一種環保型重金屬廢水處理劑及其製備方法與流程
2023-05-30 20:18:01
本發明涉及廢水綜合處理
技術領域：
，特別涉及一種環保型重金屬廢水處理劑及其製備方法。
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。目前，世界各國重金屬廢水處理方法主要有三類：第一類是廢水中重金屬離子通過發生化學反應除去的方法，包括中和沉澱法、硫化物沉澱法、鐵氧體共沉澱法、化學還原法、電化學還原法和高分子重金屬捕集劑法等。第二類是使廢水中的重金屬在不改變其化學形態的條件下進行吸附、濃縮、分離的方法，包括吸附、溶劑萃取、蒸發和凝固法、離子交換和膜分離等。第三類是藉助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法，其中包括生物絮凝、生物化學法和植物生態修復等。然而，現在普遍使用的重金屬廢水處理劑的功能較為單一，因此必須在水處理系統中分別投加絮凝劑、緩蝕劑、殺菌劑等多種藥劑，處理工藝流程複雜、設備多、操作過程繁雜、藥劑投加量大、費用多，而且多種試劑之間會通過各種化學反應相互抵抗，致使藥效降低。因此，廢水處理劑的研發需要向著更高層次、更多領域邁進。特別是需要研發多功能廢水處理劑，通過添加生物酶、菌粉等措施，使化學處理劑能夠綜合生物處理劑的優點，擴展廢水處理劑的使用範圍。同時，研製綠色廢水處理劑也是未來發展的必然趨勢，降低藥劑使用產生的汙染，最終達到零汙染產生的目標。然而，目前該方面的研究尚不夠充分，相關產品也遠遠沒有達到市場的需求，給我國的重金屬廢水處理工業的快速發展帶來了不小的挑戰。技術實現要素：為解決上述技術問題，本發明提供一種環保型重金屬廢水處理劑，通過採用特定的原料進行組合，配合特定的生產工藝，使得製備而成的廢水處理劑可以顯著降低重金屬廢水中的CODcr、Cu2+、Cd2+、Ni2+，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。本發明的目的可以通過以下技術方案實現：一種環保型重金屬廢水處理劑，由下列重量份的原料製成：丙烯酸高分子吸水樹脂60-70份、失水山梨醇脂肪酸酯55-65份、膨潤土40-50份、殼聚糖20-26份、羥乙基纖維素18-22份、雙-(苯基二甲基矽氧烷)甲基矽醇12-16份、N，N-二甲基甲醯胺8-10份、過硫酸銨6-8份、碳酸鋇6-8份、石英石粉4-6份、茶籽粉3-5份、康氏木黴2-4份、地衣芽孢桿菌2-4份、引發劑3-5份、偶聯劑3-5份。優選地，所述引發劑選自過氧化苯甲醯、亞硫酸氫鈉、聚氧乙烯中的任意一種。優選地，所述偶聯劑選自1，3-二環己基碳二亞胺、雙-3-三乙氧基甲矽烷基丙基四硫化物、3-四甲基銨四氟硼酸鹽中的任意一種。所述的環保型重金屬廢水處理劑的製備方法，包括以下步驟：（1）將丙烯酸高分子吸水樹脂、失水山梨醇脂肪酸酯、殼聚糖、雙-(苯基二甲基矽氧烷)甲基矽醇、N，N-二甲基甲醯胺加入質量8～10倍的無水乙醇，在85～90℃下超聲處理45～50min，超聲功率為800～900W，得超聲處理混合物；（2）將膨潤土、碳酸鋇、石英石粉充分混合，先於85～95℃下乾燥6h，再於450～500℃下煅燒2h，得煅燒處理混合物；（3）將超聲處理混合物與煅燒處理混合物混合，加入球磨機，再加入羥乙基纖維素，混合均勻後球磨至細度小於35μm，得球磨混合物；（4）向球磨混合物中加入過硫酸銨、引發劑、偶聯劑，混合均勻後微波處理15～20min，隨後加入反應釜中，升溫至150～180℃，以350rpm的轉速攪拌25～35min，冷卻至室溫後加入茶籽粉、康氏木黴、地衣芽孢桿菌，得中間混合物；（5）按照每克中間混合物噴灑蒸餾水0.1ml的標準進行噴灑操作，然後加入造粒機進行造粒，粒徑為2mm，再將造粒所得顆粒在烘箱中低溫乾燥，出料後得成品處理劑。優選地，所述步驟（4）中的微波頻率為2250MHz，微波功率為60W，微波處理時間為20min。優選地，所述步驟（5）中，乾燥溫度為40～50℃，乾燥時間為90min。本發明與現有技術相比，其有益效果為：（1）本發明的環保型重金屬廢水處理劑以丙烯酸高分子吸水樹脂、失水山梨醇脂肪酸酯、膨潤土為主要成分，通過加入殼聚糖、羥乙基纖維素、雙-(苯基二甲基矽氧烷)甲基矽醇、N，N-二甲基甲醯胺、過硫酸銨、碳酸鋇、石英石粉、茶籽粉、康氏木黴、地衣芽孢桿菌、引發劑、偶聯劑，輔以超聲處理、高溫煅燒、混合球磨、高溫攪拌、噴灑造粒、低溫乾燥等工藝，使得製備而成的廢水處理劑可以顯著降低重金屬廢水中的CODcr、Cu2+、Cd2+、Ni2+，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。（2）本發明的環保型重金屬廢水處理劑原料廉價、工藝簡單，適於大規模工業化運用，實用性強。具體實施方式下面結合具體實施例對發明的技術方案進行詳細說明。實施例1（1）按照重量份稱取丙烯酸高分子吸水樹脂60份、失水山梨醇脂肪酸酯55份、膨潤土40份、殼聚糖20份、羥乙基纖維素18份、雙-(苯基二甲基矽氧烷)甲基矽醇12份、N，N-二甲基甲醯胺8份、過硫酸銨6份、碳酸鋇6份、石英石粉4份、茶籽粉3份、康氏木黴2份、地衣芽孢桿菌2份、過氧化苯甲醯3份、1，3-二環己基碳二亞胺3份；（2）將丙烯酸高分子吸水樹脂、失水山梨醇脂肪酸酯、殼聚糖、雙-(苯基二甲基矽氧烷)甲基矽醇、N，N-二甲基甲醯胺加入質量8倍的無水乙醇，在85℃下超聲處理45min，超聲功率為800W，得超聲處理混合物；（3）將膨潤土、碳酸鋇、石英石粉充分混合，先於85℃下乾燥6h，再於450℃下煅燒2h，得煅燒處理混合物；（4）將超聲處理混合物與煅燒處理混合物混合，加入球磨機，再加入羥乙基纖維素，混合均勻後球磨至細度小於35μm，得球磨混合物；（5）向球磨混合物中加入過硫酸銨、過氧化苯甲醯、1，3-二環己基碳二亞胺，混合均勻後微波處理20min，其中微波頻率為2250MHz，微波功率為60W，隨後加入反應釜中，升溫至150℃，以350rpm的轉速攪拌25min，冷卻至室溫後加入茶籽粉、康氏木黴、地衣芽孢桿菌，得中間混合物；（6）按照每克中間混合物噴灑蒸餾水0.1ml的標準進行噴灑操作，然後加入造粒機進行造粒，粒徑為2mm，再將造粒所得顆粒在烘箱中低溫乾燥，乾燥溫度為40℃，乾燥時間為90min，出料後得成品處理劑。製得的環保型重金屬廢水處理劑的使用效果測試結果如表1所示。實施例2（1）按照重量份稱取丙烯酸高分子吸水樹脂65份、失水山梨醇脂肪酸酯60份、膨潤土45份、殼聚糖23份、羥乙基纖維素20份、雙-(苯基二甲基矽氧烷)甲基矽醇14份、N，N-二甲基甲醯胺9份、過硫酸銨7份、碳酸鋇7份、石英石粉5份、茶籽粉4份、康氏木黴3份、地衣芽孢桿菌3份、亞硫酸氫鈉4份、雙-3-三乙氧基甲矽烷基丙基四硫化物4份；（2）將丙烯酸高分子吸水樹脂、失水山梨醇脂肪酸酯、殼聚糖、雙-(苯基二甲基矽氧烷)甲基矽醇、N，N-二甲基甲醯胺加入質量9倍的無水乙醇，在88℃下超聲處理47min，超聲功率為850W，得超聲處理混合物；（3）將膨潤土、碳酸鋇、石英石粉充分混合，先於90℃下乾燥6h，再於475℃下煅燒2h，得煅燒處理混合物；（4）將超聲處理混合物與煅燒處理混合物混合，加入球磨機，再加入羥乙基纖維素，混合均勻後球磨至細度小於35μm，得球磨混合物；（5）向球磨混合物中加入過硫酸銨、亞硫酸氫鈉、雙-3-三乙氧基甲矽烷基丙基四硫化物，混合均勻後微波處理20min，其中微波頻率為2250MHz，微波功率為60W，隨後加入反應釜中，升溫至165℃，以350rpm的轉速攪拌30min，冷卻至室溫後加入茶籽粉、康氏木黴、地衣芽孢桿菌，得中間混合物；（6）按照每克中間混合物噴灑蒸餾水0.1ml的標準進行噴灑操作，然後加入造粒機進行造粒，粒徑為2mm，再將造粒所得顆粒在烘箱中低溫乾燥，乾燥溫度為45℃，乾燥時間為90min，出料後得成品處理劑。製得的環保型重金屬廢水處理劑的使用效果測試結果如表1所示。實施例3（1）按照重量份稱取丙烯酸高分子吸水樹脂70份、失水山梨醇脂肪酸酯65份、膨潤土50份、殼聚糖26份、羥乙基纖維素22份、雙-(苯基二甲基矽氧烷)甲基矽醇16份、N，N-二甲基甲醯胺10份、過硫酸銨8份、碳酸鋇8份、石英石粉6份、茶籽粉5份、康氏木黴4份、地衣芽孢桿菌4份、聚氧乙烯5份、3-四甲基銨四氟硼酸鹽5份；（2）將丙烯酸高分子吸水樹脂、失水山梨醇脂肪酸酯、殼聚糖、雙-(苯基二甲基矽氧烷)甲基矽醇、N，N-二甲基甲醯胺加入質量10倍的無水乙醇，在90℃下超聲處理50min，超聲功率為900W，得超聲處理混合物；（3）將膨潤土、碳酸鋇、石英石粉充分混合，先於95℃下乾燥6h，再於500℃下煅燒2h，得煅燒處理混合物；（4）將超聲處理混合物與煅燒處理混合物混合，加入球磨機，再加入羥乙基纖維素，混合均勻後球磨至細度小於35μm，得球磨混合物；（5）向球磨混合物中加入過硫酸銨、聚氧乙烯、3-四甲基銨四氟硼酸鹽，混合均勻後微波處理20min，其中微波頻率為2250MHz，微波功率為60W，隨後加入反應釜中，升溫至180℃，以350rpm的轉速攪拌35min，冷卻至室溫後加入茶籽粉、康氏木黴、地衣芽孢桿菌，得中間混合物；（6）按照每克中間混合物噴灑蒸餾水0.1ml的標準進行噴灑操作，然後加入造粒機進行造粒，粒徑為2mm，再將造粒所得顆粒在烘箱中低溫乾燥，乾燥溫度為50℃，乾燥時間為90min，出料後得成品處理劑。製得的環保型重金屬廢水處理劑的使用效果測試結果如表1所示。實施例4（1）按照重量份稱取丙烯酸高分子吸水樹脂70份、失水山梨醇脂肪酸酯55份、膨潤土50份、殼聚糖20份、羥乙基纖維素22份、雙-(苯基二甲基矽氧烷)甲基矽醇12份、N，N-二甲基甲醯胺10份、過硫酸銨6份、碳酸鋇8份、石英石粉4份、茶籽粉5份、康氏木黴2份、地衣芽孢桿菌4份、過氧化苯甲醯3份、3-四甲基銨四氟硼酸鹽5份；（2）將丙烯酸高分子吸水樹脂、失水山梨醇脂肪酸酯、殼聚糖、雙-(苯基二甲基矽氧烷)甲基矽醇、N，N-二甲基甲醯胺加入質量8倍的無水乙醇，在90℃下超聲處理45min，超聲功率為900W，得超聲處理混合物；（3）將膨潤土、碳酸鋇、石英石粉充分混合，先於85℃下乾燥6h，再於500℃下煅燒2h，得煅燒處理混合物；（4）將超聲處理混合物與煅燒處理混合物混合，加入球磨機，再加入羥乙基纖維素，混合均勻後球磨至細度小於35μm，得球磨混合物；（5）向球磨混合物中加入過硫酸銨、過氧化苯甲醯、3-四甲基銨四氟硼酸鹽，混合均勻後微波處理20min，其中微波頻率為2250MHz，微波功率為60W，隨後加入反應釜中，升溫至150℃，以350rpm的轉速攪拌35min，冷卻至室溫後加入茶籽粉、康氏木黴、地衣芽孢桿菌，得中間混合物；（6）按照每克中間混合物噴灑蒸餾水0.1ml的標準進行噴灑操作，然後加入造粒機進行造粒，粒徑為2mm，再將造粒所得顆粒在烘箱中低溫乾燥，乾燥溫度為40℃，乾燥時間為90min，出料後得成品處理劑。製得的環保型重金屬廢水處理劑的使用效果測試結果如表1所示。對比例1（1）按照重量份稱取丙烯酸高分子吸水樹脂65份、失水山梨醇脂肪酸酯60份、膨潤土45份、殼聚糖23份、羥乙基纖維素20份、雙-(苯基二甲基矽氧烷)甲基矽醇14份、過硫酸銨7份、碳酸鋇7份、石英石粉5份、茶籽粉4份、地衣芽孢桿菌3份、亞硫酸氫鈉4份、雙-3-三乙氧基甲矽烷基丙基四硫化物4份；（2）將丙烯酸高分子吸水樹脂、失水山梨醇脂肪酸酯、殼聚糖、雙-(苯基二甲基矽氧烷)甲基矽醇加入質量9倍的無水乙醇，在88℃下超聲處理47min，超聲功率為850W，得超聲處理混合物；（3）將膨潤土、碳酸鋇、石英石粉充分混合，先於90℃下乾燥6h，再於475℃下煅燒2h，得煅燒處理混合物；（4）將超聲處理混合物與煅燒處理混合物混合，加入球磨機，再加入羥乙基纖維素，混合均勻後球磨至細度小於35μm，得球磨混合物；（5）向球磨混合物中加入過硫酸銨、亞硫酸氫鈉、雙-3-三乙氧基甲矽烷基丙基四硫化物，混合均勻後微波處理20min，其中微波頻率為2250MHz，微波功率為60W，隨後加入反應釜中，升溫至165℃，以350rpm的轉速攪拌30min，冷卻至室溫後加入茶籽粉、地衣芽孢桿菌，得中間混合物；（6）按照每克中間混合物噴灑蒸餾水0.1ml的標準進行噴灑操作，然後加入造粒機進行造粒，粒徑為2mm，再將造粒所得顆粒在烘箱中低溫乾燥，乾燥溫度為45℃，乾燥時間為90min，出料後得成品處理劑。製得的環保型重金屬廢水處理劑的使用效果測試結果如表1所示。對比例2（1）按照重量份稱取丙烯酸高分子吸水樹脂70份、失水山梨醇脂肪酸酯55份、膨潤土50份、殼聚糖20份、羥乙基纖維素22份、N，N-二甲基甲醯胺10份、過硫酸銨6份、碳酸鋇8份、茶籽粉5份、康氏木黴2份、地衣芽孢桿菌4份、過氧化苯甲醯3份、3-四甲基銨四氟硼酸鹽5份；（2）將丙烯酸高分子吸水樹脂、失水山梨醇脂肪酸酯、殼聚糖、N，N-二甲基甲醯胺加入質量8倍的無水乙醇，在90℃下超聲處理45min，超聲功率為900W，得超聲處理混合物；（3）將膨潤土、碳酸鋇充分混合，先於85℃下乾燥6h，再於500℃下煅燒2h，得煅燒處理混合物；（4）將超聲處理混合物與煅燒處理混合物混合，加入球磨機，再加入羥乙基纖維素，混合均勻後球磨至細度小於35μm，得球磨混合物；（5）向球磨混合物中加入過硫酸銨、過氧化苯甲醯、3-四甲基銨四氟硼酸鹽，混合均勻後微波處理20min，其中微波頻率為2250MHz，微波功率為60W，隨後加入反應釜中，升溫至150℃，以350rpm的轉速攪拌35min，冷卻至室溫後加入茶籽粉、康氏木黴、地衣芽孢桿菌，得中間混合物；（6）按照每克中間混合物噴灑蒸餾水0.1ml的標準進行噴灑操作，然後加入造粒機進行造粒，粒徑為2mm，再將造粒所得顆粒在烘箱中低溫乾燥，乾燥溫度為40℃，乾燥時間為90min，出料後得成品處理劑。製得的環保型重金屬廢水處理劑的使用效果測試結果如表1所示。將實施例1-4和對比例1-2的環保型重金屬廢水處理劑分別對重金屬廢水處理後測定其CODcr、Cu2+、Cd2+、Ni2+這幾項指標，其中重金屬廢水的進水CODcr為350mg/L、Cu2+為80mg/L、Cd2+為65mg/L、Ni2+為20mg/L。表1 CODcr（mg/L）Cu2+（mg/L）Cd2+（mg/L）Ni2+（mg/L）實施例1240.090.050.02實施例2180.050.030.01實施例3210.070.030.01實施例4230.080.040.02對比例1310.120.070.04對比例2320.140.080.04本發明的環保型重金屬廢水處理劑以丙烯酸高分子吸水樹脂、失水山梨醇脂肪酸酯、膨潤土為主要成分，通過加入殼聚糖、羥乙基纖維素、雙-(苯基二甲基矽氧烷)甲基矽醇、N，N-二甲基甲醯胺、過硫酸銨、碳酸鋇、石英石粉、茶籽粉、康氏木黴、地衣芽孢桿菌、引發劑、偶聯劑，輔以超聲處理、高溫煅燒、混合球磨、高溫攪拌、噴灑造粒、低溫乾燥等工藝，使得製備而成的廢水處理劑可以顯著降低重金屬廢水中的CODcr、Cu2+、Cd2+、Ni2+，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。本發明的環保型重金屬廢水處理劑原料廉價、工藝簡單，適於大規模工業化運用，實用性強。以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的
技術領域：
，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。當前第1頁1 2 3