活性硅藻納米淨水劑及其生產方法

2023-09-20 07:57:25 1

專利名稱：：活性硅藻納米淨水劑及其生產方法
技術領域：
：本發明提供了一種活性硅藻納米淨水劑，同時還公開了其生產方法，屬於環保汙水淨化的
技術領域：
。技術背景由於各種汙染源排放出的汙水日益增多，水汙染及缺水狀況日益嚴重。沿海赤潮、湖泊藍藻，黃河斷流，水引起的問題影響人類生存發展。用於汙水的淨化劑應具有很好絮凝、混凝、脫色、除臭降低C0D、B0D去除重金屬離子的功效。但常規的淨水劑在應用效果方面，由於受到形態結構的影響，導致現有產品的單耗較高，這樣不僅提高了水處理成本，而且影響到水中某些金屬元素，尤其是重金屬元素含量及殘留鋁含量的升高。
發明內容本發明公開一種活性硅藻納米淨水劑，具有很好的絮凝、混凝、脫色、除臭降低C0D、BOD去除重金屬離子的特點。本發明還提供了氟矽活性硅藻納米淨水劑的生產方法，適用於工業化生產。本發明的技術解決如下將有機矽，經過納米分散液處理過的納米材料，分散到硅藻土中，對其進行改性。其配方主要是由以下重量配比的原料製成的(按重量份數比)所述的有機矽0.5-15;納米粉體0.1-10;納米分散液0.05-25;硅藻土60-80;所述的納米粉體合金選自以下原料中的一種或多種(1)納米二氧化鈦(2)納米二氧化矽(3)納米三氧化二鋁(4)納米碳酸鈣(5)納米氧化鋁(6)納米氧化鋅(7)納米三氧化二鐵(8)納米硫磺。所述的溶劑選自以下原料中的一種或多種。(1)醚酯類如丙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯等；(2)酮類如甲基異丁酮、丙酮、環已酮等；(3)醇類如丁醇、乙醇、異丙醇等；(4)醚類如乙二醇單丁醚、丙二醇單丁醚等。(5)去離子水。所述的納米分散液助劑選自以下原料中的一種或多種(1)有機矽偶聯劑包括KH-550、KH-560;(2)有機鈦偶聯劑包括KHT-203、KHT-301、KHT-303、KHT-305;(3)有機鋁偶聯劑包括DL-411、XL-95。具體生產工藝包括以下步驟(1)納米粉體分散液製備按上述比例稱取偶聯劑，將該比例偶聯劑液體在反應釜中邊升溫邊攪拌，溫度在4(TC-9(TC，轉數為500-1200轉/分，恆溫攪拌10-60分鐘，加入溶劑後再加入納米粉體，納米粉體在加入前必須進行真空加熱、去溼預處理，真空度應在3-6Pa，溫度在80°C-150°C;將調整、勾兌好的納米粉體分散液在室溫下進行分散，時間4-10小時。(2)將納米分散液加入硅藻中，60°C-120°C，轉數為600-1200轉/分，時間2-4小時。(3)常溫靜置8-12小時後，砂磨、分散、過濾，即得本發明活性硅藻納米淨水劑。以硅藻土資源，研製出了低成本高效快速淨水劑，是一種選材精良、配方科學、性能優異的產品。活性硅藻納米淨水劑，對汙水處理具有以下特點(1)能達到預期效果，排放汙水經處理後清澈透明，各項指標均可達到汙水排放國標。(2對汙水中的金屬離子鉛、鋅、鉻、銅等離子，磷、氯等離子，有機物等粒子，去除率高。(3)操作性強，實用簡便，勞動強度低，設備簡便。(4)應能廣泛實用於城市、工礦、汙水處理項目。(5)處理後的汙水可循環使用，汙泥回收、再生、提純，可重複淨水使用或做生物菌肥載體使用。本發明利用活性硅藻納米淨水劑的特別性能，是由於硅藻表面的不平衡電位能和汙水中懸浮離子、粒子的電荷相吸中和，使其相斥電位受到破壞而與硅藻形成交聯，電位的排斥與吸引，在引力和重力作用下，汙水中汙物產生絮凝和沉澱，活性硅藻納米淨水劑本身的巨大表面積，巨大的孔體積和較大吸附力，能把汙水中微細和超微細物質吸附到表面，形成鏈式絮凝結構。活性硅藻納米淨水劑具有自脫水性能，當沉澱物排放在》200目篩網上，水會被濾過，而濾過的水更為清淨。濾渣含水在50%—60%時取走處理。活性硅藻納米淨水劑從而達到國家汙水處理排放工程標準。活性度大的硅藻處於高度熱力學不穩定狀態，具有較大表面自由能，因而有吸附其他物質的性能，能把汙水中的絮凝團、部份細菌、病毒、有機、無機顆粒吸附在硅藻內外。形成以硅藻為中心的大顆粒基團，這種吸附功能能快速淨化汙水。活性硅藻經過改性處裡，在汙水中快速沉降，形成多孔濾床，便於汙泥脫水和清渣。同時汙水通過濾床，大的顆粒、絮團、菌簇被濾除。本發明的積極效果在於將納米粉體經偶聯劑分散處理後，按一定比例填加到硅藻中，製成的淨水劑粒間電荷偶極吸附力、表面締合力超強，使汙水中膠體顆粒，極性原子、分子在淨水劑上形成聚團而易於分離，加入汙水中，進行攪拌和時效處理，使汙水中有害物形成大塊絮凝物，使汙水固液分離加快，穩定。降低了汙水處理成本，提高效率。本發明可單獨用於汙水處理，也可配合其他淨水劑使用。具體實施方式-通過以下實施例進一步舉例描述本發明，並不以任何方式限制本發明，在不背離本發明的技術解決方案的前提下，對本發明所作的本領域普通技術人員容易實現的任何改動或改變都將落入本發明的權利要求範圍之內。實施例1取硅藻土50-80公斤；在加熱釜中邊攪拌邊升溫，溫度80O°C-1250。C後，轉數為120-800轉/分，升溫至8Q(TC-125(TC後，恆溫攪拌4-8小時，靜置12-24小時，加入10—30公斤複合酸，3(TC—80。C，200—600轉/分，保溫12—24小時，用去離子水洗滌，調整PH值4，5—12，即成活性硅藻。實施例2取硅藻土50-80公斤；取碳酸氫鈉0.2-10公斤；去離子水110-160公斤；將該比例混合物在反應釜中邊攪拌邊升溫，溫度80(TC-125(TC，轉數為120-800轉/分，升溫至800°C-125(TC後，恆溫攪拌4-8小時，靜置12-24小時，加入10—30公斤複合酸，30°C_80°C，200—600轉/分，保溫12—24小時，用去離子水洗滌，調整PH值4.5—12，即成活性硅藻。實施例3取硫酸10—15公斤；氫氟酸1一3公斤；鹽酸0.5—2公斤；硝酸0.5—1公斤；去離子水120_250公斤；在室溫下混合攪拌均勻，製成複合酸。實施例4將0.5—2公斤有機鈦偶聯劑KH-550與0.1_2公斤有機鋁偶聯劑DL-411，放入高速攪拌器中，邊升溫邊攪拌，轉數為500-1200轉/分，升溫至40。C-8(TC，恆溫攪拌10-20分鐘，製成納米分散液。實施例5將0.l—3公斤有機鈦偶聯劑KHT-301與0.l—2公斤有機鋁偶聯劑DL-411，放入高速攪拌器中，邊升溫邊攪拌，轉數為500-1200轉/分，升溫至40。C-8(TC，恆溫攪拌10-20分鐘，製成納米分散液。實施例6將0.2—5公斤有機矽偶聯劑KH-560與0.2—3公斤有機鈦偶聯劑KHT-303，放入高速攪拌器中，邊升溫邊攪拌，轉數為500-1200轉/分，升溫至4(TC-8(TC後，恆溫攪拌10-20分，製成納米粉體分散液。實施將0.3—5公斤納米二氧化鈦兌入實施例6(納米粉體分散液)1.5公斤，和實施例5溶劑30公斤的混合液中，將兌好的納米粉體混合液在室溫下進行砂磨、分散4-8小時，在光學顯微鏡中觀察無納米糰聚粒子為合格。將分散好的納米鈦分散液加入實施例(1)中，常溫高速攪拌、分散，轉數為800-1600轉/分，攪拌、分散時間為40-120分，調整PH值4.5-12，，即成活性硅藻納米淨水劑。該淨水劑所試項滿足國家有關標準的技術要求。實施例8將2公斤納米三氧化二鋁粉和納米硫磺粉兌入實施例4(納米粉體分散)2.5—9公斤，和實施例5:30公斤的混合液中，將兌好的納米粉體混合液在室溫下進行砂磨、分散4-8小時，在光學顯微鏡中觀察無納米糰聚粒子為合格。將分散好的納米矽分散液兌入實施例2(活性硅藻)100公斤中，常溫高速攪拌、分散，轉數為800-1600轉/分，攪拌、分散時間為40-120分，調整ra值3.5-12，加入實施例(1)，即成為活性硅藻土納米淨水劑。我公司研製的活性硅藻土納米淨水劑，經過對比試驗表明，各項滿足有關標準的技術要求。實施例9將0.l—6公斤納米二氧化鈦粉兌入實施例5(納米粉體分散)3.8—9公斤，和實施例5溶劑30公斤的混合液中，將兌好的納米粉體混合液在室溫下進行砂磨、分散4-8小時，在光學顯微鏡中觀察無納米糰聚粒子為合格。將分散好的納米矽分散液兌入實施例2(活性硅藻)100公斤中，常溫高速攪拌、分散，轉數為800-1600轉/分，攪拌、分散時間為40-120分，調整PH值3.5-12，加入實施例(1)中，即成為活性硅藻土納米淨水劑。我公司研製的活性硅藻土納米淨水劑，經過對比試驗表明該淨水劑所試項滿足有關標準的技術要求。實施例10將1一10公斤納米碳酸鈣和1—5公斤納米氧化鋅兌入實施例5(納米粉體分散)3.8—8公斤，和實施例5溶劑30公斤的混合液中，將兌好的納米粉體混合液在室溫下進行砂磨、分散4-8小時，在光學顯微鏡中觀察無納米糰聚粒子為合格。將分散好的納米矽分散液兌入實施例2(活性硅藻)100公斤中，常溫高速攪拌、分散，轉數為800-1600轉/分，攪拌、分散時間為40-120分，調整PH值3.5-12，加入實施例(l)中，即成為活性硅藻土納米淨水劑。該淨水劑所試項滿足有關標準的技術要求。其產品己達到一類標準。單位mg/Ltableseeoriginaldocumentpage10權利要求1、一種活性硅藻納米淨水劑，主要是由以下重量配比的原料製成硅藻土50-80；納米粉體5-15；納米分散液0.05-15；硫酸10-20；氫氟酸5-10；鹽酸2-6公斤；硝酸2-8；去離子水250-500公斤。2、根據權利要求l的淨水劑，其特徵在於所述的納米粉體選自以下原料中的一種或多種(1)納米二氧化鈦(2)納米氧化鐵(3)納米氧化鋁(4)納米氧化鈣(5)納米氧化鋅(6)納米氧化鐵(7)納米銀(8)納米鋅(9)納米硫磺。3、根據權利要求1的淨水劑，其特徵在於所述的納米分散液助劑選自以下原料中的一種或多種(1)有機矽偶聯劑包括KH-550、KH-560;(2)有機鈦偶聯劑包括KHT-203、KHT-301、KHT-303、KHT-305;(3)有機鋁偶聯劑包括DL-411、XL-95。4、根據權利要求1的淨水劑，其特徵在於所述的酸複合劑選自以下原料中的一種或多種(1)硫酸(2)鹽酸(3)氫氟酸(4)環烷酸(5)硝酸。5、根據權利要求1-4任意項所述淨水劑的生產方法，包括以下生產工藝步驟(1)硅藻的製備按上述比例稱取硅藻土，將該比例硅藻土在反應釜中邊升溫邊攪拌，溫度800°C-1250°C，轉數為120-800轉/分，升溫至800。C-125(rC後，，恆溫攪拌4-8小時，靜置12-24小時；(2)納米粉體分散液製備按上述比例稱取有機矽偶聯劑，將該比例有機矽偶聯劑液體在反應釜中邊升溫邊攪拌，溫度在4(TC-9(TC，轉數為500-1200轉/分，恆溫攪拌10-60分鐘，加入溶劑兌稀後再加入納米粉體，納米粉體在加入前必須進行真空加熱、去溼預處理，真空度應在3-6Pa，溫度在8(TC-15(TC;將調整、勾兌好的納米粉體分散液在室溫下進行分散，時間4-10小時；(3)將納米分散液加入去離子水中，40°C-80°C，轉數為600-1200轉/分，時間2-4小時；(4)常溫靜置8-12小時後，砂磨、分散、過濾，烘乾即得淨水劑。全文摘要本發明公開一種活性硅藻納米淨水劑及其生產方法，將納米粉體經偶聯劑分散處理後，按一定比例複合酸加入硅藻土中，在特定的溫度和時間中進行反應，經過納米分散液處理過的納米粉體，分散到硅藻中，對其進行改性，製成適合各種汙水淨化處理，不產生二次汙染的水淨化劑。將納米粉體經偶聯劑分散處理後，按一定比例填加到硅藻中，製成的淨水劑粒間電荷偶極吸附力、表面締合力超強，使汙水中膠體顆粒，極性原子、分子在淨水劑上形成聚團而易於分離，加入汙水中，進行攪拌和時效處理，使汙水中有害物形成大塊絮凝物，使汙水固液分離加快，穩定。降低了汙水處理成本，提高效率。本發明可單獨用於汙水處理，也可配合其他淨水劑使用。文檔編號C02F1/52GK101327981SQ200810051039公開日2008年12月24日申請日期2008年8月1日優先權日2008年8月1日發明者中孟,張玉梅,魏曉亮申請人:中孟