CN112093830A - 生态净水药剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生态净水药剂及制备方法，该生态净水药剂制备方法步骤为：将硝酸铝AL(NO3)3.9H2O和硝酸镁Mg(NO3)2.6H2O配成混合盐溶液，使物质的量比Mg∶Al＝2∶1；将上述混合盐溶液与25％氨水滴入反应釜中，维持反应体系的pH值为9‑10，温度保持50℃‑80℃，剧烈搅拌；滴定完毕后，继续搅拌晶化1‑3H，再经过滤、洗涤、烘干后得产物铝镁型层状双金属氧化物LDH；将LDH产物经过450℃‑500℃煅烧，去除化合物中的碳酸根和结晶水，得产物层状双金属氧化物LDO；将产物LDO和活性炭、聚铁、生石灰、聚丙烯酰胺PAM进行复配，即得生态净水药剂。本发明生态净水药剂可以对高盐、高COD、高重金属有害物废水进行有效预处理，其以较少的成本达到很好的处理效果，保证了后续水处理工艺的安全运行。

Description

生态净水药剂及制备方法
技术领域
本发明涉及废水、污水处理技术领域，尤其涉及一种生态净水药剂及制备方法。
背景技术
随着中国经济的迅速发展，在工业生产过程中会产生大量的有机或无机废水，这些废水排放到周围环境中将造成不可避免的污染，随着国家对生态环境改善的要求，企业不能随意排放废水，企业自行对企业的废水进行处理，但是对高盐、高COD、高重金属有害物的废水处理一直是水处理行业的难题。
因此，如何设计一种对高盐、高COD、高重金属有害物的废水处理的生态净水药剂及制备方法是本发明人潜心研究的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效生态净水药剂及制备方法，其可以对高盐、高COD、高重金属有害物废水进行有效预处理，其以较少的成本达到很好的处理效果，保证了后续水处理工艺的安全运行。
为了实现上述目的，本发明提供一种生态净水药剂制备方法，其包括以下步骤：
一种生态净水药剂制备方法，其包括以下步骤：
(1)按比例称取硝酸铝AL(NO3)3.9H2O和硝酸镁Mg(NO3)2.6H2O，将硝酸铝AL(NO3)3.9H2O和硝酸镁Mg(NO3)2.6H2O溶于蒸馏水中配成混合盐溶液，使物质的量比Mg∶Al＝2∶1；
(2)将上述混合盐溶液与25％氨水先后滴入反应釜中，维持反应体系的pH值为9-10，剧烈搅拌；
(3)滴定完毕后，继续搅拌晶化，再经过滤、洗涤、烘干后得铝镁型层状双金属氧化物LDH产物；
(4)将步骤(3)的所述LDH产物经过煅烧，去除化合物中的碳酸根和结晶水，得层状双金属氧化物LDO产物；
(5)将步骤(4)的所述LDO产物和活性炭、聚铁、生石灰、聚丙烯酰胺PAM进行复配，即得生态净水药剂。
本发明生态净水药剂制备方法，其中所述步骤(2)中反应体系在反应釜中的温度保持在50℃-80℃。
本发明生态净水药剂制备方法，其中所述步骤(3)中的搅拌陈化时间为1-3H。
本发明生态净水药剂制备方法，其中所述步骤(4)中的煅烧温度为450℃-500℃，锻烧时间为1-3H。
本发明生态净水药剂制备方法，其中所述步骤(5)中的复配比例为LDO∶活性炭∶聚铁∶生石灰∶PAM＝0.9-1.1∶0.9-1.1∶1.9-2.1∶1.9-2.1∶0.1-0.15。
一种生态净水药剂，其由所述的生态净水药剂制备方法制得。
采用上述方案后，加入本发明生态净水药剂很少的情况下，与生石灰等药剂协同软化作用，能有效地去除水中的硬度、COD和重金属，可以解决废水零排放预处理的难题，出水能保证后续深度处理系统的水质要求，可以延长设备使用寿命，实现整个系统的零排放，创造经济效益，其以较少的成本达到很好的处理效果，保证了后续水处理工艺的安全运行。
附图说明
图1是本发明实施例1的生态净水药剂制备方法过程中的LDH(NH4OH)放大5000倍的电子显微镜下成像效果图；
图2是本发明实施例1的生态净水药剂制备方法过程中的LDH(NH4OH)放大10000倍的电子显微镜下成像效果图；
图3是本发明实施例1的生态净水药剂制备方法过程中的LDH(NaOH)放大5000倍的电子显微镜下成像效果图；
图4是本发明实施例1的生态净水药剂制备方法过程中的LDH(NaOH)放大10000倍的电子显微镜下成像效果图。
具体实施方式
实施例一：
本发明提供生态净水药剂制备方法，其包括以下步骤：
(1)按比例称取20克硝酸铝AL(NO3)3.9H2O和40克硝酸镁Mg(NO3)2.6H2O，并将硝酸铝AL(NO3)3.9H2O和硝酸镁Mg(NO3)2.6H2O溶于250克蒸馏水中配成混合盐溶液，使物质的量比Mg∶Al＝2∶1；
(2)将上述混合盐溶液滴入反应釜中，在60℃温度下缓慢滴入25％氨水，维持反应体系的pH值为9.5，温度保持60℃，剧烈搅拌；
(3)滴定完毕后，继续搅拌晶化2H，再经过滤、洗涤、烘干后得铝镁型层状双金属氧化物LDH产物∶LDH(NH4OH)(参考图1、图2所示LDH(NH4OH)放大5000倍、放大10000倍的电子显微镜下成像效果图)、LDH(NaOH)(参考图3、图4所示LDH(NaOH)放大5000倍、放大10000倍的电子显微镜下成像效果图)，说明生成物片状结构完整；
(4)将步骤(3)的层状双金属氧化物LDH产物进行马弗炉煅烧，煅烧温度为450℃，锻烧时间为3H，去除化合物中的碳酸根和结晶水，得层状双金属氧化物LDO产物；
(5)将步骤(4)得到的层状双金属氧化物LDO产物和活性炭、聚铁、生石灰、PAM进行复配，复配比例为LDO∶活性炭∶聚铁∶生石灰∶PAM＝1∶1∶2∶2∶0.1，即得生态净水药剂。
实施例二：
本发明提供生态净水药剂制备方法，其包括以下步骤：
(1)按比例称取10克硝酸铝AL(NO3)3.9H2O和20克硝酸镁Mg(NO3)2.6H2O，并将硝酸铝AL(NO3)3.9H2O和硝酸镁Mg(NO3)2.6H2O溶于125克蒸馏水中配成混合盐溶液，使物质的量比Mg∶Al＝2∶1；
(2)将上述混合盐溶液滴入反应釜中，在60℃温度下缓慢滴入25％氨水，维持反应体系的pH值为9.5，温度保持60℃，剧烈搅拌；
(3)滴定完毕后，继续搅拌晶化2H，再经过滤、洗涤、烘干后得层状双金属氧化物LDH产物∶LDH(NH4OH)、LDH(NaOH)；
(4)将步骤(3)得到的层状双金属氧化物LDH产物进行马弗炉煅烧，煅烧温度为500℃，锻烧时间为2.5H，去除化合物中的碳酸根和结晶水，得层状双金属氧化物LDO产物；
(5)将步骤(4)得到的层状双金属氧化物LDO产物和活性炭、聚铁、生石灰、PAM进行复配，复配比例为LDO∶活性炭∶聚铁∶生石灰∶PAM＝1∶1∶2∶2∶0.1，即得生态净水药剂。
实施例三：
本发明提供生态净水药剂制备方法，其包括以下步骤：
(1)按比例称取15克硝酸铝AL(NO3)3.9H2O和30克硝酸镁Mg(NO3)2.6H2O，并将硝酸铝AL(NO3)3.9H2O和硝酸镁Mg(NO3)2.6H2O溶于190克蒸馏水中配成混合盐溶液，使物质的量比Mg∶Al＝2∶1；
(2)将上述混合盐溶液滴入反应釜中，在60℃温度下缓慢滴入25％氨水，维持反应体系的pH值为9.5，温度保持60℃，剧烈搅拌；
(3)滴定完毕后，继续搅拌晶化2H，再经过滤、洗涤、烘干后得层状双金属氧化物LDH产物∶LDH(NH4OH)、LDH(NaOH)；
(4)将步骤(3)的层状双金属氧化物LDH产物进行马弗炉煅烧，煅烧温度为550℃，锻烧时间为2H，去除化合物中的碳酸根和结晶水，得层状双金属氧化物LDO产物；
(5)将步骤(4)得到的层状双金属氧化物LDO产物和活性炭、聚铁、生石灰、PAM进行复配，复配比例为LDO∶活性炭∶聚铁∶生石灰∶PAM＝1∶1∶2∶2∶0.1，即得生态净水药剂。
实验结果表明，当温度为450℃时，LDH层间阴离子开始失去。层状双氢氧化物的特征峰消失，层状结构破坏，形成Mg-Al双金属氧化物。随着焙烧温度的升高，氧化物峰越来越高，氧化物峰越来越强，当温度达到550℃时开始形成少量的MgAl2O4型尖晶石。当温度为500℃时，比表面积达到最大值126m2/g，此时LDO生成物为最佳。产品以对苯酚的吸附率，测定LDO在水中的重金属、COD及阴离子的吸附效果。
Figure BDA0002689592230000031
Figure BDA0002689592230000041
本发明生态净水药剂使用时采用粉末投加。
在实践中证明，LDO生态净水药剂在脱硫废水中的使用，软化去除悬浮物及硫酸钙的投加量为0.5g/L。原水经过药剂处理，能在10S内迅速的形成大片矾花，迅速的形成沉淀。
在实践中证明，LDO生态净水药剂在垃圾渗滤液废水预处理中的使用，软化处理生化产水中的硬度、悬浮物及COD的投加量为5g/L，生化产水经过药剂处理后，原水硬度小于100mg/L，COD去除率50％，保证后期膜深度处理工艺的安全运行，减少膜清洗和更换次数，创造经济效益。
本发明的LDO生态净水药剂的研发充分考虑到高盐、高COD、高重金属有害物的废水预处理的难题，利用化学合成无机矿物质层状双金属氧化物，再经过特殊温度的高温煅烧，形成具备特殊空间结构的LDO，此物质具备空间记忆功能，在水中与水发生化学反应，为了恢复原有的空间结构，需要吸附水中的阴离子碳酸根、碳酸氢根、硫酸根等，使物质周围产生强碱反应，进行软化反应，络合水中的重金属元素，减少水质硬度。同时促进水中的絮凝沉淀反应。
以上对本发明的实施例进行的详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实例，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种生态净水药剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按比例称取硝酸铝AL(NO3)3.9H2O和硝酸镁Mg(NO3)2.6H2O，将硝酸铝AL(NO3)3.9H2O和硝酸镁Mg(NO3)2.6H2O溶于蒸馏水中配成混合盐溶液，使物质的量比Mg∶Al＝2∶1；
(2)将上述混合盐溶液与25％氨水先后滴入反应釜中，维持反应体系的pH值为9-10，剧烈搅拌；
(3)滴定完毕后，继续搅拌晶化，再经过滤、洗涤、烘干后得铝镁型层状双金属氧化物LDH产物；
(4)将步骤(3)的所述LDH产物经过煅烧，去除化合物中的碳酸根和结晶水，得层状双金属氧化物LDO产物；
(5)将步骤(4)的所述LDO产物和活性炭、聚铁、生石灰、聚丙烯酰胺PAM进行复配，即得生态净水药剂。
2.根据权利要求1所述的生态净水药剂制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中反应体系在反应釜中的温度保持在50℃-80℃。
3.根据权利要求1所述的生态净水药剂制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的搅拌陈化时间为1-3H。
4.根据权利要求1所述的生态净水药剂制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的煅烧温度为450℃-500℃，锻烧时间为1-3H。
5.根据权利要求1所述的生态净水药剂制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的复配比例为LDO∶活性炭∶聚铁∶生石灰∶PAM＝0.9-1.1∶0.9-1.1∶1.9-2.1∶1.9-2.1∶0.1-0.15。
6.一种生态净水药剂，其特征在于，由权利要求1-5任一项所述的生态净水药剂制备方法制得。
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