申请日2018.04.17
公开(公告)日2018.08.24
IPC分类号C02F1/28; C02F1/56; C02F1/30; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种用于重金属污染的污水处理剂，包括以下重量份的原料：聚乙烯亚胺、二硫化碳、氢氧化钠、淀粉黄原酸、胶质芽孢杆菌、石决明粉末、改性沸石粉、改性膨润土、海藻酸钠、腐殖酸、三氯化铁、纳米二氧化钛、纤维素、硫酸亚铁、光催化剂、高效除镍剂、壳聚糖改性高分子絮凝剂、助凝剂、葡聚糖凝胶和去离子水，其制备方法为：备料、制备混合液A、制备混合液B和污水处理剂成型，本发明通过添加了聚乙烯亚胺、二硫化碳和助凝剂等，对各类重金属离子有很好的絮凝效果;淀粉黄原酸、胶质芽孢杆菌、石决明粉末、改性沸石粉和改性膨润土的添加，具有良好的吸附效果，通过吸附和絮凝的双重配合，有效去除污水中的重金属离子。
权利要求书
1.一种用于重金属污染的污水处理剂，其特征在于：包括以下重量份的原料：聚乙烯亚胺10-15份、二硫化碳3-5份、氢氧化钠5-8份、淀粉黄原酸3-6份、胶质芽孢杆菌4-5份、石决明粉末5-6份、改性沸石粉8-10份、改性膨润土2-3份、海藻酸钠2-4份、腐殖酸3-6份、三氯化铁4-5份、纳米二氧化钛2-4份、纤维素1-2份、硫酸亚铁3-4份、光催化剂2-4份、高效除镍剂1-2份、壳聚糖改性高分子絮凝剂0.3-0.6份、助凝剂0.5-0.7份、葡聚糖凝胶0.5-0.6份和去离子水60-70份。
2.根据权利要求1的一种用于重金属污染的污水处理剂，其特征在于：所述海藻酸钠的制备方法为将新鲜海带洗静、晒干、切段，放进转化罐内，加入干海带重量10%的甲醛浸泡，再将含碱溶液加进转化罐，搅拌反应，得到糊状胶液，将糊状胶液加水冲稀，将稀释好的胶液经发泡机发泡后，流进漂浮沉降池，收集中下部清液进入脱钙罐，同时加入稀盐酸溶液，使絮状海藻酸钙变为不溶性的海藻酸，将海藻酸碎末，在中合机内加入纯碱溶液，加碱量为海藻酸重量的10-20%，经搅拌反应，得到海藻酸钠溶液，最后在烘干机内低温下烘干得到海藻酸钠。
3.根据权利要求1的一种用于重金属污染的污水处理剂，其特征在于：所述改性沸石粉的制备方法为取沸石置于640-680℃下煅烧2-3h，冷却至室温后放入浓度为10-15%的盐酸溶液中微沸煎煮20-30min，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤干净，烘干，粉碎，过100-150目筛;接着过筛后的沸石粉加入3-5%的烟末、2-3%的苦楝皮粉、1-2%的罗勒叶粉、3-4%的油桐壳粉和2-3%的石榴皮粉，混合均匀，然后水打浆制成固含量为50-60%的浆液，水浴加热至80-90℃，保温40-60min，再加入5-10%的凹凸棒土、3-5%的纳米碳、2-3%的乙酸钙、4-6%的三聚磷酸钠、3-5%的聚乙烯吡咯烷酮、1-2%的羧甲基纤维素和2-3%的竹醋液，高速研磨15-20min，喷雾干燥成粉末;最后将上述制得的粉末加入2-3%的聚天冬氨酸、1-2%的风油精和2-3%的玉石粉，搅拌均匀，烘干即可制成改性沸石粉。
4.根据权利要求1的一种用于重金属污染的污水处理剂，其特征在于：所述改性膨润土的制备方法为将锆交联剂滴加到3%的膨润土料浆中，调节pH值至10-12，搅拌3h，静置2h，再将镍交联剂滴加到膨润土料浆中，继续搅拌3h，静置24h，过滤、干燥，制得镍锆交联膨润土，再将镍锆交联膨润土配成3%的镍锆交联膨润土料浆，加入无机柱化剂，在70-80℃下搅拌8h，静置24h，过滤、干燥、活化、研磨后过100目筛，制得镍锆-无机柱撑膨润土，即改性记膨润土。
5.根据权利要求1的一种用于重金属污染的污水处理剂，其特征在于：所述壳聚糖改性高分子絮凝剂的制备方法为首先将壳聚糖和乙酸溶液加入反应器中，搅拌溶解，得到壳聚糖-乙酸溶液;接着对得到的壳聚糖-乙酸溶液通惰性气体并升温至70-80℃，然后加入引发剂水溶液，5-10min后再加入异丙基丙烯酰胺，在70-80℃的温度下反应2-3h，得到壳聚糖-g-聚异丙基丙烯酰胺粗产物;最后对得到的壳聚糖-g-聚异丙基丙烯酰胺粗产物进行沉淀提纯并清洗，即可得到壳聚糖改性高分子絮凝剂。
6.根据权利要求1的一种用于重金属污染的污水处理剂，其特征在于：所述三氯化铁的制备方法为将失去活性的铁催化剂与铵盐按照化学反应的计量比混合加热，反应制得三氯化铁、氨气以及水;其中，混合加热包括：加热温度达到115-130℃时停止加热，之后保持该温度21-25min;反应过程中，氨气和水以气体状态溢出，将氨气和水蒸汽通入一定浓度的酸中回收铵盐;反应制得的三氯化铁接着经加水溶解和过滤制备成饱和三氯化铁溶液;最后将饱和三氯化铁溶液经加热、沸腾、冷却以及结晶得到高纯度三氯化铁晶体。
7.一种用于重金属污染的污水处理剂的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)备料：按照上述原料配方比准备原材料，备用;
2)制备混合液A：将高分子化合物聚乙烯亚胺先用适量的去离子水温水溶解成无结块、无沉淀的粘稠状液体;接着在聚合釜中加入去离子水，加热至60-80℃，在240-260rpm速度搅拌下再加二硫化碳和氢氧化钠，至液体pH大于或等于10以上时慢慢加入聚乙烯亚胺液体，时间为40-60min制成混合液A;
3)制备混合液B：将淀粉黄原酸、石决明粉末、改性沸石粉、改性膨润土、海藻酸钠、腐殖酸、三氯化铁、纳米二氧化钛、纤维素和硫酸亚铁依次叫入到搅拌机中，并且加入混合物总量2-4倍的去离子水，搅拌机在温度为50-60℃下以400-450rpm的转速下搅拌10-15min，制成混合液B;
4)污水处理剂成型：将混合液A和混合液B混合均匀后，在依次加入胶质芽孢杆菌、光催化剂、高效除镍剂、壳聚糖改性高分子絮凝剂、助凝剂和葡聚糖凝胶，混合均匀后，得到污水处理剂。
说明书
一种用于重金属污染的污水处理剂
技术领域
本发明涉及污水处理剂制备技术领域，具体为一种用于重金属污染的污水处理剂。
背景技术
重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。重金属废水主要来自矿山、冶炼、电解、电镀、农药、医药、油漆、颜料等企业排出的废水。废水中重金属的种类、含量及存在形态随不同生产企业而异。重金属废水是对一环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一，其水质水量与生产工艺有关。废水中的重金属一般不能分解破坏，只能转移其存在位置和转变其物化形态。重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。目前我国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。如随废重金属水银水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝类体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。水体中金属有利或有害不仅取决于金属的种类、理化性质，而且还取决于金属的浓度及存在的价态和形态，即使有益的金属元素浓度超过某一数值也会有剧烈的毒性，使动植物中毒，甚至死亡。现有的重金属污水处理机依然存在很多缺点，治理方法繁琐，治理成本较高，增加了成本，而且处理后的水质较差，不能达到循环使用，而且现有的污水处理剂的大量使用也对土壤和水源造成了一些不可挽回的伤害，不符合绿色环保的要求。
所以，如何设计一种用于重金属污染的污水处理剂，成为我们当前要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于重金属污染的污水处理剂，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：一种用于重金属污染的污水处理剂，包括以下重量份的原料：聚乙烯亚胺10-15份、二硫化碳3-5份、氢氧化钠5-8份、淀粉黄原酸3-6份、胶质芽孢杆菌4-5份、石决明粉末5-6份、改性沸石粉8-10份、改性膨润土2-3份、海藻酸钠2-4份、腐殖酸3-6份、三氯化铁4-5份、纳米二氧化钛2-4份、纤维素1-2份、硫酸亚铁3-4份、光催化剂2-4份、高效除镍剂1-2份、壳聚糖改性高分子絮凝剂0.3-0.6份、助凝剂0.5-0.7份、葡聚糖凝胶0.5-0.6份和去离子水60-70份。
根据上述技术方案，所述海藻酸钠的制备方法为将新鲜海带洗静、晒干、切段，放进转化罐内，加入干海带重量10%的甲醛浸泡，再将含碱溶液加进转化罐，搅拌反应，得到糊状胶液，将糊状胶液加水冲稀，将稀释好的胶液经发泡机发泡后，流进漂浮沉降池，收集中下部清液进入脱钙罐，同时加入稀盐酸溶液，使絮状海藻酸钙变为不溶性的海藻酸，将海藻酸碎末，在中合机内加入纯碱溶液，加碱量为海藻酸重量的10-20%，经搅拌反应，得到海藻酸钠溶液，最后在烘干机内低温下烘干得到海藻酸钠。
根据上述技术方案，所述改性沸石粉的制备方法为取沸石置于640-680℃下煅烧2-3h，冷却至室温后放入浓度为10-15%的盐酸溶液中微沸煎煮20-30min，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤干净，烘干，粉碎，过100-150目筛;接着过筛后的沸石粉加入3-5%的烟末、2-3%的苦楝皮粉、1-2%的罗勒叶粉、3-4%的油桐壳粉和2-3%的石榴皮粉，混合均匀，然后水打浆制成固含量为50-60%的浆液，水浴加热至80-90℃，保温40-60min，再加入5-10%的凹凸棒土、3-5%的纳米碳、2-3%的乙酸钙、4-6%的三聚磷酸钠、3-5%的聚乙烯吡咯烷酮、1-2%的羧甲基纤维素和2-3%的竹醋液，高速研磨15-20min，喷雾干燥成粉末;最后将上述制得的粉末加入2-3%的聚天冬氨酸、1-2%的风油精和2-3%的玉石粉，搅拌均匀，烘干即可制成改性沸石粉。
根据上述技术方案，所述改性膨润土的制备方法为将锆交联剂滴加到3%的膨润土料浆中，调节pH值至10-12，搅拌3h，静置2h，再将镍交联剂滴加到膨润土料浆中，继续搅拌3h，静置24h，过滤、干燥，制得镍锆交联膨润土，再将镍锆交联膨润土配成3%的镍锆交联膨润土料浆，加入无机柱化剂，在70-80℃下搅拌8h，静置24h，过滤、干燥、活化、研磨后过100目筛，制得镍锆-无机柱撑膨润土，即改性记膨润土。
根据上述技术方案，所述壳聚糖改性高分子絮凝剂的制备方法为首先将壳聚糖和乙酸溶液加入反应器中，搅拌溶解，得到壳聚糖-乙酸溶液;接着对得到的壳聚糖-乙酸溶液通惰性气体并升温至70-80℃，然后加入引发剂水溶液，5-10min后再加入异丙基丙烯酰胺，在70-80℃的温度下反应2-3h，得到壳聚糖-g-聚异丙基丙烯酰胺粗产物;最后对得到的壳聚糖-g-聚异丙基丙烯酰胺粗产物进行沉淀提纯并清洗，即可得到壳聚糖改性高分子絮凝剂。
根据上述技术方案，所述三氯化铁的制备方法为将失去活性的铁催化剂与铵盐按照化学反应的计量比混合加热，反应制得三氯化铁、氨气以及水;其中，混合加热包括：加热温度达到115-130℃时停止加热，之后保持该温度21-25min;反应过程中，氨气和水以气体状态溢出，将氨气和水蒸汽通入一定浓度的酸中回收铵盐;反应制得的三氯化铁接着经加水溶解和过滤制备成饱和三氯化铁溶液;最后将饱和三氯化铁溶液经加热、沸腾、冷却以及结晶得到高纯度三氯化铁晶体。
一种用于重金属污染的污水处理剂的制作方法，包括如下步骤：
1)备料：按照上述原料配方比准备原材料，备用;
2)制备混合液A：将高分子化合物聚乙烯亚胺先用适量的去离子水温水溶解成无结块、无沉淀的粘稠状液体;接着在聚合釜中加入去离子水，加热至60-80℃，在240-260rpm速度搅拌下再加二硫化碳和氢氧化钠，至液体pH大于或等于10以上时慢慢加入聚乙烯亚胺液体，时间为40-60min制成混合液A;
3)制备混合液B：将淀粉黄原酸、石决明粉末、改性沸石粉、改性膨润土、海藻酸钠、腐殖酸、三氯化铁、纳米二氧化钛、纤维素和硫酸亚铁依次叫入到搅拌机中，并且加入混合物总量2-4倍的去离子水，搅拌机在温度为50-60℃下以400-450rpm的转速下搅拌10-15min，制成混合液B;
4)污水处理剂成型：将混合液A和混合液B混合均匀后，在依次加入胶质芽孢杆菌、光催化剂、高效除镍剂、壳聚糖改性高分子絮凝剂、助凝剂和葡聚糖凝胶，混合均匀后，得到污水处理剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过添加了聚乙烯亚胺、二硫化碳、氢氧化钠、壳聚糖改性高分子絮凝剂、助凝剂和葡聚糖凝胶，对各类重金属离子有很好的絮凝效果，能有效去除污水中的重金属;淀粉黄原酸、胶质芽孢杆菌、石决明粉末、改性沸石粉和改性膨润土的添加，具有良好的吸附效果，便于吸附污水中的重金属离子，通过吸附和絮凝的双重配合，有效去除污水中的重金属离子，有效提升了使用的方便性。
