一種工業汙水處理用重金屬絮凝劑及其製備方法及應用與流程
2023-09-23 12:17:50
本發明涉及汙染處理技術領域，具體是一種工業汙水處理用重金屬絮凝劑及其製備方法及應用。
背景技術：
重金屬廢水是指礦冶、機械製造、化工、電子、儀表等工業生產過程中排出的含重金屬的廢水。重金屬(如含鎘、汞、鋅等)廢水是對環境汙染最嚴重和對人類危害最大的工業廢水之一，其水質水量與生產工藝有關。廢水中的重金屬一般不能分解破壞，只能轉移其存在位置和轉變其物化形態。處理方法可分為兩類：一是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變成不溶的重金屬化合物或元素，經沉澱或上浮從廢水中去除，可應用中和沉澱法、硫化物沉澱法、離子浮選法、電解沉澱等；二是將廢水中的重金屬在不改變其化學形態的條件下進行濃縮和分離，可應用反滲透法、蒸發法、離子交換法等。第二類方法比第一類優越，因為用第二類方法處理，重金屬是以原狀濃縮，不添加任何化學藥劑，可直接回用於生產過程。而用第一類方法，重金屬要藉助於多次使用的化學藥劑，經過多次的化學形態的轉化才能回收利用。但是第二類方法受到經濟和技術上的一些限制，目前還不適於處理大流量的工業廢水如礦冶廢水。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種只需投加一次、投加量少、效果好的工業汙水處理用重金屬絮凝劑及其製備方法及應用。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種工業汙水處理用重金屬絮凝劑，按照重量份數計，由以下原料組成：膨化雲母石52-60份、聚懶氨酸6-9份、檸檬酸22-28份、硫銨素16-22份、腐殖酸鈉12-18份、水80-110份；所述的膨化雲母石的製備步驟為：將雲母石置於其質量的4-6倍的濃度為25-30％的硝酸溶液中浸泡1-2h後，用清水衝洗乾淨，乾燥得酸處理雲母石；接著將酸處理雲母石置於3-氨丙基三甲氧基矽烷中，在溫度為55-58℃、超聲波功率為320-340W、超聲波頻率為45-52kHz的條件下進行超聲處理10-14min，過濾得濾渣；將濾渣置於空氣中放置16-20h後，再轉移至1250-1320℃溫度下進行煅燒2-4h，自然冷卻至常溫，粉碎，過40-60目篩，得膨化雲母石。
作為本發明進一步的方案：按照重量份數計，由以下原料組成：膨化雲母石55-58份、聚懶氨酸7-8份、檸檬酸24-25份、硫銨素19-20份、腐殖酸鈉14-16份、水92-95份；所述的膨化雲母石的製備步驟為：將雲母石置於其質量的5倍的濃度為27-28％的硝酸溶液中浸泡1-2h後，用清水衝洗乾淨，乾燥得酸處理雲母石；接著將酸處理雲母石置於3-氨丙基三甲氧基矽烷中，在溫度為56℃、超聲波功率為340W、超聲波頻率為48kHz的條件下進行超聲處理10-14min，過濾得濾渣；將濾渣置於空氣中放置18h後，再轉移至1280-1300℃溫度下進行煅燒3h，自然冷卻至常溫，粉碎，過60目篩，得膨化雲母石。
作為本發明進一步的方案：按照重量份數計，由以下原料組成：膨化雲母石57份、聚懶氨酸8份、檸檬酸24份、硫銨素20份、腐殖酸鈉15份、水94份；所述的膨化雲母石的製備步驟為：將雲母石置於其質量的5倍的濃度為28％的硝酸溶液中浸泡1h後，用清水衝洗乾淨，乾燥得酸處理雲母石；接著將酸處理雲母石置於3-氨丙基三甲氧基矽烷中，在溫度為56℃、超聲波功率為340W、超聲波頻率為48kHz的條件下進行超聲處理12min，過濾得濾渣；將濾渣置於空氣中放置18h後，再轉移至1290℃溫度下進行煅燒3h，自然冷卻至常溫，粉碎，過60目篩，得膨化雲母石。
所述的工業汙水處理用重金屬絮凝劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)按照上述質量份數稱取原材料，備用；
(2)首先將膨化雲母石與配方量一半的水一同倒入攪拌機中，攪拌15-20min；
(3)接著將檸檬酸緩慢加入攪拌機內，攪拌2-3min；
(4)然後將聚懶氨酸和硫銨素緩慢加入攪拌機內，攪拌4-6min；
(5)最後將腐殖酸鈉和剩餘的水加入攪拌機內，攪拌8-12min，得到所述的工業汙水處理用重金屬絮凝劑。
所述的重金屬絮凝劑在製備工業汙水處理用藥劑方面的應用。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明提供的重金屬絮凝劑適用於各種水質，尤其適用於重金屬含量較高的高濃度生活汙水、垃圾滲濾液、反衝洗廢水及化工汙水的瞬時沉澱，只需要投加一次、且投加量少，就可以實現汙水的達標排放，具有重要的環境、社會和經濟效益。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例1
本發明實施例中，一種工業汙水處理用重金屬絮凝劑，按照重量份數計，由以下原料組成：膨化雲母石52份、聚懶氨酸9份、檸檬酸22份、硫銨素22份、腐殖酸鈉12份、水110份；膨化雲母石的製備：將雲母石置於其質量的4倍的濃度為30％的硝酸溶液中浸泡1h後，用清水衝洗乾淨，乾燥得酸處理雲母石；接著將酸處理雲母石置於3-氨丙基三甲氧基矽烷中，在溫度為58℃、超聲波功率為320W、超聲波頻率為52kHz的條件下進行超聲處理10min，過濾得濾渣；將濾渣置於空氣中放置20h後，再轉移至1250℃溫度下進行煅燒4h，自然冷卻至常溫，粉碎，過40目篩，得膨化雲母石。
所述的工業汙水處理用重金屬絮凝劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)按照上述質量份數稱取原材料，備用；
(2)首先將膨化雲母石與配方量一半的水一同倒入攪拌機中，攪拌18min；
(3)接著將檸檬酸緩慢加入攪拌機內，攪拌3min；
(4)然後將聚懶氨酸和硫銨素緩慢加入攪拌機內，攪拌5min；
(5)最後將腐殖酸鈉和剩餘的水加入攪拌機內，攪拌10min，得到所述的工業汙水處理用重金屬絮凝劑。
實施例2
本發明實施例中，一種工業汙水處理用重金屬絮凝劑，按照重量份數計，由以下原料組成：膨化雲母石60份、聚懶氨酸6份、檸檬酸28份、硫銨素16份、腐殖酸鈉18份、水80份；膨化雲母石的製備：將雲母石置於其質量的6倍的濃度為25％的硝酸溶液中浸泡2h後，用清水衝洗乾淨，乾燥得酸處理雲母石；接著將酸處理雲母石置於3-氨丙基三甲氧基矽烷中，在溫度為55℃、超聲波功率為340W、超聲波頻率為45kHz的條件下進行超聲處理14min，過濾得濾渣；將濾渣置於空氣中放置16h後，再轉移至1320℃溫度下進行煅燒2h，自然冷卻至常溫，粉碎，過60目篩，得膨化雲母石。
所述的工業汙水處理用重金屬絮凝劑的製備方法，與實施例1相同。
實施例3
本發明實施例中，一種工業汙水處理用重金屬絮凝劑，按照重量份數計，由以下原料組成：膨化雲母石55份、聚懶氨酸8份、檸檬酸24份、硫銨素20份、腐殖酸鈉14份、水95份；膨化雲母石的製備：將雲母石置於其質量的5倍的濃度為27％的硝酸溶液中浸泡2h後，用清水衝洗乾淨，乾燥得酸處理雲母石；接著將酸處理雲母石置於3-氨丙基三甲氧基矽烷中，在溫度為56℃、超聲波功率為340W、超聲波頻率為48kHz的條件下進行超聲處理14min，過濾得濾渣；將濾渣置於空氣中放置18h後，再轉移至1300℃溫度下進行煅燒3h，自然冷卻至常溫，粉碎，過60目篩，得膨化雲母石。
所述的工業汙水處理用重金屬絮凝劑的製備方法，與實施例1相同。
實施例4
本發明實施例中，一種工業汙水處理用重金屬絮凝劑，按照重量份數計，由以下原料組成：膨化雲母石58份、聚懶氨酸7份、檸檬酸25份、硫銨素19份、腐殖酸鈉16份、水92份；膨化雲母石的製備：將雲母石置於其質量的5倍的濃度為28％的硝酸溶液中浸泡1h後，用清水衝洗乾淨，乾燥得酸處理雲母石；接著將酸處理雲母石置於3-氨丙基三甲氧基矽烷中，在溫度為56℃、超聲波功率為340W、超聲波頻率為48kHz的條件下進行超聲處理14min，過濾得濾渣；將濾渣置於空氣中放置18h後，再轉移至1280℃溫度下進行煅燒3h，自然冷卻至常溫，粉碎，過60目篩，得膨化雲母石。
所述的工業汙水處理用重金屬絮凝劑的製備方法，與實施例1相同。
實施例5
本發明實施例中，一種工業汙水處理用重金屬絮凝劑，按照重量份數計，由以下原料組成：膨化雲母石57份、聚懶氨酸8份、檸檬酸24份、硫銨素20份、腐殖酸鈉15份、水94份；膨化雲母石的製備：將雲母石置於其質量的5倍的濃度為28％的硝酸溶液中浸泡1h後，用清水衝洗乾淨，乾燥得酸處理雲母石；接著將酸處理雲母石置於3-氨丙基三甲氧基矽烷中，在溫度為56℃、超聲波功率為340W、超聲波頻率為48kHz的條件下進行超聲處理12min，過濾得濾渣；將濾渣置於空氣中放置18h後，再轉移至1290℃溫度下進行煅燒3h，自然冷卻至常溫，粉碎，過60目篩，得膨化雲母石。
所述的工業汙水處理用重金屬絮凝劑的製備方法，與實施例1相同。
對比例1
在實施例5的基礎上，以雲母石取代膨化雲母石，其餘與實施例5完全相同。
對比例2
在實施例5的基礎上，刪除硫銨素這一組分，其餘與實施例5完全相同。
對比例3
在實施例5的基礎上，以雲母石取代膨化雲母石，並刪除硫銨素這一組分，其餘與實施例5完全相同。
以中度重金屬汙染的工業廢水、輕度重金屬汙染的工業廢水兩種廢水為對象，其中中度重金屬汙染的工業廢水中汞的含量為9.1mg/L，鎘的含量為28.0mg/L，鋅的含量為114mg/L；輕度重金屬汙染的工業廢水中汞的含量為0.6mg/L，鎘的含量為3.9mg/L，鋅的含量為15mg/L。利用上述實施例1-5以及對比例1-3製得的工業汙水處理用重金屬絮凝劑對其進行處理，各重金屬絮凝劑的添加量為廢水量的千分之一，經添加、混合、靜置、沉降得到處理後的出水，經檢測，各出水中重金屬的含量如表1所示。
表1各例處理後的出水中重金屬的含量值
由表1可以看出：經實施例1-5製得的工業汙水處理用重金屬絮凝劑處理後的廢水出水中重金屬含量大大降低了，可以實現汙水的達標排放；尤其實施例5與對比例1-3的對比可知，本發明重金屬絮凝劑是通過膨化雲母石、硫銨素與其他組分共同作用，才具有如此顯著的重金屬絮凝效果。
對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。