一種淨水組合物及其製備方法和應用與流程
2023-05-14 23:20:46
本發明屬於水處理領域，涉及一種淨水組合物及其製備方法和應用。
背景技術：
水是生命之源，水體汙染以及水資源的短缺，迫使人們更加關注水資源的保護，以及對廢水的治理。如何使廢水達到國家排放標準，是目前亟待解決的問題。
目前在廢水處理過程中，常採用加入絮凝劑來處理廢水，傳統的混凝-沉澱-過濾-消毒四段式水處理工藝已不能應對目前的水汙染難題，為此需要研製一種具有聚凝與吸附雙重作用的淨水劑，以便對水汙染進行深度處理。
cn101979328a公開了一種殼聚糖複合凝膠淨水劑及其製備方法，所述殼聚糖複合凝膠淨水劑是由殼聚糖溶液、纖維素、硅藻土和活性炭製成的凝膠劑；所述的殼聚糖、纖維素、硅藻土和活性炭的質量比為1:1-2.5:2-3.5:3-5。此發明淨水劑天然無毒且具有高效吸附及聚凝作用雙重功能，能作為水中環境內分泌幹擾物汙染的深度淨化之用，對五氯酚鈉的去除率可達98.8％，對ddt的去除率可達96％，實用性較強。然而該發明只公開了該淨水劑對廢水中特定汙染物的去除效果，並未對廢水濁度、總磷、cod和bod的去除效果進行說明。
因此，在本領域中期望開發一種對廢水濁度、總磷、cod和bod具有較高去除率的淨水劑。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種淨水組合物及其製備方法和應用。
為達此目的，本發明採用以下技術方案：
本發明提供了一種淨水組合物，所述淨水組合物包括如下重量份的組分：
在本發明的淨水組合物中，硫酸鐵的含量為5-15重量份，例如5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份或15重量份。
在本發明的淨水組合物中，活性炭的含量為20-30重量份，例如21重量份、22重量份、23重量份、24重量份、25重量份、26重量份、27重量份、28重量份、29重量份或30重量份。本發明所述活性炭的顆粒粒度為80目-120目，例如80目、85目、90目、95目、100目、105目、110目、115目或120目。
在本發明的淨水組合物中，硅藻土的用量為10-20重量份，例如10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份或20重量份。
在本發明的淨水組合物中，所述殼聚糖的含量為10-20重量份，例如10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份或20重量份。
在本發明的淨水組合物中，所述二氧化矽的含量為5-10重量份，例如5重量份、5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份、9.5重量份或10重量份。
優選地，所述二氧化矽的粒徑為100-200nm，例如100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm、190nm或200nm。
在本發明的淨水組合物中，硫酸鋁的含量為10-20重量份，例如10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份或20重量份。
在本發明的淨水組合物中，表面活性劑的用量為2-5重量份，例如2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份或5重量份。
優選地，所述表面活性劑為非離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑或陽離子型表面活性劑。
在本發明的淨水組合物中，聚丙烯醯胺的用量為40-55重量份，例如40重量份、43重量份、45重量份、48重量份、50重量份、52重量份、54重量份或55重量份。
優選地，所述聚丙烯醯胺為聚乳酸、聚已內酯、聚乳酸-羥基乙酸共聚物或聚氨酯中的任意一種或至少兩種的組合，優選聚乳酸-羥基乙酸共聚物。
優選地，所述聚丙烯醯胺的數均分子量為5000-20000，例如5000、7000、9000、10000、12000、14000、18000或20000。
在本發明的淨水組合物中，致孔劑的用量為2-8重量份，例如2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份或8重量份。
在本發明中，所述淨水組合物的製備方法為：將硫酸鐵、活性炭、硅藻土、殼聚糖、二氧化矽、硫酸鋁分散於水中，而後加入表面活性劑進行攪拌，之後放入聚丙烯醯胺和致孔劑進行超聲，而後除去水，乾燥得到所述淨水組合物。
在本發明的淨水組合物中，硫酸鐵是一種高效廉價絮凝劑，具有顯著的沉澱重金屬及硫化物、脫色、脫臭、除油、殺菌、除磷、降低出水cod及bod等功效；活性炭和硅藻土是一種常規應用的吸附劑，受其本身特性和水中有機物性質等因素的影響，而不能單獨有效地去除水中的有機物；硫酸鋁作為一種沉澱劑和淨水劑用於廢水的處理。聚丙烯醯胺在本發明中是發揮穩定淨水組合物的作用，對其他組分形成一定的包覆作用，在致孔劑的作用下使得包覆不形成封閉，既保證各組分相互接觸，協同發揮作用，又可以形成類似球狀的鬆散組合物，在淨水後易於從水中除去，少殘留，殼聚糖和二氧化矽具有抗菌性，可以殺滅水中的細菌，並抑制細菌的生長。本發明將這些組分按照一定的配比組合起來獲得一種淨水組合物。本發明的淨水組合物是一種具有高效吸附及聚凝作用雙功能的複合淨水組合物。
本發明的淨水組合物可用於廢水處理，應用於廢水時投加量為每升廢水200-400mg，例如200mg/l、220mg/l、240mg/l、260mg/l、280mg/l、300mg/l、320mg/l、340mg/l、360mg/l、380mg/l或400mg/l。
相對於現有技術，本發明具有以下有益效果：
本發明的淨水組合物用於廢水處理時，當投加量為200mg/l時，對廢水濁度去除率可達95％以上，總磷去除率可達90％以上，cod的去除率可達34％以上，bod去除率在78％以上，抗菌性達到81％以上，並且本發明淨水組合物的原料來源豐富，成本低，具有較好的市場應用前景。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。
實施例1
在本實施例中，淨水組合物包括如下重量份的組分：
將殼聚糖、硫酸鐵、活性炭、硅藻土、殼聚糖、二氧化矽、硫酸鋁分散於水中，而後加入表面活性劑進行攪拌，之後放入聚丙烯醯胺(數均分子量10000)和致孔劑進行超聲，而後除去水，乾燥得到淨水組合物。
實施例2
在本實施例中，淨水組合物包括如下重量份的組分：
將殼聚糖、硫酸鐵、活性炭、硅藻土、殼聚糖、二氧化矽、硫酸鋁分散於水中，而後加入表面活性劑進行攪拌，之後放入聚丙烯醯胺(數均分子量20000)和致孔劑進行超聲，而後除去水，乾燥得到淨水組合物。
實施例3
在本實施例中，淨水組合物包括如下重量份的組分：
將殼聚糖、硫酸鐵、活性炭、硅藻土、殼聚糖、二氧化矽、硫酸鋁分散於水中，而後加入表面活性劑進行攪拌，之後放入聚丙烯醯胺(數均分子量5000)和致孔劑進行超聲，而後除去水，乾燥得到淨水組合物。
實施例4
在本實施例中，淨水組合物包括如下重量份的組分：
將殼聚糖、硫酸鐵、活性炭、硅藻土、殼聚糖、二氧化矽、硫酸鋁分散於水中，而後加入表面活性劑進行攪拌，之後放入聚丙烯醯胺(數均分子量8000)和致孔劑進行超聲，而後除去水，乾燥得到淨水組合物。
實施例5
在本實施例中，淨水組合物包括如下重量份的組分：
將殼聚糖、硫酸鐵、活性炭、硅藻土、殼聚糖、二氧化矽、硫酸鋁分散於水中，而後加入表面活性劑進行攪拌，之後放入聚丙烯醯胺(數均分子量10000)和致孔劑進行超聲，而後除去水，乾燥得到淨水組合物。
對比例1
在該對比例中，所述淨水組合物中不加入聚丙烯醯胺，其餘原料和原料用量以及製備方法同實施例1。
對比例2
該對比例與實施例1不同的是將聚丙烯醯胺換為聚乳酸，其餘原料和原料用量以及製備方法同實施例1。
對比例3
該對比例與實施例1不同的是將聚丙烯醯胺換為聚乳酸-羥基乙酸共聚物，其餘原料和原料用量以及製備方法同實施例1。
對比例4
在該對比例中，所述淨水組合物中不加入活性炭和硅藻土，其餘原料和原料用量以及製備方法同實施例1。
對比例5
在該對比例中，所述淨水組合物中不加入硅藻土，活性炭的用量為35重量份，其餘原料和原料用量以及製備方法同實施例1。
對比例6
在該對比例中，所述淨水組合物中不加入活性炭，硅藻土的用量為35重量份，其餘原料和原料用量以及製備方法同實施例1。
對比例7
在該對比例中，所述淨水組合物中不加入殼聚糖和二氧化矽，其餘原料和原料用量以及製備方法同實施例1。
對比例8
在該對比例中，所述淨水組合物中不加入殼聚糖，二氧化矽的用量為21重量份，其餘原料和原料用量以及製備方法同實施例1。
對比例9
在該對比例中，所述淨水組合物中不加入二氧化矽，殼聚糖的用量為21重量份，其餘原料和原料用量以及製備方法同實施例1。
將實施例1-5以及對比例1-9製備的淨水組合物用於對廢水進行處理，其結果如表1所示。
表1
由表1的結果可知，本發明實施例1-5製備的淨水組合物對廢水濁度去除率、總磷去除率、cod去除率和bod去除率以及抗菌性均明顯高於對比例1-7製備的淨水組合物，並且由實施例1與對比例1-7的對比可以看出，在本發明中聚丙烯醯胺的加入對於提高淨水組合物的廢水處理效果具有提高作用，並且活性炭和硅藻土三者對於廢水處理效果的提高具有協同作用，本發明中殼聚糖和二氧化矽對於提高組合物的抗菌性具有協同作用。
因此，本發明的淨水組合物，在應用於廢水處理時，在較低投加量(200mg/l)下，對廢水濁度去除率可達95％以上，總磷去除率可達90％以上，cod的去除率可達34％以上，bod去除率在78％以上，抗菌性達到81％以上，並且本發明淨水組合物的原料來源豐富，成本低，具有較好的市場應用前景。
申請人聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的淨水組合物，但本發明並不局限於上述實施例，即不意味著本發明必須依賴上述實施例才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護範圍和公開範圍之內。