CN114702098A - 一种重金属废水处理剂以及废水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废水处理技术领域，且公开了一种重金属废水处理剂以及废水处理方法，包括以下步骤：S1：准备材料，聚丙烯酰胺3‑8份、石膏10‑18份、沸石20‑38份、木质素磺酸钠5‑15份、水40‑58份、氧化钙3‑8份、氢氧化铝11‑18份、氯化钙5‑8份、活性炭5‑10份、活化硅藻土25‑30份、钠基膨润土20‑25份、改性高岭土15‑30份等原料。本发明不仅能够提高处理剂使用的吸附效果和对重金属废水处理的效率和质量，而且拥有药剂用量较小，吸附絮凝能力强，沉降速度快，具有较高的应用价值，还能够提高对重金属吸附性和吸附容量，使处理后的水质可实现循环使用。

Description

一种重金属废水处理剂以及废水处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体为一种重金属废水处理剂以及废水处理方法。

背景技术

重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水，重金属废水是对一环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一，其水质水量与生产工艺有关，废水中的重金属一般不能分解破坏，只能转移其存在位置和转变其物化形态。

现在最为实用的重金属废水处理方法，就是向重金属废水中加入处理剂，但是一般的处理剂制作麻烦，吸附力不强，并且对废水的处理耗时长，效果不稳定，不能够完美的对重金属废水进行处理，不能满足人们的要求，所以现提出一种重金属废水处理剂以及废水处理方法。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种重金属废水处理剂以及废水处理方法，主要为解决现有的处理剂制作麻烦，吸附力不强，并且对废水的处理耗时长，效果不稳定，不能够完美的对重金属废水进行处理，不能满足人们的要求的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种重金属废水处理剂以及废水处理方法，包括以下步骤：

S1：准备材料，聚丙烯酰胺3-8份、石膏10-18份、沸石20-38份、木质素磺酸钠5-15份、水40-58份、氧化钙3-8份、氢氧化铝11-18份、氯化钙5-8份、活性炭5-10份、活化硅藻土25-30份、钠基膨润土20-25份、改性高岭土15-30份、甘蔗渣20-40份、氧化镁10-20份、淀粉黄原酸酯3-5份；

S2：处理材料，将甘蔗渣烘干粉碎成甘蔗渣粉末，将甘蔗渣粉末放入质量百分浓度为15-28%氢氧化钠溶液中，在40-70℃下浸泡4-8h，过滤、洗涤、烘干得到预处理的甘蔗渣粉末；

S3：二次处理，将巯基乙酸、乙酸酐、乙酸和浓硫酸充分混合得到混合液，在70-110℃下反应3-7h，过滤、洗涤、真空，随后在45-60℃下干燥得到改性甘蔗渣；

S4：制作处理剂，取聚丙烯酰胺、氯化钙、木质素磺酸钠、沸石、氧化镁、淀粉黄原酸酯放入高压蒸锅内通入水蒸气后进行压蒸反应，生成混合物A，将石膏、氧化钙、氢氧化铝、活性炭、活化硅藻土、甘蔗渣、钠基膨润土、改性高岭土与水混合，并进行超声处理，制得混合物B，随后将混合物A搅拌置入混合物B中，同时将上述搅拌混合物用水冷却，制得重金属废水处理剂；

S5：检测过滤废水，检测重金属废水的PH值，然后调节重金属废水的PH值至中性，然后对重金属废水进行过滤；

S6：过滤处理剂，将废水处理剂放置在经消毒后的过滤瓶内，对废水处理剂进行过滤；

S7：废水处理，将所述重金属废水处理剂加入重金属废水中，然后将废水处理剂与重金属废水充分搅拌均匀，随后进行静置、沉淀、过滤去除沉淀物后完成废水处理。

在前述方案的基础上，所述S4中高压锅内保持在5个大气压，所述超声功率为800-1000W，超声时间为30-50min，所述搅拌的转速为7000r/min。

作为本发明再进一步的方案，所述S3中巯基乙酸、巯基乙酸、乙酸酐、乙酸和浓硫酸的体积比为5：3-3.5：1-2：0.07-0.08。

进一步的，所述S3中甘蔗粉末的质量与混合液的体积比1：10-13。

在前述方案的基础上，所述S1中将高岭土在400-500℃下煅烧1-3h冷却至室温，然后与腐殖酸钠混合得到混合物，在混合物中加蒸馏水配制成悬浊液，然后进行收集沉淀，洗涤、烘干，研磨成100-300目粉末，得到改性高岭土。

本发明再进一步的方案，所述S7中搅拌时间为20-40min，然后使废水处理剂与重金属废水静置20-30min。

进一步的，所述S4中搅拌混合物用水冷却后的温度要始终保持在25-40℃。

在前述方案的基础上，所述腐殖酸钠的质量为所述高岭土质量的0.5-2%，所述蒸馏水的加入量为所述混合物质量的10-20倍。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种重金属废水处理剂以及废水处理方法，具备以下有益效果：

1、本发明通过对甘蔗渣的二次加工，实现甘蔗渣的再利用、减少甘蔗渣被废弃的量，提高其使用价值；通过对甘蔗渣改性，提高对重金属吸附性和吸附容量。

2、本发明通过对重金属废水内的细小悬浮物进行全面的沉淀并过滤，提高对重金属废水的沉淀分离效果，进而可以使重金属废水可以达到排放的标准，提高对重金属废水处理的效率和质量。

3、本发明通过对高温煅烧去除高岭土表面和结构层间的分子水和有机质，增加比表面积，提高了高岭土的吸附能力，将腐植酸吸附在高岭土上，改变了高岭土的表面性质，增加了吸附金属离子吸附点位，引入羧基、羟基、氨基和甲氧基等多种活性基团，提高了高岭土对重金属离子的吸附力，与金属离子配位络合作用，进一步提高了处理剂的吸附效果。

4、本发明重金属废水处理剂稳性好，使用操作简单，直接加入到重金属废水中，条件易于控制，药剂用量较小，吸附絮凝能力强，沉降速度快，具有较高的应用价值。

5.本发明能够对各原料的充分利用，对重金属有螯合作用，沉淀时间短、效果好、成本低、处理完全，提高降解水的有害物质和重金属能力，尤其对含有高浓度的重金属废水能有效的处理，可广泛用于重金属废水处理领域，处理后的水质可实现循环使用。

附图说明

图1为本发明提出的一种重金属废水处理剂以及废水处理方法的流程结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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

参照图1，一种重金属废水处理剂以及废水处理方法，包括以下步骤：

S1：准备材料，聚丙烯酰胺3份、石膏10份、沸石20份、木质素磺酸钠5份、水40份、氧化钙3份、氢氧化铝11份、氯化钙5份、活性炭5份、活化硅藻土25份、钠基膨润土20份、改性高岭土15份、甘蔗渣20份、氧化镁10份、淀粉黄原酸酯3份；

S2：处理材料，将甘蔗渣烘干粉碎成甘蔗渣粉末，将甘蔗渣粉末放入质量百分浓度为15%氢氧化钠溶液中，在40℃下浸泡4h，过滤、洗涤、烘干得到预处理的甘蔗渣粉末；

S3：二次处理，将巯基乙酸、乙酸酐、乙酸和浓硫酸充分混合得到混合液，在70℃下反应3h，过滤、洗涤、真空，随后在45℃下干燥得到改性甘蔗渣，通过对甘蔗渣的二次加工，实现甘蔗渣的再利用、减少甘蔗渣被废弃的量，提高其使用价值；通过对甘蔗渣改性，提高对重金属吸附性和吸附容量；

S4：制作处理剂，取聚丙烯酰胺、氯化钙、木质素磺酸钠、沸石、氧化镁、淀粉黄原酸酯放入高压蒸锅内通入水蒸气后进行压蒸反应，生成混合物A，将石膏、氧化钙、氢氧化铝、活性炭、活化硅藻土、甘蔗渣、钠基膨润土、改性高岭土与水混合，并进行超声处理，制得混合物B，随后将混合物A搅拌置入混合物B中，同时将上述搅拌混合物用水冷却，制得重金属废水处理剂；

S5：检测过滤废水，检测重金属废水的PH值，然后调节重金属废水的PH值至中性，然后对重金属废水进行过滤，通过对重金属废水内的细小悬浮物进行全面的沉淀并过滤，提高对重金属废水的沉淀分离效果，进而可以使重金属废水可以达到排放的标准，提高对重金属废水处理的效率和质量；

S6：过滤处理剂，将废水处理剂放置在经消毒后的过滤瓶内，对废水处理剂进行过滤；

S7：废水处理，将重金属废水处理剂加入重金属废水中，然后将废水处理剂与重金属废水充分搅拌均匀，随后进行静置、沉淀、过滤去除沉淀物后完成废水处理，重金属废水处理剂稳性好，使用操作简单，直接加入到重金属废水中，条件易于控制，药剂用量较小，吸附絮凝能力强，沉降速度快，具有较高的应用价值。

本发明的，S4中高压锅内保持在5个大气压，超声功率为800W，超声时间为30min，搅拌的转速为7000r/min，S3中巯基乙酸、巯基乙酸、乙酸酐、乙酸和浓硫酸的体积比为5：3：1：0.07，S3中甘蔗粉末的质量与混合液的体积比1：10，S1中将高岭土在400℃下煅烧1h冷却至室温，然后与腐殖酸钠混合得到混合物，在混合物中加蒸馏水配制成悬浊液，然后进行收集沉淀，洗涤、烘干，研磨成100目粉末，得到改性高岭土，高温煅烧去除高岭土表面和结构层间的分子水和有机质，增加比表面积，提高了高岭土的吸附能力，将腐植酸吸附在高岭土上，改变了高岭土的表面性质，增加了吸附金属离子吸附点位，引入羧基、羟基、氨基和甲氧基等多种活性基团，提高了高岭土对重金属离子的吸附力，与金属离子配位络合作用，进一步提高了处理剂的吸附效果

需要特别说明的是，S7中搅拌时间为20min，然后使废水处理剂与重金属废水静置20min，S4中搅拌混合物用水冷却后的温度要始终保持在25℃，通过对各原料的充分利用，对重金属有螯合作用，沉淀时间短、效果好、成本低、处理完全，提高降解水的有害物质和重金属能力，尤其对含有高浓度的重金属废水能有效的处理，可广泛用于重金属废水处理领域，处理后的水质可实现循环使用，腐殖酸钠的质量为高岭土质量的0.5%，蒸馏水的加入量为混合物质量的10倍。

实施例2

参照图1，一种重金属废水处理剂以及废水处理方法，包括以下步骤：

S1：准备材料，聚丙烯酰胺5份、石膏15份、沸石30份、木质素磺酸钠10份、水45份、氧化钙5份、氢氧化铝16份、氯化钙7份、活性炭8份、活化硅藻土28份、钠基膨润土23份、改性高岭土25份、甘蔗渣30份、氧化镁15份、淀粉黄原酸酯4份；

S2：处理材料，将甘蔗渣烘干粉碎成甘蔗渣粉末，将甘蔗渣粉末放入质量百分浓度为20%氢氧化钠溶液中，在50℃下浸泡5h，过滤、洗涤、烘干得到预处理的甘蔗渣粉末；

S3：二次处理，将巯基乙酸、乙酸酐、乙酸和浓硫酸充分混合得到混合液，在100℃下反应5h，过滤、洗涤、真空，随后在50℃下干燥得到改性甘蔗渣，通过对甘蔗渣的二次加工，实现甘蔗渣的再利用、减少甘蔗渣被废弃的量，提高其使用价值；通过对甘蔗渣改性，提高对重金属吸附性和吸附容量；

S4：制作处理剂，取聚丙烯酰胺、氯化钙、木质素磺酸钠、沸石、氧化镁、淀粉黄原酸酯放入高压蒸锅内通入水蒸气后进行压蒸反应，生成混合物A，将石膏、氧化钙、氢氧化铝、活性炭、活化硅藻土、甘蔗渣、钠基膨润土、改性高岭土与水混合，并进行超声处理，制得混合物B，随后将混合物A搅拌置入混合物B中，同时将上述搅拌混合物用水冷却，制得重金属废水处理剂；

S5：检测过滤废水，检测重金属废水的PH值，然后调节重金属废水的PH值至中性，然后对重金属废水进行过滤，通过对重金属废水内的细小悬浮物进行全面的沉淀并过滤，提高对重金属废水的沉淀分离效果，进而可以使重金属废水可以达到排放的标准，提高对重金属废水处理的效率和质量；

S6：过滤处理剂，将废水处理剂放置在经消毒后的过滤瓶内，对废水处理剂进行过滤；

S7：废水处理，将重金属废水处理剂加入重金属废水中，然后将废水处理剂与重金属废水充分搅拌均匀，随后进行静置、沉淀、过滤去除沉淀物后完成废水处理，重金属废水处理剂稳性好，使用操作简单，直接加入到重金属废水中，条件易于控制，药剂用量较小，吸附絮凝能力强，沉降速度快，具有较高的应用价值。

本发明的，S4中高压锅内保持在5个大气压，超声功率为900W，超声时间为40min，搅拌的转速为7000r/min，S3中巯基乙酸、巯基乙酸、乙酸酐、乙酸和浓硫酸的体积比为5：3.3：4.5：0.005，S3中甘蔗粉末的质量与混合液的体积比1：12，S1中将高岭土在450℃下煅烧2h冷却至室温，然后与腐殖酸钠混合得到混合物，在混合物中加蒸馏水配制成悬浊液，然后进行收集沉淀，洗涤、烘干，研磨成200目粉末，得到改性高岭土，高温煅烧去除高岭土表面和结构层间的分子水和有机质，增加比表面积，提高了高岭土的吸附能力，将腐植酸吸附在高岭土上，改变了高岭土的表面性质，增加了吸附金属离子吸附点位，引入羧基、羟基、氨基和甲氧基等多种活性基团，提高了高岭土对重金属离子的吸附力，与金属离子配位络合作用，进一步提高了处理剂的吸附效果

需要特别说明的是，S7中搅拌时间为30min，然后使废水处理剂与重金属废水静置25min，S4中搅拌混合物用水冷却后的温度要始终保持在30℃，通过对各原料的充分利用，对重金属有螯合作用，沉淀时间短、效果好、成本低、处理完全，提高降解水的有害物质和重金属能力，尤其对含有高浓度的重金属废水能有效的处理，可广泛用于重金属废水处理领域，处理后的水质可实现循环使用，腐殖酸钠的质量为高岭土质量的1%，蒸馏水的加入量为混合物质量的15倍。

实施例3

参照图1，一种重金属废水处理剂以及废水处理方法，包括以下步骤：

S1：准备材料，聚丙烯酰胺8份、石膏18份、沸石38份、木质素磺酸钠15份、水58份、氧化钙8份、氢氧化铝18份、氯化钙8份、活性炭10份、活化硅藻土30份、钠基膨润土25份、改性高岭土30份、甘蔗渣40份、氧化镁20份、淀粉黄原酸酯5份；

S2：处理材料，将甘蔗渣烘干粉碎成甘蔗渣粉末，将甘蔗渣粉末放入质量百分浓度为28%氢氧化钠溶液中，在70℃下浸泡8h，过滤、洗涤、烘干得到预处理的甘蔗渣粉末；

S3：二次处理，将巯基乙酸、乙酸酐、乙酸和浓硫酸充分混合得到混合液，在110℃下反应7h，过滤、洗涤、真空，随后在60℃下干燥得到改性甘蔗渣，通过对甘蔗渣的二次加工，实现甘蔗渣的再利用、减少甘蔗渣被废弃的量，提高其使用价值；通过对甘蔗渣改性，提高对重金属吸附性和吸附容量；

S4：制作处理剂，取聚丙烯酰胺、氯化钙、木质素磺酸钠、沸石、氧化镁、淀粉黄原酸酯放入高压蒸锅内通入水蒸气后进行压蒸反应，生成混合物A，将石膏、氧化钙、氢氧化铝、活性炭、活化硅藻土、甘蔗渣、钠基膨润土、改性高岭土与水混合，并进行超声处理，制得混合物B，随后将混合物A搅拌置入混合物B中，同时将上述搅拌混合物用水冷却，制得重金属废水处理剂；

S5：检测过滤废水，检测重金属废水的PH值，然后调节重金属废水的PH值至中性，然后对重金属废水进行过滤，通过对重金属废水内的细小悬浮物进行全面的沉淀并过滤，提高对重金属废水的沉淀分离效果，进而可以使重金属废水可以达到排放的标准，提高对重金属废水处理的效率和质量；

S6：过滤处理剂，将废水处理剂放置在经消毒后的过滤瓶内，对废水处理剂进行过滤；

S7：废水处理，将重金属废水处理剂加入重金属废水中，然后将废水处理剂与重金属废水充分搅拌均匀，随后进行静置、沉淀、过滤去除沉淀物后完成废水处理，重金属废水处理剂稳性好，使用操作简单，直接加入到重金属废水中，条件易于控制，药剂用量较小，吸附絮凝能力强，沉降速度快，具有较高的应用价值。

本发明的，S4中高压锅内保持在5个大气压，超声功率为1000W，超声时间为50min，搅拌的转速为7000r/min，S3中巯基乙酸、巯基乙酸、乙酸酐、乙酸和浓硫酸的体积比为5：3.5：2：-0.08，S3中甘蔗粉末的质量与混合液的体积比1：13，S1中将高岭土在500℃下煅烧3h冷却至室温，然后与腐殖酸钠混合得到混合物，在混合物中加蒸馏水配制成悬浊液，然后进行收集沉淀，洗涤、烘干，研磨成300目粉末，得到改性高岭土，高温煅烧去除高岭土表面和结构层间的分子水和有机质，增加比表面积，提高了高岭土的吸附能力，将腐植酸吸附在高岭土上，改变了高岭土的表面性质，增加了吸附金属离子吸附点位，引入羧基、羟基、氨基和甲氧基等多种活性基团，提高了高岭土对重金属离子的吸附力，与金属离子配位络合作用，进一步提高了处理剂的吸附效果

需要特别说明的是，S7中搅拌时间为40min，然后使废水处理剂与重金属废水静置30min，S4中搅拌混合物用水冷却后的温度要始终保持在40℃，通过对各原料的充分利用，对重金属有螯合作用，沉淀时间短、效果好、成本低、处理完全，提高降解水的有害物质和重金属能力，尤其对含有高浓度的重金属废水能有效的处理，可广泛用于重金属废水处理领域，处理后的水质可实现循环使用，腐殖酸钠的质量为高岭土质量的2%，蒸馏水的加入量为混合物质量的20倍。

在该文中的描述中，需要说明的是，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种重金属废水处理剂以及废水处理方法，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

S1：准备材料，聚丙烯酰胺3-8份、石膏10-18份、沸石20-38份、木质素磺酸钠5-15份、水40-58份、氧化钙3-8份、氢氧化铝11-18份、氯化钙5-8份、活性炭5-10份、活化硅藻土25-30份、钠基膨润土20-25份、改性高岭土15-30份、甘蔗渣20-40份、氧化镁10-20份、淀粉黄原酸酯3-5份；

S2：处理材料，将甘蔗渣烘干粉碎成甘蔗渣粉末，将甘蔗渣粉末放入质量百分浓度为15-28%氢氧化钠溶液中，在40-70℃下浸泡4-8h，过滤、洗涤、烘干得到预处理的甘蔗渣粉末；

S3：二次处理，将巯基乙酸、乙酸酐、乙酸和浓硫酸充分混合得到混合液，在70-110℃下反应3-7h，过滤、洗涤、真空，随后在45-60℃下干燥得到改性甘蔗渣；

S4：制作处理剂，取聚丙烯酰胺、氯化钙、木质素磺酸钠、沸石、氧化镁、淀粉黄原酸酯放入高压蒸锅内通入水蒸气后进行压蒸反应，生成混合物A，将石膏、氧化钙、氢氧化铝、活性炭、活化硅藻土、甘蔗渣、钠基膨润土、改性高岭土与水混合，并进行超声处理，制得混合物B，随后将混合物A搅拌置入混合物B中，同时将上述搅拌混合物用水冷却，制得重金属废水处理剂；

S5：检测过滤废水，检测重金属废水的PH值，然后调节重金属废水的PH值至中性，然后对重金属废水进行过滤；

S6：过滤处理剂，将废水处理剂放置在经消毒后的过滤瓶内，对废水处理剂进行过滤；

S7：废水处理，将所述重金属废水处理剂加入重金属废水中，然后将废水处理剂与重金属废水充分搅拌均匀，随后进行静置、沉淀、过滤去除沉淀物后完成废水处理。

2.根据权利要求1所述的一种重金属废水处理剂以及废水处理方法，其特征在于，所述S4中高压锅内保持在5个大气压，所述超声功率为800-1000W，超声时间为30-50min，所述搅拌的转速为7000r/min。

3.根据权利要求1所述的一种重金属废水处理剂以及废水处理方法，其特征在于，所述S3中巯基乙酸、巯基乙酸、乙酸酐、乙酸和浓硫酸的体积比为5：3-3.5：1-2：0.07-0.08。

4.根据权利要求1所述的一种重金属废水处理剂以及废水处理方法，其特征在于，所述S3中甘蔗粉末的质量与混合液的体积比1：10-13。

5.根据权利要求1所述的一种重金属废水处理剂以及废水处理方法，其特征在于，所述S1中将高岭土在400-500℃下煅烧1-3h冷却至室温，然后与腐殖酸钠混合得到混合物，在混合物中加蒸馏水配制成悬浊液，然后进行收集沉淀，洗涤、烘干，研磨成100-300目粉末，得到改性高岭土。

6.根据权利要求5所述的一种重金属废水处理剂以及废水处理方法，其特征在于，所述S7中搅拌时间为20-40min，然后使废水处理剂与重金属废水静置20-30min。

7.根据权利要求1所述的一种重金属废水处理剂以及废水处理方法，其特征在于，所述S4中搅拌混合物用水冷却后的温度要始终保持在25-40℃。

8.根据权利要求5所述的一种重金属废水处理剂以及废水处理方法，其特征在于，所述腐殖酸钠的质量为所述高岭土质量的0.5-2%，所述蒸馏水的加入量为所述混合物质量的10-20倍。

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