙醇对粉末进行多次清洗，然后使用真空烘干箱烘干，温度为90℃，时间为3.5小时，即得。
“份”均指重量份。
实施例1：
一种凹土基污水处理剂组分与具体制备工艺如下：
步骤1：凹土粉末的改性处理
按照前述方法制备改性凹凸棒石粘土；
步骤2：称取5份硫酸亚铁，加入质量比10倍量的水，搅拌溶解后，加入20份改性凹凸棒石粘土，搅拌混合2h，获得混合液，备用；
步骤3：称取5份膨润土、8份粉煤灰和4份活性碳酸钙，过180目筛，并球磨混合4h，获得无机混合物，备用；
步骤4：将步骤2制备的混合液升温至70℃，加入步骤3制备的无机混合物和4份活性剂，搅拌混合均匀后，降温至55℃，加入10份粘合剂，搅拌混合均匀后，冷却至室温，获得用于凹土基泥团；
步骤5：将凹土基泥团进行挤压造粒成球，使得小球具有一定的强度，将小球于300℃热处理30min，获得气孔率高、成团性好的球状颗粒，制得凹土基污水处理剂。
实施例2：
一种凹土基污水处理剂组分与具体制备工艺如下：
步骤1：凹土粉末的改性处理
按照前述方法制备改性凹凸棒石粘土；
步骤2：称取8份硫酸亚铁，加入质量比10倍量的水，搅拌溶解后，加入28份改性凹凸棒石粘土，搅拌混合2h，获得混合液，备用；
步骤3：称取7份膨润土、6份粉煤灰和5份活性碳酸钙，过180目筛，并球磨混合4h，获得无机混合物，备用；
步骤4：将步骤2制备的混合液升温至80℃，加入步骤3制备的无机混合物和5份活性剂，搅拌混合均匀后，降温至55℃，加入15份粘合剂，搅拌混合均匀后，冷却至室温，获得用于凹土基泥团；
步骤5：将凹土基泥团进行挤压造粒成球，使得小球具有一定的强度，将小球于250℃热处理30min，获得气孔率高、成团性好的球状颗粒，制得凹土基污水处理剂。
实施例3(对比实施例)：
该实施例为实施例1的对比实施例，除了使用普通未改性的凹凸棒石粘土替代实施例1中的改性凹凸棒石粘土外，其他原料和制备工艺参数一致。
性能检测
对实施例1和实施例3所制备的污水处理剂进行性能检测，结果如下表所示：
Figure BDA0002453953260000051
可见，实施例1对污水处理效果显著优于实施例3。
本发明采用授权专利文本CN102627872B公布的改性凹凸棒石粘土为原料制备得到的凹土基污水处理剂，比以未经改性的凹凸棒石粘土为原料制备得到的凹土基污水处理剂具有更为优异的污水处理效果。膨润土易提高处理剂在水中的分散度，利于悬浮，且易提高处理剂对水中污染物的吸附性；活性剂优选聚乙二醇辛基苯基醚型非离子型表面活性剂，具有润湿、扩散性能，提高改性凹土粉末在水溶液中的分散度；粉煤灰、活性碳酸钠易形成沉淀。本发明提供的凹土基污水处理剂对污水处理效果良好，经过处理后的污水的各项指标均达到了国家排放标准，且成本低廉，制作方便，易于工业化生产。
上述实施例的作用在于具体介绍本发明的实质性内容，但本领域技术人员应当知道，不应将本发明的保护范围局限于该具体实施例。

Claims (10)

1.一种凹土水污染处理剂，其特征在于，通过如下重量份的原料制成：改性凹凸棒石粘土20-30份，膨润土5-10份，硫酸亚铁粉末5-10份，活性碳酸钠2-5份，粉煤灰5-10份，活性剂2-5份，粘合剂10-15份。
2.根据权利要求1所述的凹土水污染处理剂，其特征在于，所述改性凹凸棒石粘土通过如下方法制备得到：
(1)在凹凸棒石粘土粉末中加入纳米级SiO2颗粒，并加入水，50～80℃水浴下搅拌2～4小时，然后静置1～4小时，烘干得到粉末；所述凹凸棒石粘土粉末的细度为200～400目；所述纳米级SiO2颗粒的重量占凹凸棒石粘土粉末重量的10～20％；所述水的加入量以凹凸棒石粘土粉末的重量为基准，每克凹凸棒石粘土粉末加入水3～5ml；
(2)向步骤(1)中制备的粉末中加入复合改性剂，用行星磨高速搅拌，转速为188r/min，搅拌3～7小时后，密封放置2～4小时制得浆料；所述复合改性剂的加入量为凹凸棒石粘土粉末重量的3～5％；所述复合改性剂为硬脂酸和聚氧乙烯油醇醚型表面活性剂，所述硬脂酸和聚氧乙烯油醇醚型表面活性剂的体积比为1:1～1:2；
(3)将步骤(2)中制得的浆料过滤，采用有机溶剂无水乙醇对粉末进行多次清洗，然后使用真空烘干箱烘干，温度为80～100℃，时间为2～5小时，即得。
3.根据权利要求1所述的凹土水污染处理剂，其特征在于：所述活性剂为聚乙二醇辛基苯基醚型非离子型表面活性剂。
4.根据权利要求1所述的凹土水污染处理剂，其特征在于：所述粘合剂为混合粘合剂，由聚乙烯醇与醋酸酯淀粉制备的粘稠液按照质量比1:1混合而成。
5.根据权利要求4所述的凹土水污染处理剂，其特征在于，所述醋酸酯淀粉制备的粘稠液的制备工艺为：将醋酸酯淀粉加水均匀搅拌，加水量按质量计为淀粉质量的10％-20％，然后升温至70-120℃加热得到粘稠液。
6.权利要求1-5任一所述凹土水污染处理剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1：凹凸棒石粘土的改性处理
(1)在凹凸棒石粘土粉末中加入纳米级SiO2颗粒，并加入水，50～80℃水浴下搅拌2～4小时，然后静置1～4小时，烘干得到粉末；所述凹凸棒石粘土粉末的细度为200～400目；所述纳米级SiO2颗粒的重量占凹凸棒石粘土粉末重量的10～20％；所述水的加入量以凹凸棒石粘土粉末的重量为基准，每克凹凸棒石粘土粉末加入水3～5ml；
(2)向步骤(1)中制备的粉末中加入复合改性剂，用行星磨高速搅拌，转速为188r/min，搅拌3～7小时后，密封放置2～4小时制得浆料；所述复合改性剂的加入量为凹凸棒石粘土粉末重量的3～5％；所述复合改性剂为硬脂酸和聚氧乙烯油醇醚型表面活性剂，所述硬脂酸和聚氧乙烯油醇醚型表面活性剂的体积比为1:1～1:2；
(3)将步骤(2)中制得的浆料过滤，采用有机溶剂无水乙醇对粉末进行多次清洗，然后使用真空烘干箱烘干，温度为80～100℃，时间为2～5小时，得到改性凹凸棒石粘土；
步骤2：称取硫酸亚铁，加入适量水，搅拌溶解后，加入改性凹凸棒石粘土，搅拌混合1-2h获得混合液，备用；
步骤3：称取膨润土、粉煤灰和活性碳酸钙，球磨混合3-4h，获得无机混合物，备用；
步骤4：将步骤2制备的混合液升温至70-80℃，加入步骤3制备的无机混合物和活性剂，搅拌混合均匀后，降温至55-58℃，加入粘合剂，搅拌混合均匀后，冷却，获得凹土基泥团；
步骤5：将凹土基泥团进行挤压造粒成球，将小球热处理，获得气孔率高、成团性好的球状颗粒，制得凹土基污水处理剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤2中水的加入质量为硫酸亚铁质量的10-15倍。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤3中膨润土、粉煤灰和活性碳酸钙过150-180目筛后使用。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤5中挤压造粒成球后，将小球于200-300℃热处理20-30min。
10.一种改性凹凸棒石粘土在制备凹土基污水处理剂方面的应用，所述改性凹凸棒石粘土通过如下方法制备得到：
(1)在凹凸棒石粘土粉末中加入纳米级SiO2颗粒，并加入水，50～80℃水浴下搅拌2～4小时，然后静置1～4小时，烘干得到粉末；所述凹凸棒石粘土粉末的细度为200～400目；所述纳米级SiO2颗粒的重量占凹凸棒石粘土粉末重量的10～20％；所述水的加入量以凹凸棒石粘土粉末的重量为基准，每克凹凸棒石粘土粉末加入水3～5ml；
(2)向步骤(1)中制备的粉末中加入复合改性剂，用行星磨高速搅拌，转速为188r/min，搅拌3～7小时后，密封放置2～4小时制得浆料；所述复合改性剂的加入量为凹凸棒石粘土粉末重量的3～5％；所述复合改性剂为硬脂酸和聚氧乙烯油醇醚型表面活性剂，所述硬脂酸和聚氧乙烯油醇醚型表面活性剂的体积比为1:1～1:2；
(3)将步骤(2)中制得的浆料过滤，采用有机溶剂无水乙醇对粉末进行多次清洗，然后使用真空烘干箱烘干，温度为80～100℃，时间为2～5小时，即得。
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