CN113636631A - 一种复合型水质凝集净化剂及其制备方法 - Google Patents

一种复合型水质凝集净化剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113636631A
CN113636631A CN202110985329.8A CN202110985329A CN113636631A CN 113636631 A CN113636631 A CN 113636631A CN 202110985329 A CN202110985329 A CN 202110985329A CN 113636631 A CN113636631 A CN 113636631A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
water quality
agglutination
composite water
purifying agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110985329.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113636631B (zh
Inventor
陈颖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tangshan Jieda Environmental Protection Technology Co ltd
Original Assignee
Tangshan Jieda Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tangshan Jieda Environmental Protection Technology Co ltd filed Critical Tangshan Jieda Environmental Protection Technology Co ltd
Priority to CN202110985329.8A priority Critical patent/CN113636631B/zh
Publication of CN113636631A publication Critical patent/CN113636631A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113636631B publication Critical patent/CN113636631B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56—Macromolecular compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

本申请涉及污水治理领域，具体公开了一种复合型水质凝集净化剂及其制备方法。复合型水质凝集净化剂包括以下重量份的组分：煅烧硅土550‑600份、稀土瓷砂30‑70份、白云母20‑65份、聚铝90‑120份、蛇纹石15‑50份、聚丙烯酰胺15‑45份；其制备方法为：将白云母和蛇纹石、稀土瓷砂分别破碎后，混合，加入重量为白云母、蛇纹石和稀土瓷砂总重10‑15%的水，球磨、烘干、过筛，加入煅烧硅土、聚丙烯酰胺和聚铝，混合均匀。本申请的复合型水质凝集净化剂具有不受水温影响，炎热地区和严寒地区均适用，且适用水质范围广，对COD、TN、TP等去除率高，对藻类具有即时和长效去除效果的优点。

Description

一种复合型水质凝集净化剂及其制备方法
技术领域
本申请涉及污水治理技术领域，更具体地说，它涉及一种复合型水质凝集净化剂及其制备方法。
背景技术
近年来，随着我国人口数量的不断增加以及工农业生产的迅速发展，需水量迅速增加，同时水污染也越来越严重。水污染是当今世界污染最严重、危害最大的污染之一，而污水处理过程中，混凝和絮凝工艺是不可缺少的重要单元，水处理絮凝剂的品种数量繁多，目前我国处理工业废水的絮凝剂主要分为三类：有机高分子絮凝剂、无机絮凝剂和微生物絮凝剂。
而使用最广泛的是无机絮凝剂，无机絮凝剂在水中离解形成离子，其电荷密度越大，离子体积越小，絮凝效果越好，因此，无机絮凝剂中只有正三价的铝、铁等离子具有絮凝作用，而一价或二价的钠、镁、钙等离子则基本没有絮凝作用。铝盐絮凝剂有聚合氯化铝(PAC)、聚硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)等,铁盐絮凝剂有聚合磷酸铁(PFP)、PFC(聚合氯化铁)、聚合硫酸铁(PFS)等，但铝盐和铁盐絮凝剂对水温、pH值、高油、高盐、高乳化物、高色度等具有一定的要求的限制，例如水温较低时，絮凝剂的水解速度慢且不完全，即使增加絮凝剂的投入量，创造良好的反应条件也不能弥补水温降低对混凝效果的影响；而pH值的影响是因为铝盐水解后生成的是具有两性的氢氧化铝，在酸性和碱性条件下，氢氧化铝均易溶于水，此时铝盐在水中以大量的铝离子形式存在，由于铝离子没有吸附架桥作用，不能使水中杂质粘结在一起，因此混凝效果不好。
针对上述中的相关技术，发明人认为亟待研发一种适用于各地气候和各种难絮成体的污废水的水质净化剂。
发明内容
为了使絮凝剂适用水质范围广、效率高，不受水温、pH值等影响，本申请提供一种复合型水质凝集净化剂及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种复合型水质凝集净化剂，采用如下的技术方案：
一种复合型水质凝集净化剂，包括以下重量份的组分：
煅烧硅土550-600份；
稀土瓷砂30-70份；
白云母20-65份；
聚铝90-120份；
蛇纹石15-50份；
聚丙烯酰胺15-45份。
通过采用上述技术方案，因为硅土的主要成分是二氧化硅，其次是三氧化二铝、三氧化二铁和挥发分等，采用煅烧后的硅土作为净化剂，煅烧后，硅土的结合水含量减少，活性点增加，结构发生变化，并且产生聚硅酸铝，聚硅酸铝具有吸附架桥作用，絮凝效果好，且处理后水中残余铝量低，絮凝物的密度高，沉降迅速；稀土瓷砂具有机械强度高、耐磨损、多微孔、吸附面积大、截污能力强，相互之间以点接触，具有均匀的孔隙率，使用方便，不易堵塞，对含有悬浮胶质的污水处理效果好。
蛇纹石与煅烧硅土、稀土瓷砂对水中组成物之间存在较强静电作用，能使水中污染物产生絮凝，生成粒度较大的絮团，加快污染物颗粒的沉降速度。
聚丙烯酰胺不能产生对有机物质具有吸附作用的水解产物，其对有机物的去除仅因提高固液分离效果得以提高，而无机混凝剂中负电荷其电中和作用，使胶体脱稳，去除了大的悬浮粒子，而聚丙烯酰胺能使被中和的胶体颗粒以及很细微的胶粒迅速吸附和桥联，从而使絮凝和沉降效果增大，因此使用聚丙烯酰胺与蛇纹石、聚铝、煅烧硅土等相互配合，提高絮凝和混凝效果。
当净化剂投入到污水中后，因为聚丙烯酰胺为非离子型高分子聚合物，能通过长碳链上的活性基团吸附在蛇纹石微粒颗粒表面，当白云母、煅烧硅土、稀土瓷砂接触到聚丙烯酰胺的分子的外伸部分，就会发生同样的附着，可见借助聚丙烯酰胺的架桥作用，煅烧硅土、蛇纹石和稀土瓷砂等能彼此凝聚起来，使沉降速度增大，颗粒表观密度增大，集混凝和助凝为一体，不受水温和pH值的影响，能高效去除各种污水中的污染物。
优选的，所述复合型水质凝集净化剂包括以下重量份的组分：
煅烧硅土560-590份；
稀土瓷砂40-60份；
白云母30-50份；
聚铝100-110份；
蛇纹石35-45份；
聚丙烯酰胺20-40份。
通过采用上述技术方案，进一步精确净化剂中多种组分的含量，使制成的净化剂对不同污废水的净化效果更好。
优选的，所述复合型水质凝集净化剂包括以下重量份的组分：
煅烧硅土580份；
稀土瓷砂35份；
白云母30份；
聚铝110份；
蛇纹石45份；
聚丙烯酰胺20份。
通过采用上述技术方案，进一步精确净化剂中多种组分的含量，使制成的净化剂对不同污废水的净化效果更好。
优选的，所述煅烧硅土的制备方法是：将硅土置于800-1000℃下煅烧5-6h。
通过采用上述技术方案，焙烧温度是硅土活化的关键，焙烧温度低，脱水太少，硅土的活性差，焙烧温度过高，硅土发生重结晶，活性下降。
优选的，所述硅土煅烧前，与浓度为0.1-0.2moL/L的硝酸银溶液室温搅拌均匀，然后真空避光浸渍。
通过采用上述技术方案，硅土表面覆盖有大量的羟基，使其表面带有负电荷，对银离子具有较好的吸附效果，银离子能与浸渍在硝酸银溶液中硅土表面的金属阳离子进行离子交换，从而使银离子负载在硅土上，经烧结后，硅土表面存在大量分布均匀的孔隙，且硝酸银加热分解形成银单质，从而负载在硅土上，银在硅土表面缓慢释放，从而使硅土具有长效的抗菌能力，因此能改善净化剂对藻类的清除效果。
优选的，所述煅烧硅土的粒径为200-400目。
通过采用上述技术方案，粒径为200-400目的煅烧硅土悬浮于水相的颗粒数量大，提高了颗粒之间的碰撞几率，使自然絮凝作用加强。
优选的，所述复合型水质凝集净化剂的投入量为10-300g/m3。
通过采用上述技术方案，在相同时间内，絮凝率随着投入量的增大而增加，但投入量过大时，易产生胶体粒子吸附过多的带反向电荷的离子，使原来的电荷变号，排斥力变大，发生了再稳现象，使得絮凝率下降。
优选的，所述复合型水质凝集净化剂中还包括20-40重量份改性淀粉和15-25重量份纳米氧化锌。
通过采用上述技术方案，因絮凝剂用于去除藻类时，与藻类形成的藻华絮体较为疏松，沉降性较差，且藻类具有趋光性，易上浮，从而易使藻华与絮凝剂所形成的藻华絮体的稳定性下降，藻类易从藻华絮体中分离，重新上浮至水体表面，使絮凝剂的絮凝效果受到影响；纳米氧化锌能提高藻华絮体的密实度，使藻华絮体更容易沉降，改性淀粉能提高絮凝剂的包覆性能，增大藻华与絮凝剂的粘附性，提高藻华絮体的稳定性，使藻华不易从藻华絮体中分离并重新返回水体表面，从而彻底去除藻华，延长絮凝剂的长效性。
优选的，所述改性淀粉的制备方法如下：
(1)将8-10重量份淀粉与1.5-2重量份氧化剂混合，混合均匀后，在微波作用下，于60-75℃下加热3-7min，调节pH值至8-10，加入1-1.5重量份羧甲基纤维素和0.1-0.3重量份四硼酸钠，搅拌均匀后消泡；
(2)将1.1-1.5重量份钠基膨润土与2-3重量份蒸馏水混合制成悬浮液，加热至80-90℃后加入0.5-1重量份丙三醇，保温搅拌30-40min，再加入2.5-3重量份PVA，保温搅拌1-2h，离心、干燥、研磨；
(3)将步骤(1)所得物与步骤(2)所得物混合，加入0.5-1重量份引发剂和5-7重量份蒸馏水，升温至45-60℃，保温搅拌3-4h，在50-60℃下干燥。
通过采用上述技术方案，首先氧化剂与淀粉混合，淀粉被氧化，然后与羧甲基纤维素和四硼酸钠进行交联，增加淀粉的粘性，然后在用丙三醇插入钠基膨润土的层间，使钠基膨润土的结构疏松，最后用引发剂将淀粉和掺入钠基膨润土中的聚乙烯醇进行接枝共聚，增大淀粉的吸水率，从而使改性淀粉与水体接触后，能快速沉降。
淀粉经氧化后，分子中的部分苷键断裂的同时，部分羟基被氧化成羧基，羧基的氢键结合力虽然不如羟基，但羧基具有更好的亲水性，更加有利于淀粉在水体中的分散，扩大了淀粉与藻类的接触面，且粘结强度增大，从而提高絮凝效果；被氧化后的淀粉与羧甲基纤维素和四硼酸钠混合，因羧甲基纤维素本身存在分子内和分子间氢键作用，具有较大的粘性，而四硼酸钠作为络合剂，起到增加粘度的作用，另外调节pH至碱性，四硼酸钠能构建骨架，与羧甲基纤维和淀粉上的孤对电子结合，发生相互交联，形成交联网络，增加淀粉的粘结效果。
因丙三醇是小分子，比PVA更易进入钠基膨润土的片层间，从而使钠基膨润土结构疏松，吸水率较高，然后再用聚乙烯醇插层，钠基膨润土经插层后并未剥离成单个晶片，在将淀粉与钠基膨润土、引发剂等混合时，淀粉无法插入钠基膨润土层间，使得钠基膨润土的吸水率较高，引发剂能在淀粉上产生初级自由基，引发插入钠基膨润土中的聚乙烯醇接枝共聚，使其以一定聚合度接枝到淀粉分子链上，使淀粉的吸水率和粘性增大，从而增大净化剂与藻华的粘附力，使藻华絮体能快速沉降，防止藻华从藻华絮体中分离，重新上浮至水体表面。
第二方面，本申请提供一种复合型水质凝集净化剂的制备方法，采用如下的技术方案：一种复合型水质凝集净化剂的制备方法，包括以下步骤：
将白云母和蛇纹石、稀土瓷砂分别破碎后，混合，加入重量为白云母、蛇纹石和稀土瓷砂总重10-15％的水，球磨、烘干、过筛，加入煅烧硅土、聚丙烯酰胺和聚铝，混合均匀，制得复合型水质凝集净化剂。
通过采用上述技术方案，将白云母、蛇纹石和稀土瓷砂混合，用水研磨，降低粒径，烘干后与聚丙烯酰胺等组分混合均匀，制成的净化剂不受水温影响，能高效的去除各类污废水中的有机污染物，既适用于炎热地区，也适用于严寒地区。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用煅硅土、聚铝、聚丙烯酰胺、蛇纹石等组分制备净化剂，聚丙烯酰胺与蛇纹石、煅烧硅土等组分配合，能有效使污染物絮凝并沉降，组分中96％为无机化合物，来源广、价格低、无毒、无害、无味，无二次污染，反应时间短、沉淀速度快，不受水温和pH值的影响，对高浊度、高盐、高油、高悬浮物的污水中COD、TN、TP的去除率达到90％以上，效果显著，对海水也能有效进行絮凝和净化。
2、本申请中优选采用硝酸银溶液在硅土在煅烧前，对其进行浸渍，由于硅土表面存在金属阳离子和羟基，银离子在羟基的吸附和阳离子的交换作用下，以银单质的形式负载在硅土上，从而缓慢释放，增强净化剂的即时和长效除藻效果。
3、本申请中优选向絮凝剂中掺入改性淀粉和纳米氧化锌，纳米氧化锌颗粒小，能增大藻华絮体的密实度，提高沉降速度，而改性淀粉的粘度大，能增加藻华与絮凝剂的粘结紧密度，防止藻华从藻华絮体中脱离并重新上浮至水体表面，从而增加藻华絮体的稳定性，改善絮凝剂对藻华的长效处理效果。
4、本申请中优选采用氧化淀粉与羧甲基纤维素、四硼酸钠反应，改善淀粉的粘聚性；然后用丙三醇和聚乙烯醇对钠基膨润土进行插层，增大钠基膨润土的疏松性，改善其吸水率，最后将淀粉和钠基膨润土在引发剂的作用下混合，引发剂使插入钠基膨润土层间的聚乙烯醇与淀粉发生接枝共聚，从而将聚乙烯醇接枝到淀粉分子链上，从而使淀粉的吸水率和粘结性增大，进而增大净化剂与藻华的粘附力，使藻华絮体快速沉降，且藻华不易与藻华絮体分离，提高净化剂的长效净藻效果。
具体实施方式
改性淀粉的制备例
制备例1-7中淀粉为玉米淀粉，选自苏州吴亿化工科技有限公司，货号为014；羧甲基纤维素选自江苏大尧化工材料有限公司，型号为CMC；钠基膨润土选自石家庄韵石新型建材有限公司，货号为325；PVA选自启华化工，型号为PVA088-50。
制备例1：(1)将8Kg淀粉与1.5Kg氧化剂混合，混合均匀后，在400W的微波作用下，于60℃下加热7min，调节pH值至8，加入1Kg羧甲基纤维素和0.1Kg四硼酸钠，搅拌均匀后消泡，氧化剂为重量百分比浓度为1％的高锰酸钾；
(2)将1.1Kg钠基膨润土与2Kg蒸馏水混合制成悬浮液，加热至80℃后加入0.5Kg丙三醇，保温搅拌30min，再加入2.5KgPVA，保温搅拌1h，离心、干燥、研磨；
(3)将步骤(1)所得物与步骤(2)所得物混合，加入0.5Kg引发剂和5Kg蒸馏水，升温至45℃，保温搅拌4h，在50℃下干燥，引发剂为过硫酸铵。
制备例2：(1)将10Kg淀粉与2Kg氧化剂混合，混合均匀后，在400W的微波作用下，于75℃下加热3min，调节pH值至10，加入1.5Kg羧甲基纤维素和0.3Kg四硼酸钠，搅拌均匀后消泡，氧化剂为重量百分比浓度为30％的双氧水；
(2)将1.5Kg钠基膨润土与3Kg蒸馏水混合制成悬浮液，加热至90℃后加入1Kg丙三醇，保温搅拌40min，再加入3KgPVA，保温搅拌2h，离心、干燥、研磨；
(3)将步骤(1)所得物与步骤(2)所得物混合，加入1Kg引发剂和7Kg蒸馏水，升温至60℃，保温搅拌3h，在60℃下干燥，引发剂为过硫酸铵。
制备例3：与制备例1的区别在于，步骤(3)中未添加步骤(2)所得物。
制备例4：与制备例1的区别在于，步骤(2)中先加入2.5KgPVA，保温搅拌2h，再加入0.5Kg丙三醇，保温搅拌30min。
对比例5：与制备例1的区别在于，步骤(1)中未添加羧甲基纤维素。
制备例6：与制备例1的区别在于，步骤(1)中未将淀粉进行氧化。
制备例7：与制备例1的区别在于，步骤(3)中使用等量未进行任何处理的淀粉替代步骤(1)所得物。
实施例
实施例中阳离子改性淀粉选自广东弘欣生物科技有限公司，型号为YL17；纳米氧化锌的平均粒径为10-30nm。
实施例1：一种复合型水质凝集净化剂，其原料配比如表1所示，该复合型水质凝集净化剂的制备方法，包括以下步骤：
将白云母、蛇纹石和稀土瓷砂分别破碎后，混合，加入重量为白云母、蛇纹石和稀土瓷砂总重10％的水，球磨、烘干、过200目筛，加入煅烧硅土、聚丙烯酰胺和聚铝，混合均匀，制得复合型水质凝集净化剂，煅烧硅藻土的粒径为200目,其由硅土在1000℃下煅烧6h制得。
表1实施例1-6中复合型水质凝集净化剂的原料配比
Figure BDA0003230476010000071
实施例2-6：一种复合型水质凝集净化剂，与实施例1的区别在于，原料配比如表1所示。
实施例7：一种复合型水质凝集净化剂，与实施例1的区别在于，硅土在煅烧前，与浓度为0.2moL/L的硝酸银溶液室温下搅拌1h，然后真空避光浸渍30min，硅土和硝酸银溶液的质量比为1:2。
实施例8：一种复合型水质凝集净化剂，与实施例1的区别在于，硅土在煅烧前，与浓度为0.1moL/L的硝酸银溶液室温下搅拌2h，然后真空避光浸渍40min，硅土和硝酸银溶液的质量比为1:2。
实施例9：一种复合型水质凝集净化剂，与实施例7的区别在于，制备方法如下：将白云母、蛇纹石和稀土瓷砂分别破碎后，混合，加入重量为白云母、蛇纹石和稀土瓷砂总重10％的水，球磨、烘干、过200目筛，加入煅烧硅土、聚丙烯酰胺和、聚铝和20Kg改性淀粉和15Kg纳米氧化锌，混合均匀，制得复合型水质凝集净化剂，改性淀粉由制备例1制成。
实施例10：一种复合型水质凝集净化剂，与实施例9的区别在于，改性淀粉的添加量为40Kg，纳米氧化锌的添加量为25Kg，改性淀粉由制备例2制成。
实施例11：一种复合型水质凝集净化剂，与实施例9的区别在于，改性淀粉的来源如表2所示。
表2实施例9-16中改性淀粉的来源
Figure BDA0003230476010000072
Figure BDA0003230476010000081
对比例
对比例1：一种复合型水质凝集净化剂，与实施例1的区别在于，未添加聚丙烯酰胺。
对比例2：一种复合型水质凝集净化剂，与实施例1的区别在于，未添加聚铝。
对比例3：一种复合型水质凝集净化剂，与实施例1的区别在于，未添加聚丙烯酰胺和聚铝。
对比例4：一种复合型水质凝集净化剂，与实施例1的区别在于，未添加蛇纹石。
对比例5：一种复合型水质凝集净化剂，与实施例1的区别在于，未添加蛇纹石和聚丙烯酰胺。
对比例6：一种复合型水质凝集净化剂，与实施例1的区别在于，未添加煅烧硅土。
对比例7：一种复合型水质凝集净化剂，与实施例1的区别在于，未添加稀土瓷砂、煅烧硅土和蛇纹石。
对比例8：一种用于净化河道无水的复合净化剂，其包括如下重量含量的组分：苯扎氯铵70％，聚合硫酸铁15％，聚丙烯酰胺8％，活性炭5％，泡腾崩解剂2.0％，过一硫酸的用量占复合净化剂总量的0.5wt％，其中，泡腾崩解剂由碳酸氢钠和柠檬酸混合制备而成，碳酸氢钠和柠檬酸的重量比为3:1；使用时，聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺先用自来水配成水溶液，然后将上述各组分复合成的净化剂投入污水中，经搅拌、静止沉淀后即可。
对比例9：一种复合净化剂，由质量比为1:1的聚铝和聚丙烯酰胺制成。
性能检测试验
一、复合型水质凝集净化剂的投入量检测：以实施例1制备的复合型水质凝集净化剂为例，取北京某河道污水，检测其中的水质主要指标为：SS为154.5mg/L，COD为180.4mg/L，NH3-N 为28.3mg/L，TP为5.1mg/L，将复合型水质凝集净化剂以不同产量加入到废水中，搅拌2-3h 后自然沉降1h，吸取一定的上清液，分析废水中各项指标，将检测结果记录于表3中。
表3投入量对复合型水质凝集净化剂的效果影响
Figure BDA0003230476010000082
Figure BDA0003230476010000091
由表3内数据可以看出，当复合型水质凝集净化剂的投入量为10-300g/m3时，对废水具有较好的絮凝和净化效果，净化后的水符合GB8978-1996《污水综合排放标准》中一级排放标准，投入量为150-200g/m3时效果更佳。
投入量增大，净化剂的絮凝和净化效果反而下降，因为絮凝产生的胶体粒子使原来的电荷变号并产生再稳现象，从而降低了絮凝效果。
二、复合型水质凝集净化剂的适用pH值与温度检测
①取长庆油田采气二厂某集气站的废水，pH值为6.6，检测其中的水质主要指标为：COD为 496mg/L，油污类污染物为251mg/L，悬浮物为96mg/L，色度为337倍，然后用硫酸或氢氧化钠溶液调整pH值，将实施例1制备的复合型水质凝集净化剂以不同产量加入到油田废水中，搅拌2-3h后自然沉降1h，吸取一定的上清液，分析废水中各项指标，将检测结果记录于表4中。
②取长庆油田采气二厂某集气站的废水，pH值为6.6，检测其中的水质主要指标为： COD为496mg/L，油污类污染物为251mg/L，悬浮物为96mg/L，色度为337倍，控制水温为20℃、30℃、40℃和50℃，将实施例1制备的复合型水质凝集净化剂以不同产量加入到油田废水中，搅拌2-3h后自然沉降1h，吸取一定的上清液，分析废水中各项指标，将检测结果记录于表5中。
表4适用pH值检测结果
Figure BDA0003230476010000092
由表4中数据可知，当废水的pH值为5和11时，相较于pH值为6、8和10的废水净化效果变差，而废水pH值为6-10时，净化剂的絮凝效果好，净化效率高，经絮凝和净化后，水质符合GB8978-1996《污水综合排放标准》中一级排放标准。
表5适用温度检测
Figure BDA0003230476010000101
由表5中数据可知，当废水为温度为20℃或50℃时，净化效果均较高，说明本申请制备的水质凝集净化剂不受水温影响，既适用于炎热地区，也适用于严寒地区，净化效果高，水质符合GB8978-1996《污水综合排放标准》中一级排放标准。
三、复合水质凝集净化剂对各类废水的净化效果检测
(1)复合型水质凝集净化剂对洗矿废水、洗煤废水和海水的净化效果
①取河北石家庄河钢集团的洗矿废水，并量取相同体积的试样，其水质指标为：SS为860mg/L， COD为213mg/L，TP为39.5mg/L，按照150g/m3的用量，分别将实施例和对比例制备的复合型水质凝集净化剂加入到试样中，搅拌2h后，自然沉降1h，取上清液检测其中的各项指标，将检测结果记录于表6(表中“ND”表示未检出)。
②取河北唐三开滦集团的洗煤废水，并量取相同体积的试样，其水质指标为：SS为3610mg/L，COD为97mg/L，按照150g/m3的用量，分别将实施例和对比例制备的复合型水质凝集净化剂加入到试样中，搅拌2h后，自然沉降1h，取上清液检测其中的各项指标，将检测结果记录于表6(表中“ND”表示未检出)。
③取天津塘沽近岸处的污海水，并量取相同体积的试样，其浊度为20.5NTU，测定其在波长为550nm处的吸光度，以B表示，按照150g/m3的用量，分别将实施例和对比例制备的复合型水质凝集净化剂加入到试样中，搅拌2h后，自然沉降1h，取上清液在波长为550nm处的吸光度，以A表示，按照(B-A)/B×100％计算絮凝率，将检测结果记录于表6。
表6复合水质凝集净化剂对洗矿废水、洗煤废水和海水的净化效果
Figure BDA0003230476010000102
Figure BDA0003230476010000111
由表6内数据对比可知，实施例1-6中制备的净化剂对洗矿废水、洗煤废水和海水具有较强的净化效果，对污水中SS能彻底清除，对污水中的TP的去除率达到90％以上，对COD的去除率达到82％以上，且洗矿废水和洗煤废水经絮凝和净化后，水质符合GB8978-1996《污水综合排放标准》中一级排放标准。
实施例7-16中的检测效果与实施例1-6相差不大，均具有较优异的净化效果。
对比例1和对比例2中分别未添加聚丙烯酰胺和聚铝，与实施例1相比，对比例1和对比例2中净化剂对各类废水和海水的净化效果下降，而对比例3中同时未添加聚丙烯酰胺和聚铝，对比例3的净化效果不及对比例1和对比例2，说明聚丙烯酰胺和聚铝具有较好的协同效果。
对比例4中未添加蛇纹石，对洗煤废水、洗矿废水和海水的净化效果与实施例1相比，均所有下降，对比例5中同时未添加蛇纹石和聚丙烯酰胺，相较于对比例4和对比例1，对比例5中的效果下降显著，说明蛇纹石和聚丙烯酰胺具有较好的协同效果。
对比例6未添加煅烧硅土，对比例7中未添加煅烧硅土、蛇纹石和稀土瓷砂，与实施例1相比，对比例6对洗矿废水、洗煤废水和海水的净化效果下降，与对比例6和对比例4 相比，对比例7中效果下降显著，说明煅烧硅土、蛇纹石和稀土瓷砂具有较好的配合效果，能改善净化剂的混凝、助凝效果。
对比例8为现有技术制备的复合净化剂，对于洗矿废水、洗煤废水中污染物的去除效率不及本申请实施例1，且对海水的絮凝效果低，对海水的净化效果不佳。
对比例9中仅使用质量比为1:1的聚铝和聚丙烯酰胺制备得到的净化剂，对洗矿废水、洗煤废水和海水的絮凝效果均不及实施例1，说明本申请制备的净化剂对各类废水均具有较好的净化效果。
(2)复合型水质凝集净化剂对屠宰场废水和纺织水的净化效果
①取北京某屠宰场产生的废水，并量取相同体积的试样，其水质指标为：SS为1070mg/L， COD为5410mg/L，TN为361mg/L，TP为16.3mg/L，按照150g/m3的用量，分别将实施例和对比例制备的复合型水质凝集净化剂加入到试样中，搅拌2h后，自然沉降1h，取上清液检测其中的各项指标，将检测结果记录于表7(表中“ND”表示未检出)。
②取山东淄博某纺织印染企业的废水，并量取相同体积的试样，其水质指标为：COD 为1200mg/L，BOD为840mg/L，色度840倍，按照150g/m3的用量，分别将实施例和对比例制备的复合型水质凝集净化剂加入到试样中，搅拌2h后，自然沉降1h，取上清液检测其中的各项指标，将检测结果记录于表7(表中“ND”表示未检出)。
表7复合型水质凝集净化剂对屠宰场废水和海水的净化效果
Figure BDA0003230476010000121
Figure BDA0003230476010000131
由表7内数据可以看出，实施例1-6制备的复合型水质凝集净化剂对屠宰场废水和印染纺织废水的净化效果高，特别是高SS含量的屠宰场废水和浊度较高的印染废水，能使水质清澈透明，符合GB8978-1996《污水综合排放标准》中一级排放标准。
实施例7-16中制备的净化剂与实施例1-6的净化效果差距不大，对屠宰场废水和印染废水也具有较好的絮凝和净化效果。
对比例1与实施例1相比，未添加聚丙烯酰胺，对比例1对屠宰场废水和纺织废水的净化效果下降，对SS无法做到全部清除。
对比例2与实施例1相比，未添加聚铝，对比例2对屠宰场废水和纺织废水的净化效果下降，但净化效果优于对比例1。
对比例3中同时未添加聚丙烯酰胺和聚铝，对比例3对屠宰场废水和纺织废水的净化效果不及对比例2，说明聚丙烯酰胺和聚铝具有较好的协同效果。
对比例4中未添加蛇纹石，对屠宰场废水和纺织废水的净化效果与实施例1相比，均所有下降，对比例5中同时未添加蛇纹石和聚丙烯酰胺，相较于对比例4和对比例1，对比例5中的效果下降显著，说明蛇纹石和聚丙烯酰胺具有较好的协同效果。
对比例6未添加煅烧硅土，对比例7中未添加煅烧硅土、蛇纹石和稀土瓷砂，与实施例1相比，对比例6对屠宰场废水和纺织废水的净化效果下降，与对比例6和对比例4相比，对比例7中效果下降显著，说明煅烧硅土、蛇纹石和稀土瓷砂具有较好的配合效果，能改善净化剂的混凝、助凝效果。
对比例8为现有技术制备的复合净化剂，对于屠宰场废水和纺织废水的净化效果不及本申请实施例1。
对比例9中仅使用质量比为1:1的聚铝和聚丙烯酰胺制备得到的净化剂，对屠宰场废水中SS的净化效果较差，对纺织废水的色度清除效果不佳。
(3)复合型水质凝集净化剂对藻类的净化效果
在北京温榆河昌平段的污水河中取样作为实验用水，根据HJ897-2017《水质叶绿素a的测定分光光度计法》检测污水中叶绿素a的含量为152.4μg/L，将实验用污水分为21份，每份均为1L，将实施例1和实施例7-16和对比例1-9制备的净化剂分别加入到26份实验用污水中，每份污水中净化剂的投入量为150g/m3，在600r/min的转速下搅拌10min，自然沉降1h后，取上清液，根据HJ897-2017《水质叶绿素a的测定分光光度计法》检测污水中叶绿素a的含量，然后将上清液置于培养箱中培养12h，控制培养箱的温度为30℃，控制光照强度为6000lx，每隔4h检测水提中叶绿素A的含量，将检测结果记录于表8中。
表8复合型水质凝集净化剂对藻类的长效净化效果
Figure BDA0003230476010000141
Figure BDA0003230476010000151
由表8中数据可以看出，实施例1制备的净化剂对藻类的净化效果好，但藻华絮体的稳定性不足，藻华絮体易分离，重新上浮至水提表面。
实施例7和实施例8中使用浸泡硝酸银溶液的硅土进行煅烧制得煅烧硅土，随着银离子的缓释效果，对水体中藻类具有杀菌效果，从而防止上浮的藻类生长和繁殖，从而延长了净化剂的藻类净化效果。
实施例9和实施例10相较于实施例7，添加了改性硅藻土和纳米氧化锌，改性淀粉由钠基膨润土、PVA和羧甲基纤维素等原料制成，相较于实施例7，实施例9和实施例10中净化剂对含藻类污水的净化效果更好，且絮体稳定性增加，随着时间的延长，上清液中叶绿素a的含量增加缓慢，具有较好的长效净化效果。
实施例11相较于实施例9，采用制备例3制成的改性淀粉，其中未添加步骤(2)中制备的钠基膨润土，实施例11对含藻类污水的初始净化效果有所下降，且随着时间的延长，上清液中叶绿素a的含量增加显著，说明添加钠基膨润土能增加絮体的沉降，防止藻华絮体上浮至水体表面。
实施例12与实施例9相比，改性淀粉在制备时，先添加了PVA，再添加丙三醇，净化剂对藻类的净化效果与实施例9相差不大，但随着培养的进行，上清液中叶绿素a的含量逐渐增大，藻华絮体的稳定性下降，藻类易从藻华絮体中分离而上浮至水面。
实施例13与实施例9相比，改性淀粉选自制备例5，未使用羧甲基纤维素，净化剂对藻类的净化效果下降，且叶绿素a含量增大幅度较大，说明羧甲基纤维素能增强净化剂的长效除藻效果。
实施例14相较于实施例9，在制备改性淀粉时，未对淀粉进行氧化，表8内数据显示，上清液中叶绿素a的初始含量增大，且随着时间的延长，叶绿素a含量增加显著，说明淀粉表面羟基未形成羧基，无法与羧甲基纤维素形成良好的交联网络，对藻类进行捕捉。
实施例15与实施例9相比，使用经过羧甲基纤维素和四硼酸钠等处理的淀粉，净化剂对含藻类污水的净化效果下降，并且长效净化性能减弱。
实施例16与实施例9相比，使用的改性淀粉为阳离子改性淀粉，其净化效果不及本申请实施例9，且长效净化性能不佳。
由表8内数据可以看出，对比例1-7制备的净化剂对含藻类污水的净化效果均不及实施例1，且长效净化效果较弱，而对比例8和对比例9中净化效果也不如本申请。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种复合型水质凝集净化剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：煅烧硅土550-600份；
稀土瓷砂30-70份；
白云母20-65份；
聚铝90-120份；
蛇纹石15-50份；
聚丙烯酰胺15-45份。
2.根据权利要求1所述的复合型水质凝集净化剂，其特征在于：所述复合型水质凝集净化剂包括以下重量份的组分：
煅烧硅土560-590份；
稀土瓷砂40-60份；
白云母30-50份；
聚铝100-110份；
蛇纹石35-45份；
聚丙烯酰胺20-40份。
3.根据权利要求1所述的复合型水质凝集净化剂，其特征在于，所述复合型水质凝集净化剂包括以下重量份的组分：
煅烧硅土580份；
稀土瓷砂35份；
白云母30份；
聚铝110份；
蛇纹石45份；
聚丙烯酰胺20份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的复合型水质凝集净化剂，其特征在于，所述煅烧硅土的制备方法是：将硅土置于800-1000℃下煅烧5-6h。
5.根据权利要求4所述的复合型水质凝集净化剂，其特征在于，所述硅土煅烧前，与浓度为0.1-0.2moL/L的硝酸银溶液室温搅拌均匀，然后真空避光浸渍。
6.根据权利要求1-3任一项所述的复合型水质凝集净化剂，其特征在于，所述煅烧硅土的粒径为200-400目。
7.根据权利要求1-3任一项所述的复合型水质凝集净化剂，其特征在于，所述复合型水质凝集净化剂的投入量为10-300g/m3。
8.根据权利要求1-3任一项所述的复合型水质凝集净化剂，其特征在于，所述复合型水质凝集净化剂中还包括20-40重量份改性淀粉和15-25重量份纳米氧化锌。
9.根据权利要求8所述的复合型水质凝集净化剂，其特征在于，所述改性淀粉的制备方法如下：
（1）将8-10重量份淀粉与1.5-2重量份氧化剂混合，混合均匀后，在微波作用下，于60-75℃下加热3-7min，调节pH值至8-10，加入1-1.5重量份羧甲基纤维素和0.1-0.3重量份四硼酸钠，搅拌均匀后消泡；
（2）将1.1-1.5重量份钠基膨润土与2-3重量份蒸馏水混合制成悬浮液，加热至80-90℃后加入0.5-1重量份丙三醇，保温搅拌30-40min，再加入2.5-3重量份PVA，保温搅拌1-2h，离心、干燥、研磨；
（3）将步骤（1）所得物与步骤（2）所得物混合，加入0.5-1重量份引发剂和5-7重量份蒸馏水，升温至45-60℃，保温搅拌3-4h，在50-60℃下干燥。
10.权利要求1-9任一项所述的复合型水质凝集净化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将白云母和蛇纹石、稀土瓷砂分别破碎后，混合，加入重量为白云母、蛇纹石和稀土瓷砂总重10-15%的水，球磨、烘干、过筛，加入煅烧硅土、聚丙烯酰胺和聚铝，混合均匀，制得复合型水质凝集净化剂。
CN202110985329.8A 2021-08-26 2021-08-26 一种复合型水质凝集净化剂及其制备方法 Active CN113636631B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110985329.8A CN113636631B (zh) 2021-08-26 2021-08-26 一种复合型水质凝集净化剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110985329.8A CN113636631B (zh) 2021-08-26 2021-08-26 一种复合型水质凝集净化剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113636631A true CN113636631A (zh) 2021-11-12
CN113636631B CN113636631B (zh) 2022-06-17

Family

ID=78423882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110985329.8A Active CN113636631B (zh) 2021-08-26 2021-08-26 一种复合型水质凝集净化剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113636631B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115321764A (zh) * 2022-10-14 2022-11-11 河北协同水处理技术有限公司 焦化废水的处理系统及方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06190370A (ja) * 1992-12-25 1994-07-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 観賞魚用フィルター及びその製造方法
US20050261399A1 (en) * 2004-05-19 2005-11-24 David Hunkeler Powdered flocculants prepared by using evaporative cooling to coat polymeric materials on a porous substrate
US20100081730A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Klaus Unseld Process for production of clay nanocomposite
CN104043288A (zh) * 2014-05-20 2014-09-17 浙江朝晖过滤技术股份有限公司 一种纳米银硅藻土抗菌滤芯及其制备方法
CN106277156A (zh) * 2015-06-04 2017-01-04 娈疯 有机膨润土颗粒处理含抗生素废水的方法
CN107673457A (zh) * 2017-11-21 2018-02-09 长沙湘朴科技有限公司 一种多功能纳米材料复合絮凝剂
CN109012650A (zh) * 2018-07-25 2018-12-18 沈阳理工大学 一种稀土瓷砂净化材料的制备方法
CN112047417A (zh) * 2020-08-11 2020-12-08 丛培江 一种硅藻土污水处理剂及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06190370A (ja) * 1992-12-25 1994-07-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 観賞魚用フィルター及びその製造方法
US20050261399A1 (en) * 2004-05-19 2005-11-24 David Hunkeler Powdered flocculants prepared by using evaporative cooling to coat polymeric materials on a porous substrate
US20100081730A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Klaus Unseld Process for production of clay nanocomposite
CN104043288A (zh) * 2014-05-20 2014-09-17 浙江朝晖过滤技术股份有限公司 一种纳米银硅藻土抗菌滤芯及其制备方法
CN106277156A (zh) * 2015-06-04 2017-01-04 娈疯 有机膨润土颗粒处理含抗生素废水的方法
CN107673457A (zh) * 2017-11-21 2018-02-09 长沙湘朴科技有限公司 一种多功能纳米材料复合絮凝剂
CN109012650A (zh) * 2018-07-25 2018-12-18 沈阳理工大学 一种稀土瓷砂净化材料的制备方法
CN112047417A (zh) * 2020-08-11 2020-12-08 丛培江 一种硅藻土污水处理剂及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国材料研究学会等: "《中国战略性新兴产业 新材料 环境工程材料》", 30 November 2018, 中国铁道出版社 *
大连开发区排水管理有限公司等: "《污水生物处理工艺技术》", 31 December 2004, 大连理工大学出版社 *
王吉坤等: "《铅锌冶炼生产技术手册》", 31 January 2012, 冶金工业出版社 *
谢立勇: "《农业自然资源导论》", 31 January 2019, 中国农业大学出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115321764A (zh) * 2022-10-14 2022-11-11 河北协同水处理技术有限公司 焦化废水的处理系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113636631B (zh) 2022-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109384276B (zh) 一种高效脱色、脱氰、降解cod的废水处理药剂
CN109626483B (zh) 一种工业废水处理药剂及其制备方法
WO2020010678A1 (zh) 一种新型河道浊度原位净化材料及其制备方法
CN110143623B (zh) 一种城市生活污水净化剂及其制备方法
CN116062941B (zh) 一种光伏行业高含氟含氯废水的协同除氟脱氯的方法
CN113401996A (zh) 一种水处理除氟药剂及其制备方法
CN112174280A (zh) 一种污水处理絮凝剂及其制备方法
CN112062249A (zh) 一种除硅药剂、制备方法及其应用
CN108178262B (zh) 一种高铝离子浓度的无机-有机复合高分子絮凝剂
CN113636631B (zh) 一种复合型水质凝集净化剂及其制备方法
CN111392804A (zh) 一种粉煤灰净水方法
CN104478055A (zh) 污水处理复合剂、其制备方法和应用方法
CN115745113B (zh) 一种焦化废水除氟剂及其应用
CN112047417B (zh) 一种硅藻土污水处理剂及其制备方法
CN107382028B (zh) 一种底泥凝聚消减剂及其制备方法和应用
CN106745380B (zh) 一种聚乙烯醇改性聚合氯化铝及其制备方法与应用
CN112794416A (zh) 一种同步去除黑臭水体中浊度、氨氮和tp的絮凝-吸附试剂及方法
CN114225923A (zh) 一种高效复合吸附剂及其制备方法和应用
CN113526636A (zh) 一种高效污水处理用药剂及其制备方法
CN110723887A (zh) 一种富水渣土絮凝脱水剂及其脱水方法
CN115490313B (zh) 污水处理用絮凝剂及其制备方法
CN107935141A (zh) 一种水处理复合混凝剂
JP4164431B2 (ja) 凝集剤
CN113634131B (zh) 铁改性壳聚糖羟基磷灰石复合超滤膜的制备方法及其应用
CN117509859B (zh) 一种钢铁废水处理剂、钢铁废水的加强磁性沉淀预处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant