CN113354199A - 一种废水处理剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种废水处理剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于废水处理技术领域，公开了一种废水处理剂及其制备方法和应用。该废水处理剂，包括改性膨润土、纤维素和复合菌；该改性膨润土为乙二胺基改性膨润土；该复合菌包括醋酸菌、酵母菌和乳酸菌。(1)本发明提供的废水处理剂以乙二胺基改性膨润土复配复合菌和纤维素使用，乙二胺基改性膨润土通过引入乙二胺基功能基团，增加吸附位点；利用纤维素的强吸水性，使废水处理剂吸水膨胀，形成网状结构，将复合菌和改性膨润土容纳其中，三者有机配合，能够有效降低工业废水中的金属离子和有机物，且处理成本低。本发明提供的废水处理剂的原料易得，成本低，制备方法简单。

Description

一种废水处理剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种废水处理剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着制造工业的迅猛发展，特别是冶金、化工、电子等工业的快速发展，大量含铅、镉、汞、铬、砷、铜、锌、镍等重金属离子，以及有机物的工业废水需要处理。工业废水若处理不当或未经处理直接排放，将会严重威胁城市及周边水体环境，从而危及到人类及其他各类生物的正常生活和生存。
目前对工业废水的处理方法主要包括：物理法、化学法和生物法。单一的处理方法，其效率低，往往不能达到理想的效果。而多重技术组合使用存在处理费用高，不利于大规模推广。
膨润土产量大，价格低，是理想的废水处理剂原料，且经改性后膨润土的处理效果能够得到提升。但目前对膨润土改性的方法较少，方法复杂；且通常多是研究改性膨润土对重金属的吸附能力，对有机物的吸附、处理效果仍然不佳。针对工业废水，其不仅还有大量的金属离子，还含有有机物等，传统改性膨润土就不能发挥良好作用。
因为，亟需提供一种含膨润土的废水处理剂，能够同时处理含有金属离子和有机物的工业废水，且处理成本低。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种废水处理剂，能够同时处理含有金属离子和有机物(如含苯有机物)的工业废水，且处理成本低。
本发明第一方面提供了一种废水处理剂。
具体的，所述废水处理剂包括复合菌、纤维素和改性膨润土；所述改性膨润土为乙二胺基改性膨润土。
乙二胺基改性膨润土，随着乙二胺基功能基团的引入和吸附位点的增加，结合膨润土本身所具有的巨大表面积，能够显著提高吸附重金属离子和有机物杂质的能力。
优选的，所述复合菌包括醋酸菌、酵母菌和乳酸菌。进一步优选的，所述复合菌由醋酸菌、酵母菌和乳酸菌组成。由醋酸菌、酵母菌和乳酸菌形成的共生菌落，附着在改性膨润土表面，通过相互间的合作与竞争关系产生活性成分，能够很好地处理水体中、吸附于改性膨润土表面的有机物、氨氮等，降低废水中的COD(化学需氧量)。
优选的，在所述复合菌中，所述醋酸菌、酵母菌和乳酸菌的数量比为(1-3)：(1-3):(0.1-0.5)。
优选的，每克所述废水处理中含有不低于0.5亿个活性菌；进一步优选的，每克所述废水处理中含有不低于1亿个活性菌。
优选的，按重量份计，所述废水处理剂包括：改性膨润土10-60份，纤维素5-30份，复合菌0.1-1份。进一步优选的，按重量份计，所述废水处理剂包括：改性膨润土20-40份，纤维素5-15份，复合菌0.1-1份。
优选的，所述废水处理剂还包括单宁。以金属离子作为中心离子，单宁作为多基配位体能与大多重金属离子反应，生成稳定的、具有环状结构的螯合物，除部分溶解性螯合物外，大多数都能形成絮状沉淀物。加入单宁，能与改性膨润土、复合菌起到协同作用，絮凝的同时增强吸附、分解的作用。
优选的，所述废水处理剂还包括茶叶渣。茶叶渣有利于复合菌前期的快速生长繁殖，在放置过程中，利于微生物快速到达对数期。且复合菌利用茶叶渣中营养物质，能生成有利于废水降解的活性成分。
进一步优选的，所述单宁为1-20份；更优选的，所述单宁为5-15份。
进一步优选的，所述茶叶渣为5-30份；更优选的，所述茶叶渣为10-30份。
本发明第二方面提供了一种废水处理剂的制备方法。
具体的，所述废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
将所述改性膨润土、纤维素和复合菌混合，制得所述废水处理剂；
所述改性膨润土的制备方法为：向膨润土中加入溶剂，一次加热，加入乙二胺溶液，二次加热，制得所述改性膨润土。
优选的，所述制备方法为：取复合菌和纤维素，混合，放置，再加入改性膨润土，混合，制得所述废水处理剂。
优选的，当含有茶叶渣时，在将所述复合菌和纤所述纤维素混合时还加入茶叶渣。
优选的，所述放置的时间为6-24h；进一步优选的，所述放置的时间为12-24h。
优选的，所述改性膨润土的制备方法为：向膨润土中加入溶剂，一次加热，加入乙二胺溶液，二次加热，制得所述改性膨润土。
优选的，在所述改性膨润土的制备方法中，所述溶剂为水或乙醇。
优选的，在所述改性膨润土的制备方法中，所述乙二胺溶液为饱和的乙二胺水溶液。
优选的，在所述改性膨润土的制备方法中，所述膨润土与所述乙二胺溶液的质量比为(1-2)：(1-2)。
优选的，在所述改性膨润土的制备方法中，所述一次加热的温度为35-60℃，所述一次加热的时间为10-60min。
优选的，在所述改性膨润土的制备方法中，所述二次加热的温度为70-90℃，所述二次加热的时间为0.5-3h。
本发明第三方面提供了一种废水处理剂的应用。
具体的，所述废水处理剂在处理工业废水中的应用。如冶金、化工、电子等工业废水，其含大量重金属，以及有机物。
优选的，所述工业废水为造纸厂废水或电路板制造厂废水。
本发明第四方面提供了一种废水处理剂的使用方法。
具体的，向废水中加入所述废水处理剂，放置，然后调节所述废水的pH为碱性，搅拌，废水达标后排放。
优选的，所述废水处理剂的加入量为0.5-3g/L；进一步优选的，所述废水处理剂的加入量为1-3g/L。
优选的，所述放置的时间为1-7天；进一步优选的，所述放置的时间为2-5天。
优选的，调节所述废水的pH为7.5-9；优选的，调节所述废水的pH为7.5-8.5。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)本发明提供的废水处理剂以乙二胺基改性膨润土复配复合菌和纤维素使用，乙二胺基改性膨润土通过引入乙二胺基功能基团，增加吸附位点；利用纤维素的强吸水性，使废水处理剂吸水膨胀，形成网状结构，将复合菌和改性膨润土容纳其中，三者有机配合，能够有效降低工业废水中的金属离子和有机物，且处理成本低。
(2)本发明提供的废水处理剂的原料易得，成本低，制备方法简单。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
实施例1
一种废水处理剂，包括以下组分：
Figure BDA0003108925140000041
一种废水处理剂的制备方法包括以下步骤：
(1)改性膨润土的制备方法为：将25份膨润土中加入水，于45℃下加热30min，加入20份乙二胺饱和水溶液，于80℃下加热2h，干燥，制得改性膨润土。
(2)按上述配方称量各组分，然后取复合菌、茶叶渣和纤维素，先混合，放置15h，再加入改性膨润土，充分混合，制得废水处理剂。
实施例2
一种废水处理剂，包括以下组分：
Figure BDA0003108925140000042
一种废水处理剂的制备方法包括以下步骤：
(1)改性膨润土的制备方法为：将25份膨润土中加入水，于45℃下加热30min，加入20份乙二胺饱和水溶液，于80℃下加热2h，干燥，制得改性膨润土。
(2)按上述配方称量各组分，然后取复合菌、茶叶渣和纤维素，先混合，放置15h，再加入改性膨润土，充分混合，制得废水处理剂。
实施例3
一种废水处理剂，包括以下组分：
Figure BDA0003108925140000051
一种废水处理剂的制备方法包括以下步骤：
(1)改性膨润土的制备方法为：将25份膨润土中加入水，于45℃下加热30min，加入20份乙二胺饱和水溶液，于80℃下加热2h，干燥，制得改性膨润土。
(2)按上述配方称量各组分，然后取复合菌、茶叶渣和纤维素，先混合，放置15h，再加入改性膨润土，充分混合，制得废水处理剂。
实施例4
一种废水处理剂，包括以下组分：
Figure BDA0003108925140000052
一种废水处理剂的制备方法包括以下步骤：
(1)改性膨润土的制备方法为：将25份膨润土中加入水，于45℃下加热30min，加入20份乙二胺饱和水溶液，于80℃下加热2h，干燥，制得改性膨润土。
(2)按上述配方称量各组分，然后取复合菌、茶叶渣和纤维素，先混合，放置15h，再加入改性膨润土，充分混合，制得废水处理剂。
实施例5
Figure BDA0003108925140000061
一种废水处理剂的制备方法包括以下步骤：
(1)改性膨润土的制备方法为：将25份膨润土中加入水，于45℃下加热30min，加入20份乙二胺饱和水溶液，于80℃下加热2h，干燥，制得改性膨润土。
(2)按上述配方称量各组分，然后取复合菌、茶叶渣和纤维素，先混合，放置15h，再加入改性膨润土，充分混合，制得废水处理剂。
实施例6
一种废水处理剂，包括以下组分：
Figure BDA0003108925140000062
一种废水处理剂的制备方法包括以下步骤：
(1)改性膨润土的制备方法为：将25份膨润土中加入水，于45℃下加热30min，加入20份乙二胺饱和水溶液，于80℃下加热2h，干燥，制得改性膨润土。
(2)按上述配方称量各组分，然后取复合菌和纤维素，先混合，放置15h，再加入改性膨润土，充分混合，制得废水处理剂。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，采用尿素对膨润土进行改性，具体改性方法为：将25份膨润土中加入水，于45℃下加热30min，加入20份尿素饱和水溶液，于80℃下加热2h，干燥，制得改性膨润土。废水处理剂的其余组分和制备方法同实施例1。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于，采用等量普通未改性膨润土代替改性膨润土。废水处理剂的其余组分和制备方法同实施例1。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于，采用7份乙二胺基改性膨润土和8份单宁替代纤维素。废水处理剂的其余组分和制备方法同实施例1。
对比例4
对比例4与实施例1的区别在于，不添加复合菌。废水处理剂的其余组分和制备方法同实施例1。
产品效果测试
采用实施例1-6和对比例1-4制得的废水处理剂对以下工业废水进行处理：
(1)配制模拟工业废水1，模拟工业废水1中含Cd2+、Pb2+、Ni2+、Fe2+、Cu2+，以及苯、甲苯。
(2)配制模拟工业废水2，模拟工业废水1中含Cr3+、Pb2+、Zn2+，以及氨氮、磷酸钾。
处理步骤为：向废水中加入废水处理剂3g/L，混合均匀，放置2天，然后调节废水的pH为7.5，搅拌，检测废水中的指标，达标后排放。
处理结果见表1-2。
表1模拟工业废水1的处理情况
Figure BDA0003108925140000071
Figure BDA0003108925140000081
表2模拟工业废水2的处理情况
Figure BDA0003108925140000082
由表1和表2可知，本发明提供的废水处理剂多重金属、氨氮、磷酸盐，以及有机物均有良好的处理效果。且其效果明显优于对比例。

Claims (10)

1.一种废水处理剂，其特征在于，包括改性膨润土、纤维素和复合菌；所述改性膨润土为乙二胺基改性膨润土；所述复合菌包括醋酸菌、酵母菌和乳酸菌。
2.根据权利要求1所述的废水处理剂，其特征在于，在所述复合菌中，所述醋酸菌、酵母菌和乳酸菌的数量比为(1-3)：(1-3):(0.1-0.5)。
3.根据权利要求2所述的废水处理剂，其特征在于，按重量份计，所述废水处理剂包括：改性膨润土10-60份，纤维素5-30份，复合菌0.1-1份。
4.根据权利要求1或2所述的废水处理剂，其特征在于，所述废水处理剂还包括茶叶渣。
5.根据权利要求1或2所述的废水处理剂，其特征在于，所述废水处理剂还包括单宁。
6.权利要求1-5中任一项所述的废水处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述改性膨润土、纤维素和复合菌混合，制得所述废水处理剂；
所述改性膨润土的制备方法为：向膨润土中加入溶剂，一次加热，加入乙二胺溶液，二次加热，制得所述改性膨润土。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述改性膨润土的制备方法中，所述乙二胺溶液为饱和的乙二胺水溶液。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述改性膨润土的制备方法中，所述膨润土与所述乙二胺溶液的质量比为(1-2)：(1-2)。
9.权利要求1-5中任一项所述的废水处理剂在处理工业废水中的应用。
10.权利要求1-5中任一项所述的废水处理剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
向废水中加入所述废水处理剂，放置，然后调节所述废水的pH为碱性，搅拌，废水达标后排放。
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