一種凹凸棒土汙水處理劑及其製備方法與流程

2023-11-11 06:27:37

本發明涉及凹凸棒土
技術領域：
，具體涉及一種凹凸棒土汙水處理劑及其製備方法。
背景技術：
：汙水處理技術對節水、節能等問題具有十分重要的作用，但同時汙水處理藥劑的使用過程中也給環境造成一定的影響。在冷卻水系統中，水溫高於環境溫度的各種場合下，碳酸鈣等無機鹽的結垢會帶來嚴重的後果。近年來，在水處理領域中，應用鹼性、不調節pH值的水處理技術日益增長，其中添加緩蝕阻垢藥劑，低磷、無磷配方的的應用越來越廣泛，無磷的綠色水處理藥劑已成為國內外水處理劑研究方面的熱點課題。科學利用水處理藥劑可有效防腐蝕和防止結垢，從而提高設備及水的利用率而達到節約水源和能源的目的。此外，在各種水系統中，不可避免地存在各種汙染源，特別是一些微生物如菌藻，可大規模繁殖蔓延，嚴重破壞水質，並且對存儲水系統的容器產生極大的腐蝕破壞作用。當前，環境保護已成為世界關注的問題，尋求一種有效的汙水處理劑，能夠使汙水處理後能達到汙水排放要求，是眾多企業急需解決的難題。技術實現要素：本發明的目的是提供一種凹凸棒土汙水處理劑及其製備方法，以凹凸棒土為原料並做改性處理，分散性、懸浮性和吸附作用好。本發明提供了如下的技術方案：一種凹凸棒土汙水處理劑，按重量份計包括凹凸棒土150~200份、空心玻璃微珠200~250份、去離子水80~100份、硫酸溶液20~25份、交聯累託石20~25份、三氯化鐵2~5份、硫酸亞鐵2~5份、硫酸鎂2~5份、聚丙烯醯胺2~5份、氯化鋁2~5份、聚合硫酸鐵2~5份、氫氧化鈉2~5份、苯甲酸鈉2~5份、玉米澱粉2~5份、秸稈2~5份、棉子殼渣1~3份、改性硅藻土1~3份、檸檬酸1~3份、助劑1~3份和適量水。優選地，按重量份計包括凹凸棒土175份、空心玻璃微珠225份、去離子水90份、硫酸溶液22份、交聯累託石22份、三氯化鐵3份、硫酸亞鐵3份、硫酸鎂3份、聚丙烯醯胺3份、氯化鋁3份、聚合硫酸鐵3份、氫氧化鈉3份、苯甲酸鈉3份、玉米澱粉3份、秸稈3份、棉子殼渣2份、改性硅藻土2份、檸檬酸2份、助劑1~3份和適量水。優選地，所述交聯累託石為鋁交聯累託石。優選地，所述助劑按重量份計包括納米碳酸鈣5~10份、沉香精油5~10份、氨基樹脂2~8份、羥基丙烯酸樹脂2~8份、端羧基聚酯樹脂1~5份、三氯化鋁2~5份、納米沸石粉2~4份、矽油2~4份、沉澱碳酸鈣1~3份。優選地，所述硫酸溶液的濃度為8~8.5％。本發明中還提供一種凹凸棒土汙水處理劑的製備方法，包括如下步驟：（1）、凹凸棒土純化按照配比向去離子水中加入凹凸棒土，並加入分散劑，攪拌均勻後做分散處理1~2小時，然後靜置2～3h，棄去上層清液以及下層沙土，得到凹凸棒土的懸濁液，將懸濁液離心分離後得到的凹凸棒土置於烘箱中乾燥，備用；（2）、凹凸棒土改性處理將步驟（1）中提純過的凹凸棒土加入到硫酸溶液中，攪拌均勻進行第一次改性，第一次改性時間為0.5~1h，然後進行加熱，加熱溫度保持為60～85℃，在加熱的同時持續加入氫氧化鈉進行第二次改性，並攪拌使凹凸棒土的改性環境的pH值保持為5.1～6.3，第二次改性時間為2.5～3h；（3）、助劑製備將納米碳酸鈣、沉澱碳酸鈣、納米沸石粉、二醋酸纖維素混合研磨均勻，得到粉末，再將其他剩餘成分混合併攪拌均勻，與所得的粉末混合研磨10~15min，再加熱至50~55℃，過濾靜置冷卻後即得所述助劑；（4）、製作漿料將交聯累託石、秸稈、棉子殼渣和改性硅藻土按照配比取出，粉碎，過50~80目篩，得粉末狀混合物，將三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鎂、聚丙烯醯胺、氯化鋁、聚合硫酸鐵、苯甲酸鈉和檸檬酸按照配比取出與粉末狀混合物、助劑混合，加入剩餘水，充分攪拌，得到漿料；（5）、混合向改性後的凹凸棒土吹75~80℃的熱空氣使其翻騰，再向翻騰的凹凸棒土粉末中噴入步驟（4）中得到的漿料，使充分混合後，保持溫度為80~85℃，繼續翻騰50~60min，得到漿狀混合物，冷卻後備用；（6）、將空心玻璃微珠浸入步驟（5）得到的漿狀混合物中，慢速攪拌30~40min，然後過濾、烘乾；（7）、將步驟（5）的混合物轉移入馬弗爐中，空氣氣氛，500～700℃下熱處理0.5～1h，製得所述凹凸棒土汙水處理劑。優選地，所述分散劑為六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸銨中的任一種。優選地，所述分散處理為超聲分散、砂磨分散和高剪切乳化機分散中的任一種。本發明的有益效果：以凹凸棒土為原料並做改性處理，分散性、懸浮性和吸附作用好，具體如下：（1）、由於採用空心玻璃微珠為載體，所以本發明中的凹凸棒土汙水處理劑具有輕質特性，使用時可漂浮於水體表面，可用作汙水表面汙染物的淨化處理；（2）、在通常情況下，凹凸棒土作為一種粉體材料很難以分散的獨立棒狀晶體狀態存在，而是形成一定形式的晶體聚集體，因此在實際應用中，必須對凹凸棒土進行提純與活化處理，本發明中的改性方法能夠最大限度的活化凹凸棒土，使其層間距離增大，吸附作用強；（3）、本發明中所使用的凹凸棒土粉末資源豐富、原料廉價，製造成本低；（4）、本發明中添加了氯化鋁、聚合硫酸鐵，用於增強絡合效果，添加苯甲酸鈉，用於提高抑菌性能，助劑用於加強凹凸棒土的分散性和懸浮性；（5）、本發明添加的交聯累託石結構穩定，不發生膨脹，具有較大的比表面積、離子交換容量和微孔孔徑而且具有熱穩定性好、表面酸性強等特點，吸附能力增大70％以上，具有較大的層厚度，是一種性能優異的催化劑和吸附劑；（6）、本發明添加的硫酸亞鐵和硫酸鎂混合得到鐵鎂複合絮凝劑，配合有機絮凝劑聚丙烯醯胺，實現將無機絮凝劑和有機絮凝劑複合配製，解決了無機絮凝劑絮體小不易沉降的問題，達到了增強絮體沉降性能的目的。具體實施方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。實施例1一種凹凸棒土汙水處理劑，按重量份計包括凹凸棒土150份、空心玻璃微珠200份、去離子水80份、硫酸溶液20份、交聯累託石20份、三氯化鐵2份、硫酸亞鐵2份、硫酸鎂2份、聚丙烯醯胺2份、氯化鋁2份、聚合硫酸鐵2份、氫氧化鈉2份、苯甲酸鈉2份、玉米澱粉2份、秸稈2份、棉子殼渣1份、改性硅藻土1份、檸檬酸1份、助劑1份和適量水。其中，所述交聯累託石為鋁交聯累託石。其中，所述助劑按重量份計包括納米碳酸鈣5份、沉香精油5份、氨基樹脂2份、羥基丙烯酸樹脂2份、端羧基聚酯樹脂1份、三氯化鋁2份、納米沸石粉2份、矽油2份、沉澱碳酸鈣1份。其中，所述硫酸溶液的濃度為8％。本實施例中提供一種凹凸棒土汙水處理劑的製備方法，包括如下步驟：（1）、凹凸棒土純化按照配比向去離子水中加入凹凸棒土，並加入分散劑，攪拌均勻後做分散處理1小時，然後靜置2h，棄去上層清液以及下層沙土，得到凹凸棒土的懸濁液，將懸濁液離心分離後得到的凹凸棒土置於烘箱中乾燥，備用；（2）、凹凸棒土改性處理將步驟（1）中提純過的凹凸棒土加入到硫酸溶液中，攪拌均勻進行第一次改性，第一次改性時間為0.5h，然後進行加熱，加熱溫度保持為60℃，在加熱的同時持續加入氫氧化鈉進行第二次改性，並攪拌使凹凸棒土的改性環境的pH值保持為5.1，第二次改性時間為2.5h；（3）、助劑製備將納米碳酸鈣、沉澱碳酸鈣、納米沸石粉、二醋酸纖維素混合研磨均勻，得到粉末，再將其他剩餘成分混合併攪拌均勻，與所得的粉末混合研磨10min，再加熱至50℃，過濾靜置冷卻後即得所述助劑；（4）、製作漿料將交聯累託石、秸稈、棉子殼渣和改性硅藻土按照配比取出，粉碎，過50目篩，得粉末狀混合物，將三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鎂、聚丙烯醯胺、氯化鋁、聚合硫酸鐵、苯甲酸鈉和檸檬酸按照配比取出與粉末狀混合物、助劑混合，加入剩餘水，充分攪拌，得到漿料；（5）、混合向改性後的凹凸棒土吹75℃的熱空氣使其翻騰，再向翻騰的凹凸棒土粉末中噴入步驟（4）中得到的漿料，使充分混合後，保持溫度為80℃，繼續翻騰50min，得到漿狀混合物，冷卻後備用；（6）、將空心玻璃微珠浸入步驟（5）得到的漿狀混合物中，慢速攪拌30min，然後過濾、烘乾；（7）、將步驟（5）的混合物轉移入馬弗爐中，空氣氣氛，500℃下熱處理0.5h，製得所述凹凸棒土汙水處理劑。其中，所述分散劑為六偏磷酸鈉。其中，所述分散處理為超聲分散。實施例2一種凹凸棒土汙水處理劑，按重量份計包括凹凸棒土200份、空心玻璃微珠250份、去離子水100份、硫酸溶液25份、交聯累託石25份、三氯化鐵5份、硫酸亞鐵5份、硫酸鎂5份、聚丙烯醯胺5份、氯化鋁5份、聚合硫酸鐵5份、氫氧化鈉5份、苯甲酸鈉5份、玉米澱粉5份、秸稈5份、棉子殼渣3份、改性硅藻土3份、檸檬酸3份、助劑3份和適量水。其中，所述交聯累託石為鋁交聯累託石。其中，所述助劑按重量份計包括納米碳酸鈣10份、沉香精油10份、氨基樹脂8份、羥基丙烯酸樹脂8份、端羧基聚酯樹脂5份、三氯化鋁5份、納米沸石粉4份、矽油4份、沉澱碳酸鈣3份。其中，所述硫酸溶液的濃度為8.5％。本實施例中提供一種凹凸棒土汙水處理劑的製備方法，包括如下步驟：（1）、凹凸棒土純化按照配比向去離子水中加入凹凸棒土，並加入分散劑，攪拌均勻後做分散處理2小時，然後靜置3h，棄去上層清液以及下層沙土，得到凹凸棒土的懸濁液，將懸濁液離心分離後得到的凹凸棒土置於烘箱中乾燥，備用；（2）、凹凸棒土改性處理將步驟（1）中提純過的凹凸棒土加入到硫酸溶液中，攪拌均勻進行第一次改性，第一次改性時間為1h，然後進行加熱，加熱溫度保持為85℃，在加熱的同時持續加入氫氧化鈉進行第二次改性，並攪拌使凹凸棒土的改性環境的pH值保持為6.3，第二次改性時間為3h；（3）、助劑製備將納米碳酸鈣、沉澱碳酸鈣、納米沸石粉、二醋酸纖維素混合研磨均勻，得到粉末，再將其他剩餘成分混合併攪拌均勻，與所得的粉末混合研磨15min，再加熱至55℃，過濾靜置冷卻後即得所述助劑；（4）、製作漿料將交聯累託石、秸稈、棉子殼渣和改性硅藻土按照配比取出，粉碎，過80目篩，得粉末狀混合物，將三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鎂、聚丙烯醯胺、氯化鋁、聚合硫酸鐵、苯甲酸鈉和檸檬酸按照配比取出與粉末狀混合物、助劑混合，加入剩餘水，充分攪拌，得到漿料；（5）、混合向改性後的凹凸棒土吹80℃的熱空氣使其翻騰，再向翻騰的凹凸棒土粉末中噴入步驟（4）中得到的漿料，使充分混合後，保持溫度為85℃，繼續翻騰60min，得到漿狀混合物，冷卻後備用；（6）、將空心玻璃微珠浸入步驟（5）得到的漿狀混合物中，慢速攪拌40min，然後過濾、烘乾；（7）、將步驟（5）的混合物轉移入馬弗爐中，空氣氣氛，700℃下熱處理1h，製得所述凹凸棒土汙水處理劑。其中，所述分散劑為焦磷酸鈉。其中，所述分散處理為砂磨分散。實施例3一種凹凸棒土汙水處理劑，按重量份計包括凹凸棒土175份、空心玻璃微珠225份、去離子水90份、硫酸溶液22份、交聯累託石22份、三氯化鐵3份、硫酸亞鐵3份、硫酸鎂3份、聚丙烯醯胺3份、氯化鋁3份、聚合硫酸鐵3份、氫氧化鈉3份、苯甲酸鈉3份、玉米澱粉3份、秸稈3份、棉子殼渣2份、改性硅藻土2份、檸檬酸2份、助劑1~3份和適量水。其中，所述交聯累託石為鋁交聯累託石。其中，所述助劑按重量份計包括納米碳酸鈣8份、沉香精油8份、氨基樹脂5份、羥基丙烯酸樹脂5份、端羧基聚酯樹脂3份、三氯化鋁3份、納米沸石粉3份、矽油3份、沉澱碳酸鈣2份。其中，所述硫酸溶液的濃度為8.2％。本實施例中提供一種凹凸棒土汙水處理劑的製備方法，包括如下步驟：（1）、凹凸棒土純化按照配比向去離子水中加入凹凸棒土，並加入分散劑，攪拌均勻後做分散處理1.5小時，然後靜置2.5h，棄去上層清液以及下層沙土，得到凹凸棒土的懸濁液，將懸濁液離心分離後得到的凹凸棒土置於烘箱中乾燥，備用；（2）、凹凸棒土改性處理將步驟（1）中提純過的凹凸棒土加入到硫酸溶液中，攪拌均勻進行第一次改性，第一次改性時間為1h，然後進行加熱，加熱溫度保持為75℃，在加熱的同時持續加入氫氧化鈉進行第二次改性，並攪拌使凹凸棒土的改性環境的pH值保持為5.8，第二次改性時間為2.5h；（3）、助劑製備將納米碳酸鈣、沉澱碳酸鈣、納米沸石粉、二醋酸纖維素混合研磨均勻，得到粉末，再將其他剩餘成分混合併攪拌均勻，與所得的粉末混合研磨12min，再加熱至52℃，過濾靜置冷卻後即得所述助劑；（4）、製作漿料將交聯累託石、秸稈、棉子殼渣和改性硅藻土按照配比取出，粉碎，過70目篩，得粉末狀混合物，將三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鎂、聚丙烯醯胺、氯化鋁、聚合硫酸鐵、苯甲酸鈉和檸檬酸按照配比取出與粉末狀混合物、助劑混合，加入剩餘水，充分攪拌，得到漿料；（5）、混合向改性後的凹凸棒土吹77℃的熱空氣使其翻騰，再向翻騰的凹凸棒土粉末中噴入步驟（4）中得到的漿料，使充分混合後，保持溫度為82℃，繼續翻騰55min，得到漿狀混合物，冷卻後備用；（6）、將空心玻璃微珠浸入步驟（5）得到的漿狀混合物中，慢速攪拌35min，然後過濾、烘乾；（7）、將步驟（5）的混合物轉移入馬弗爐中，空氣氣氛，600℃下熱處理0.5h，製得所述凹凸棒土汙水處理劑。其中，所述分散劑為聚丙烯酸銨。其中，所述分散處理為高剪切乳化機分散。實施例4採用根據實施例1~3的方法製備得到凹凸棒土汙水處理劑，分別進行重金屬廢水處理測試，測試投入凹凸棒土汙水處理劑後的離子去除效果，測試結果如下表1所示，單位為mg/L：表1組別投入量CODSSCu2+Pb2+Ni2+鉻錳重金屬廢水水樣/250180965.718.88.97.8實施例11002390.230.050.250.040.001實施例21002070.150.020.130.020.0007實施例31002180.160.040.160.030.0008去除率/≥90.8%≥95%≥99.8%≥99.1%≥98.7%≥99.6%≥99.9%由上表可知，本發明方法製備的凹凸棒土吸附顆粒，對廢水中的Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+、、鉻和錳等離子具有較強的去除效果，處理效果良好。參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp