一種城市汙水處理的高效處理劑及製備方法與流程
2024-03-27 11:08:05
本發明涉及城市汙水淨化處理領域，尤其涉及一種複合汙水處理劑及其製備方法。
背景技術：
：根據環境監測結果統計分析，雖然我國增加了對環境保護的投入，強化環境綜合治理，但我國水汙染形勢仍然非常嚴峻，各項汙染物排放總量很大，汙染程度仍處於相當高的水平。城市汙水排放已是中國城市水的主要汙染源。隨著城市化程度加快，用水量增加，同時排水量增長，汙水處理需求也隨之加大，汙水處理和再生行業受到空前的關注。各地區毛利率都保持在70％左右，甚至有的地區超過了100％，行業發展潛力非常大。當前對水體危害較大的是人為汙染，根據汙染雜質的不同主要分為化學性汙染、物理性汙染和生物性汙染三大類。處理汙水的方法很多，一般可歸納為物理法、化學法和生物法等。其中物理法存在處理效果不佳，處理率不穩定問題；生物法存在處理成本過高的問題；因此化學法來處理汙水成為較受關注的發展方向。化學法是使用水處理藥劑來處理汙染物，常用的有混凝法、中和法、氧化還原法、離子交換法等。汙水處理藥劑最常用的是絮凝劑，包括三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合磷酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁鐵、聚合矽酸、聚丙烯醯胺等。但目前現有技術中的汙水處理劑綜合處理能力不足，除汙效率不高。技術實現要素：鑑於現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種複合汙水處理劑，其汙水綜合處理能力優異，具有除汙效率高，沉降速度快，pH使用範圍寬，能夠有效去除多種汙染物的特點。進一步地，本發明還提供該複合汙水處理劑的製備方法。本發明涉及一種複合汙水處理劑，按重量份數計，包括以下組分：式(1)中，以全部重複結構單元的總量為100mol％計，a，b，c，d分別表示各重複結構單元佔全部重複結構單元總量的摩爾百分含量，其中，a為50-80mol％，b為5-10mol％，c為5-10mol％，d為9-35mol％；X為滷素，例如氯、溴、碘等。優選的，式(1)所示的共聚物的數均分子量為50-500萬，優選200-500萬。優選的，所述改性納米海泡石粉為季銨化的丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)聚合物改性的納米海泡石粉。進一步優選的，所述改性納米海泡石粉可以按照以下方法來製備：將海泡石粉碎後，加入1-3mol/L的鹽酸水溶液進行浸泡處理，浸泡時間為24h，浸泡溫度為40-50℃，固液比優選1∶15～1∶20(g∶ml)；抽濾，將所得濾餅用去離子水洗滌至中性，烘乾得到酸改性海泡石粉；將季銨化的丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)單體配製成10-20mmol/L的水溶液，按固液比為1∶15～1∶20(g∶ml)的量加入所述酸改性海泡石粉，室溫下磁力攪拌0.5-1h後，加入水性引發劑，再攪拌分散0.5h，然後加熱至60-80℃引發聚合，聚合4-8h後抽濾，濾餅用去離子水洗滌至少3次，烘乾後粉碎至粒徑為10-800nm，優選100-800nm，獲得改性納米海泡石粉。優選的，所述改性殼聚糖為黃原酸化的殼聚糖。進一步優選的，所述改性殼聚糖可以按照以下方法來製備：將殼聚糖粉碎後分散於鹼性溶液中，加入二硫化碳反應3-6h，反應溫度為30-50℃，分別用甲醇和乙醇洗滌後乾燥得到改性殼聚糖。優選的，所述改性椰殼基活性炭可以按照以下方法來製備：(1)將椰殼基活性炭粉碎至100-200目，在攪拌條件下用1-3mol/L的鹽酸浸泡12h後，抽濾，所得濾餅再用1-3mol/L的NaOH浸泡12h，抽濾，將所得濾餅用去離子水洗滌至中性，烘乾；浸泡時的固液比均為1∶15～1∶20(g∶ml)；(2)將步驟(1)所得椰殼基活性炭用雙氧水進行氧化處理，處理溫度為60-80℃，處理時間為24h，雙氧水濃度為5-10mol/L，固液比為1∶15～1∶20(g∶ml)；氧化處理後的椰殼基活性炭經過濾、洗滌、真空乾燥；(3)將步驟(2)所得氧化處理後的椰殼基活性炭加入到0.04-0.06mol/L的十二烷基硫酸鈉水溶液中，固液比為1∶100-1∶500(g∶ml)，室溫攪拌24h後過濾、洗滌、乾燥即得改性椰殼基活性炭。所述式(1)所示的共聚物可按照本領域熟知的方法來製備，例如將各共聚單體按比例進行自由基共聚等，此處不再詳述。本發明還提供該汙水處理劑的製備方法，包括如下步驟：(1)按照上述配方中的重量份稱取各原料；(2)將配方量的改性納米海泡石粉，聚矽硫酸鐵，聚合三氯化鐵，木質素磺酸鈉，改性殼聚糖，間苯二酚-硫脲-甲醛縮聚物，改性椰殼基活性炭和式(1)所示的共聚物依次加入容器中混合均勻；(3)在使用前，加入氨基三甲叉磷酸，攪拌均勻後製得汙水處理劑。本發明的汙水處理劑通過上述各組分的協同作用，其汙水綜合處理能力優異，具有除汙效率高，沉降速度快，pH使用範圍寬的特點，能夠有效去除汙水中的磷、以及多種重金屬如汞、鉛、鉻、鎳、鎘等，集脫色、絮凝、去除COD等多種功能於一身，優於傳統的絮凝劑，其中脫色率可達95％以上，磷脫除率達95％以上，COD去除率可達90％以上，使用後汙水中磷、重金屬、硫化物等汙染物均無檢出。具體實施方式下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，但本發明並不限於以下實施例。實施例1一種汙水處理劑，按重量份數計，由以下組分組成：式(1-1)中，a為70mol％，b為8mol％，c為8mol％，d為14mol％，共聚物的數均分子量約為200萬。改性納米海泡石粉按照以下方法來製備：將海泡石粉碎後，加入2mol/L的鹽酸水溶液進行浸泡處理，浸泡時間為24h，浸泡溫度為45℃，固液比優選1∶15(g∶ml)；抽濾，將所得濾餅用去離子水洗滌至中性，烘乾得到酸改性海泡石粉；將季銨化的丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)單體配製成15mmol/L的水溶液，按固液比為1∶15(g∶ml)的量加入所述酸改性海泡石粉，室溫下磁力攪拌1h後，加入水性引發劑，再攪拌分散0.5h，然後加熱至70℃引發聚合，聚合8h後抽濾，濾餅用去離子水洗滌至少3次，烘乾後粉碎至粒徑為500nm，獲得改性納米海泡石粉。所述改性殼聚糖按照以下方法來製備：將殼聚糖粉碎後分散於鹼性溶液中，加入二硫化碳反應6h，反應溫度為45℃，鹼性溶液為0.2mol/L的氫氧化鈉溶液，二硫化碳與殼聚糖的質量比為2∶1，分別用甲醇和乙醇洗滌後乾燥得到改性殼聚糖。所述改性椰殼基活性炭按照以下方法來製備：(1)將椰殼基活性炭粉碎至200目，在攪拌條件下用2mol/L的鹽酸浸泡12h後，抽濾，所得濾餅再用2mol/L的NaOH浸泡12h，抽濾，將所得濾餅用去離子水洗滌至中性，烘乾；浸泡時的固液比均為1∶15(g∶ml)；(2)將步驟(1)所得椰殼基活性炭用雙氧水進行氧化處理，處理溫度為70℃，處理時間為24h，雙氧水濃度為5mol/L，固液比為1∶15(g∶ml)；氧化處理後的椰殼基活性炭經過濾、洗滌、真空乾燥；(3)將步驟(2)所得氧化處理後的椰殼基活性炭加入到0.06mol/L的十二烷基硫酸鈉水溶液中，固液比為1∶100(g∶ml)，室溫攪拌24h後過濾、洗滌、乾燥即得改性椰殼基活性炭。該汙水處理劑的製備方法為：(1)按照上述配方中的重量份稱取各原料；(2)將配方量的改性納米海泡石粉，聚矽硫酸鐵，聚合三氯化鐵，木質素磺酸鈉，改性殼聚糖，間苯二酚-硫脲-甲醛縮聚物，改性椰殼基活性炭和式(1)所示的共聚物依次加入容器中混合均勻；(3)在使用前，加入氨基三甲叉磷酸，攪拌均勻後製得汙水處理劑。應用實施例1的汙水處理劑進行模擬廢水處理，處理效果如下：單位mg/L項目投入量COD懸浮物磷硫化物汞鉻鉻模擬廢水/500100005100100010001000實施例1101320未檢出未檢出未檢出未檢出未檢出當前第1頁1 2 3