申请日2017.07.13
公开(公告)日2017.12.01
IPC分类号C02F1/28; C02F1/62
摘要
本发明公开了一种去除污水中重金属离子的处理剂，由以下原料按照重量份组成：污水厂污泥26‑34份、氧化钙粉末12‑18份、壳聚糖5‑8份、黄芪1‑2份、白术0.6‑1.5份、连翘0.5‑2份、葛根0.1‑1份、甲醛4‑6份、海盐8‑14份、聚异丁烯基丁二酰亚胺10‑15份和粉煤灰16‑25份。本发明还公布了该产品的制备方法。该产品将粉煤灰和污水厂污泥进行再利用，节约了资源，使用时无需调节水中的PH值，直接投放入含有重金属离子的水中，即可将重金属离子吸附、沉淀和螯合，反应中不会生成有毒有害气体，不产生二次污染物，绿色环保，符合国家的可持续发展战略，具有广阔的市场前景。
权利要求书
1.一种去除污水中重金属离子的处理剂，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：污水厂污泥26-34份、氧化钙粉末12-18份、壳聚糖5-8份、黄芪1-2份、白术0.6-1.5份、连翘0.5-2份、葛根0.1-1份、甲醛4-6份、海盐8-14份、聚异丁烯基丁二酰亚胺10-15份和粉煤灰16-25份。
2.根据权利要求1所述的去除污水中重金属离子的处理剂，其特征在于，所述壳聚糖采用工业级壳聚糖固体。
3.根据权利要求1或2所述的去除污水中重金属离子的处理剂，其特征在于，所述氧化钙粉末的粒径为15-80um。
4.一种如权利要求1-3任一所述的去除污水中重金属离子的处理剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，将污水厂污泥晒干至含水量不高于3%，再将污水厂污泥进行灼烧，得到污泥灼烧残渣，将污泥灼烧残渣加入质量分数为15-40%的盐酸水溶液中，在常温下搅拌反应1-2小时，将得到的产物进行固液分离，将分离后的液体中加入氧化钙粉末，在40-48摄氏度下进行聚合反应4-12小时，得到聚合铝溶液;
步骤二，将黄芪、白术、连翘和葛根放置于砂锅里，浸泡20-40分钟后，再煎煮30-50分钟，煎熬时搅拌药材，搅拌次数为2-3次，煎熬完成后滤去药渣，取药液，再将壳聚糖加入药液中并且搅拌均匀，得到第一混合溶液;
步骤三，将聚异丁烯基丁二酰亚胺加入甲醇中，搅拌并且加热至45-60摄氏度，直至聚异丁烯基丁二酰亚胺完全溶解，再向其中加入甲醛，反应1.5-3小时，冷却至室温，再加入海盐和水，搅拌均匀，得到第二混合溶液;
步骤四，将聚合铝溶液、第一混合溶液、第二混合溶液和粉煤灰搅拌均匀并且在40-50摄氏度下反应5-8小时，将反应液澄清后取上清液;
步骤五，将上清液在惰性气体保护气氛下，在反应釜内加热至55-70摄氏度保持1-3小时，将产物取出、烘干并且粉碎成粉末，即可得到成品。
5.根据权利要求4所述的去除污水中重金属离子的处理剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二的煎煮温度为65-80摄氏度，步骤四的搅拌速度为240-360rpm。
说明书
一种去除污水中重金属离子的处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体是一种去除污水中重金属离子的处理剂。
背景技术
随着中国经济的快速发展，工业化和城市化进程的加快，环境污染和资源短缺问题日益显现。根据住房和城乡建设部的统计，截止2012年2月份，我国城镇污水处理厂设计规模已达到1.4亿m3/d，城镇污水处理厂数量有3184座，实际处理量已经达到1.12亿m3/d，污水中的重金属离子是指重金属失去电子形成的离子状态，重金属离子大部分是在工业生产过程中产生，如果没有经过处理即排放到自然界中就会造成重金属污染，因此，工业废水中的重金属离子去除也是一个重要的环节。
在含重金属废水处理中，采用在水中投入沉淀药剂使其沉淀后，再分离除去。沉淀使用的药剂一般有如下几种：1、采用氢氧化物调节PH值使水中重金属离子反应生成氢氧化物沉淀后除去;2、采用加入硫化物法，使之反应生成硫化物沉淀后除去;3、采用加入有机硫化物法，使之反应生成有机硫化物沉淀后除去。但以上药剂均存在缺点：1、采用氢氧化物去除重金属离子，其工艺复杂，且需要多次调节PH值;2、采用硫化物去除重金属离子，如果调节PH值不当，易产生硫化氢气体，有毒有害。这都为人们的使用带来了不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种去除污水中重金属离子的处理剂，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种去除污水中重金属离子的处理剂，由以下原料按照重量份组成：污水厂污泥26-34份、氧化钙粉末12-18份、壳聚糖5-8份、黄芪1-2份、白术0.6-1.5份、连翘0.5-2份、葛根0.1-1份、甲醛4-6份、海盐8-14份、聚异丁烯基丁二酰亚胺10-15份和粉煤灰16-25份。
作为本发明进一步的方案：壳聚糖采用工业级壳聚糖固体。
作为本发明进一步的方案：氧化钙粉末的粒径为15-80um。
所述去除污水中重金属离子的处理剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将污水厂污泥晒干至含水量不高于3%，再将污水厂污泥进行灼烧，得到污泥灼烧残渣，将污泥灼烧残渣加入质量分数为15-40%的盐酸水溶液中，在常温下搅拌反应1-2小时，将得到的产物进行固液分离，将分离后的液体中加入氧化钙粉末，在40-48摄氏度下进行聚合反应4-12小时，得到聚合铝溶液;
步骤二，将黄芪、白术、连翘和葛根放置于砂锅里，浸泡20-40分钟后，再煎煮30-50分钟，煎熬时搅拌药材，搅拌次数为2-3次，煎熬完成后滤去药渣，取药液，再将壳聚糖加入药液中并且搅拌均匀，得到第一混合溶液;
步骤三，将聚异丁烯基丁二酰亚胺加入甲醇中，搅拌并且加热至45-60摄氏度，直至聚异丁烯基丁二酰亚胺完全溶解，再向其中加入甲醛，反应1.5-3小时，冷却至室温，再加入海盐和水，搅拌均匀，得到第二混合溶液;
步骤四，将聚合铝溶液、第一混合溶液、第二混合溶液和粉煤灰搅拌均匀并且在40-50摄氏度下反应5-8小时，将反应液澄清后取上清液;
步骤五，将上清液在惰性气体保护气氛下，在反应釜内加热至55-70摄氏度保持1-3小时，将产物取出、烘干并且粉碎成粉末，即可得到成品。
作为本发明进一步的方案：步骤二的煎煮温度为65-80摄氏度，步骤四的搅拌速度为240-360rpm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该产品原料来源广泛，设备投资成本低，适用于大规模的工业化生产;该产品将粉煤灰和污水厂污泥进行再利用，节约了资源，使用时无需调节水中的PH值，直接投放入含有重金属离子的水中，即可将重金属离子吸附、沉淀和螯合，反应中不会生成有毒有害气体，不产生二次污染物，绿色环保，符合国家的可持续发展战略，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种去除污水中重金属离子的处理剂，由以下原料按照重量份组成：污水厂污泥26份、氧化钙粉末12份、工业级壳聚糖固体5份、黄芪1份、白术0.6份、连翘0.5份、葛根0.1份、甲醛4份、海盐8份、聚异丁烯基丁二酰亚胺10份和粉煤灰16份。
所述去除污水中重金属离子的处理剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将污水厂污泥晒干至含水量不高于3%，再将污水厂污泥进行灼烧，得到污泥灼烧残渣，将污泥灼烧残渣加入质量分数为18%的盐酸水溶液中，在常温下搅拌反应1小时，将得到的产物进行固液分离，将分离后的液体中加入氧化钙粉末，在42摄氏度下进行聚合反应6小时，得到聚合铝溶液;
步骤二，将黄芪、白术、连翘和葛根放置于砂锅里，浸泡24分钟后，再煎煮35分钟，煎熬时搅拌药材，搅拌次数为2次，煎熬完成后滤去药渣，取药液，再将工业级壳聚糖固体加入药液中并且搅拌均匀，得到第一混合溶液;
步骤三，将聚异丁烯基丁二酰亚胺加入甲醇中，搅拌并且加热至48摄氏度，直至聚异丁烯基丁二酰亚胺完全溶解，再向其中加入甲醛，反应2小时，冷却至室温，再加入海盐和水，搅拌均匀，得到第二混合溶液;
步骤四，将聚合铝溶液、第一混合溶液、第二混合溶液和粉煤灰搅拌均匀并且在42摄氏度下反应6小时，将反应液澄清后取上清液;
步骤五，将上清液在惰性气体保护气氛下，在反应釜内加热至60摄氏度保持1.5小时，将产物取出、烘干并且粉碎成粉末，即可得到成品。
实施例2
一种去除污水中重金属离子的处理剂，由以下原料按照重量份组成：污水厂污泥30份、氧化钙粉末15份、壳聚糖7份、黄芪1.5份、白术1份、连翘1.4份、葛根0.6份、甲醛5份、海盐11份、聚异丁烯基丁二酰亚胺12份和粉煤灰21份。氧化钙粉末的粒径为40um。
所述去除污水中重金属离子的处理剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将污水厂污泥晒干至含水量不高于3%，再将污水厂污泥进行灼烧，得到污泥灼烧残渣，将污泥灼烧残渣加入质量分数为22%的盐酸水溶液中，在常温下搅拌反应1.5小时，将得到的产物进行固液分离，将分离后的液体中加入氧化钙粉末，在45摄氏度下进行聚合反应8小时，得到聚合铝溶液;
步骤二，将黄芪、白术、连翘和葛根放置于砂锅里，浸泡32分钟后，在70摄氏度下煎煮40分钟，煎熬时搅拌药材，搅拌次数为3次，煎熬完成后滤去药渣，取药液，再将壳聚糖加入药液中并且搅拌均匀，得到第一混合溶液;
步骤三，将聚异丁烯基丁二酰亚胺加入甲醇中，搅拌并且加热至50摄氏度，直至聚异丁烯基丁二酰亚胺完全溶解，再向其中加入甲醛，反应2.5小时，冷却至室温，再加入海盐和水，搅拌均匀，得到第二混合溶液;
步骤四，将聚合铝溶液、第一混合溶液、第二混合溶液和粉煤灰在270rpm的转速下搅拌均匀并且在46摄氏度下反应7小时，将反应液澄清后取上清液;
步骤五，将上清液在惰性气体保护气氛下，在反应釜内加热至62摄氏度保持3小时，将产物取出、烘干并且粉碎成粉末，即可得到成品。
实施例3
一种去除污水中重金属离子的处理剂，由以下原料按照重量份组成：污水厂污泥33份、氧化钙粉末16份、工业级壳聚糖固体8份、黄芪2份、白术1.4份、连翘2份、葛根0.9份、甲醛6份、海盐14份、聚异丁烯基丁二酰亚胺15份和粉煤灰24份。氧化钙粉末的粒径为70um。
所述去除污水中重金属离子的处理剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，将污水厂污泥晒干至含水量不高于3%，再将污水厂污泥进行灼烧，得到污泥灼烧残渣，将污泥灼烧残渣加入质量分数为36%的盐酸水溶液中，在常温下搅拌反应2小时，将得到的产物进行固液分离，将分离后的液体中加入氧化钙粉末，在46摄氏度下进行聚合反应10小时，得到聚合铝溶液;
步骤二，将黄芪、白术、连翘和葛根放置于砂锅里，浸泡40分钟后，在75摄氏度下煎煮45分钟，煎熬时搅拌药材，搅拌次数为2次，煎熬完成后滤去药渣，取药液，再将工业级壳聚糖固体加入药液中并且搅拌均匀，得到第一混合溶液;
步骤三，将聚异丁烯基丁二酰亚胺加入甲醇中，搅拌并且加热至60摄氏度，直至聚异丁烯基丁二酰亚胺完全溶解，再向其中加入甲醛，反应2小时，冷却至室温，再加入海盐和水，搅拌均匀，得到第二混合溶液;
步骤四，将聚合铝溶液、第一混合溶液、第二混合溶液和粉煤灰在300rpm的转速下搅拌均匀并且在46摄氏度下反应6小时，将反应液澄清后取上清液;
步骤五，将上清液在惰性气体保护气氛下，在反应釜内加热至64摄氏度保持2小时，将产物取出、烘干并且粉碎成粉末，即可得到成品。
污水厂污泥灼烧得到含铝废渣，再加入盐酸和氧化钙粉末反应，得到聚合铝溶液，絮凝体形成快、沉降速度快，并且对污泥进行再利用，达到节约资源的目的;黄芪、白术、连翘和葛根的煎煮液与壳聚糖混合，可以形成壳聚糖中药分散液;聚异丁烯基丁二酰亚胺、甲醇和海盐的水溶液与壳聚糖中药分散液配合使用，再配合粉煤灰和聚合铝溶液，使用时无需调节水中的PH值，直接投放入含有重金属离子的水中，即可将重金属离子吸附、沉淀和螯合，反应中不会生成有毒有害气体，不产生二次污染物，绿色环保，符合国家的可持续发展战略。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
