申请日2018.12.24
公开(公告)日2019.03.15
IPC分类号C02F1/28; C02F1/50; C02F1/56; C02F1/72; C02F101/20; C02F101/16
摘要
本发明提供一种垃圾渗滤液用多功能水处理剂，按重量份计，包括如下原料组分：聚丙烯酰胺43～46份、叶腊石18～22份、麦饭石18～22份、膨胀石墨18～22份、改性棕榈皮33～36份、改性丝瓜纤维25～30份、椰壳活性炭22～26份、辣木树皮粉10～12份、电气石粉13～16份、高铁酸钾8～11份。本发明的垃圾渗滤液用多功能水处理剂兼具絮凝、氧化、吸附、灭菌等多重功能，不仅能够高效地去除生活垃圾渗滤液中有害的有机物质以及重金属离子，还能够有效地杀灭渗滤液中的细菌等微生物，减轻对后续的处理工艺产生的负担和影响。
翻译权利要求书
1.一种垃圾渗滤液用多功能水处理剂，其特征在于：按重量份计，包括如下原料组分：聚丙烯酰胺43～46份、叶腊石18～22份、麦饭石18～22份、膨胀石墨18～22份、改性棕榈皮33～36份、改性丝瓜纤维25～30份、椰壳活性炭22～26份、辣木树皮粉10～12份、电气石粉13～16份、高铁酸钾8～11份。
2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液用多功能水处理剂，其特征在于：按重量份计，包括如下原料组分：聚丙烯酰胺45份、叶腊石20份、麦饭石20份、膨胀石墨20份、改性棕榈皮35份、改性丝瓜纤维28份、椰壳活性炭25份、辣木树皮粉11份、电气石粉15份、高铁酸钾10份。
3.根据权利要求1或2所述的垃圾渗滤液用多功能水处理剂，其特征在于：所述改性棕榈皮的制备方法，包括如下步骤：
(1)先将干燥的棕榈皮粉碎成粉末，然后以质量比为9～10:100向反应器中加入过硫酸铵和所得的棕榈皮粉末，再加入适量水浸泡反应器中的物料，同时不断通入氮气，以排出反应器中的空气;
(2)将反应器加热至60～70℃，并以160～165r/min的转速搅拌反应器中的物料，搅拌时间为40～45min，然后向反应器中加入丙烯酸与丙烯酰胺的混合物以及N,N-亚甲基双丙烯酰胺，加入后继续以160～165r/min的转速搅拌反应150～160min，之后停止搅拌，待反应器中物料冷却至室温后，倒出过滤，并收集滤渣;
(3)将所得滤渣先用蒸馏水洗涤3次，再用无水乙醇清洗3次，然后用浓度为8%的氢氧化钠溶液浸泡12h，之后再用去离子水反复冲洗，直至清洗液显示为中性为止;
(4)将洗净后的滤渣在60～65℃条件下，干燥至恒重，即为改性棕榈皮。
4.根据权利要求3所述的垃圾渗滤液用多功能水处理剂，其特征在于：所述步骤(2)中，丙烯酸与丙烯酰胺的混合物的加入量为棕榈皮粉末质量的3～4倍，N,N-亚甲基双丙烯酰胺的加入量为棕榈皮粉末质量的3～3.5%;在丙烯酸与丙烯酰胺的混合物中，丙烯酸与丙烯酰胺的质量比为1:1。
5.根据权利要求1或2所述的垃圾渗滤液用多功能水处理剂，其特征在于：所述改性丝瓜纤维的制备方法，包括如下步骤：先将干燥的丝瓜络剪成小段，并撕成单根的丝瓜丝，然后将所得丝瓜丝置于浓度为8%的氢氧化钠溶液中，在100℃温度下，煮沸3～4h，再过滤，收集滤渣，再然后用蒸馏水反复洗涤滤渣，直到最后一次清洗液显示为中性为止，最后将清洗好的滤渣烘干，即得改性丝瓜纤维。
6.一种用于权利要求1所述的垃圾渗滤液用多功能水处理剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、取叶腊石、麦饭石、膨胀石墨、改性棕榈皮、改性丝瓜纤维、椰壳活性炭、辣木树皮粉和电气石粉混匀后，研磨成细粉，得到混合物Ⅲ;
b、将混合物Ⅲ用去离子水浸泡后，加入聚丙烯酰胺，在160～165r/min的转速下，搅拌混合0.5h，再将所得物料升温至35℃，以580～600r/min的速度恒温振荡1.5～2h，得到固液混合物Ⅳ，然后对所得的固液混合物Ⅳ进行冷冻干燥处理，得到干燥物料;
c、将步骤b中所得的干燥物料研磨成细粉后，加入高铁酸钾，搅拌混匀，即得所述的垃圾渗滤液用多功能水处理剂。
说明书
垃圾渗滤液用多功能水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及垃圾渗滤液处理领域，具体涉及一种垃圾渗滤液用多功能水处理剂及其制备方法。
背景技术
随着我国工业化和城市化进程加快，城市垃圾总量逐年增长。目前城市生活垃圾的处理方法主要有焚烧和填埋，无论那种方法处理垃圾，都将会产生垃圾渗滤液。生活垃圾渗滤液与城市生活污水和工业废水相比，渗滤液具有更为明显的特点，其水质成分相当复杂，一般含有高浓度有机物、重金属盐、SS及氨氮，还含有很多细菌及微生物。在前期预处理时，如果不对垃圾渗滤液中的高浓度有机物、重金属盐、微生物等进行处理，会对后期采用的A/O工艺、膜处理工艺等造成很大的负担和影响，还会大量增加处理后产生的浓缩液的量，而浓缩液一般不具有可生化性，处理工艺更加麻烦。
因此，为了便于后续更好地处理生活垃圾渗滤液，提高出水水质，降低浓缩液量，需要研制出一种更高效的水处理剂，用于在预处理时更好地去除渗滤液中的高浓度有机物、重金属盐以及微生物等。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种兼具絮凝、氧化、吸附、灭菌等多重功能的垃圾渗滤液用多功能水处理剂，不仅能够高效地去除生活垃圾渗滤液中有害的有机物质以及重金属离子，还能够有效地杀灭渗滤液中的细菌等微生物，减轻长期填埋过程中垃圾渗滤液中存在的大量细菌、高浓度有机物及重金属盐对后续的处理工艺产生的负担和影响。
本发明提供的垃圾渗滤液用多功能水处理剂，按重量份计，包括如下原料组分：聚丙烯酰胺43～46份、叶腊石18～22份、麦饭石18～22份、膨胀石墨18～22份、改性棕榈皮33～36份、改性丝瓜纤维25～30份、椰壳活性炭22～26份、辣木树皮粉10～12份、电气石粉13～16份、高铁酸钾8～11份。
进一步，按重量份计，包括如下原料组分：聚丙烯酰胺45份、叶腊石20份、麦饭石20份、膨胀石墨20份、改性棕榈皮35份、改性丝瓜纤维28份、椰壳活性炭25份、辣木树皮粉11份、电气石粉15份、高铁酸钾10份。
进一步，所述改性棕榈皮的制备方法，包括如下步骤：
(1)先将干燥的棕榈皮粉碎成粉末，然后以质量比为9～10:100向反应器中加入过硫酸铵和所得的棕榈皮粉末，再加入适量水浸泡反应器中的物料，同时不断通入氮气，以排出反应器中的空气;
(2)将反应器加热至60～70℃，并以160～165r/min的转速搅拌反应器中的物料，搅拌时间为40～45min，然后向反应器中加入丙烯酸与丙烯酰胺的混合物以及N,N-亚甲基双丙烯酰胺，加入后继续以160～165r/min的转速搅拌反应150～160min，之后停止搅拌，待反应器中物料冷却至室温后，倒出过滤，并收集滤渣;
(3)将所得滤渣先用蒸馏水洗涤3次，再用无水乙醇清洗3次，然后用浓度为8%的氢氧化钠溶液浸泡12h，之后再用去离子水反复冲洗，直至清洗液显示为中性为止;
(4)将洗净后的滤渣在60～65℃条件下，干燥至恒重，即为改性棕榈皮。
进一步，所述步骤(2)中，丙烯酸与丙烯酰胺的混合物的加入量为棕榈皮粉末质量的3～4倍，N,N-亚甲基双丙烯酰胺的加入量为棕榈皮粉末质量的3～3.5%;在丙烯酸与丙烯酰胺的混合物中，丙烯酸与丙烯酰胺的质量比为1:1。
进一步，所述改性丝瓜纤维的制备方法，包括如下步骤：先将干燥的丝瓜络剪成小段，并撕成单根的丝瓜丝，然后将所得丝瓜丝置于浓度为8%的氢氧化钠溶液中，在100℃温度下，煮沸3～4h，再过滤，收集滤渣，再然后用蒸馏水反复洗涤滤渣，直到最后一次清洗液显示为中性为止，最后将清洗好的滤渣烘干，即得改性丝瓜纤维。
本发明还公开了一种用于所述的垃圾渗滤液用多功能水处理剂的制备方法，包括如下步骤：
a、取叶腊石、麦饭石、膨胀石墨、改性棕榈皮、改性丝瓜纤维、椰壳活性炭、辣木树皮粉和电气石粉混匀后，研磨成细粉，得到混合物Ⅲ;
b、将混合物Ⅲ用去离子水浸泡后，加入聚丙烯酰胺，在160～165r/min的转速下，搅拌混合0.5h，再将所得物料升温至35℃，以580～600r/min的速度恒温振荡1.5～2h，得到固液混合物Ⅳ，然后对所得的固液混合物Ⅳ进行冷冻干燥处理，得到干燥物料;
c、将步骤b中所得的干燥物料研磨成细粉后，加入高铁酸钾，搅拌混匀，即得所述的垃圾渗滤液用多功能水处理剂。
本发明的有益效果：
本发明的垃圾渗滤液用多功能水处理剂兼具絮凝、氧化、吸附、灭菌等多重功能，不仅能够高效地去除生活垃圾渗滤液中有害的有机物质以及重金属离子，还能够有效地杀灭渗滤液中的细菌等微生物，减轻长期填埋过程中垃圾渗滤液中存在的大量细菌、高浓度有机物及重金属盐对后续的处理工艺产生的负担和影响。
本发明提供的垃圾渗滤液用多功能水处理剂采用了聚丙烯酰胺、叶腊石、麦饭石、膨胀石墨、改性棕榈皮、改性丝瓜纤维、椰壳活性炭、辣木树皮粉、电气石粉和高铁酸钾按特定用量关系进行复配，在制备时，通过特定的工艺实现了各原料组分之间充分地分散融合，聚丙烯酰胺能够对具有吸附作用的多孔结构的叶腊石、麦饭石、膨胀石墨等进行有机改性，提高其吸附量，然后利用冷冻干燥技术(为现有技术，在此不再赘述)将水分低温冻结蒸发，可以在不损害原料结构及性能的情况下保持各原料组分的充分融合，便于后续各原料组分发挥相互协同作用，实现性能的互补与增强。
其中，辣木树皮粉中含有杀菌物质，能够除去污水中的有害微生物;电气石粉不仅可以过滤水中的各种有害元素，除去水中的氯气，还能够释放负离子，杀灭水中的有害微生物;改性丝瓜纤维具有较强的吸附性和脱附性，能够去除水中的重金属和有机物质;改性棕榈皮中含有大量的纤维素、半纤维素，借助于多孔结构、表面积大、具有亲和吸附性等优点，能够帮助去除水中的溶解性污染物质和游离的重金属离子;麦饭石具有多孔结构和巨大的比表面积，不仅能够吸附水中游离的重金属离子和有害的有机物质，还能够吸附污水中的细菌等有害微生物;膨胀石墨疏松多孔，对许多其他有机或无机有害成分具有强大的吸附能力，对微生物(细菌)具有良好的吸附抑制性能;叶蜡石层状结构相邻两晶层之间仅以范德华力连接，结构易于沿层破坏，阴、阳离子可以进入层间，因此叶蜡石具有天然的吸附活性;椰壳活性炭孔隙发达，比表面积大，吸附速度快，吸附容量大，能够大量吸附脱除水中的氨氮、重金属元素、磷酸盐、稀土离子、有机污染物等;高铁酸钾具有优异的性能，集氧化、吸附、絮凝、沉淀、灭菌、消毒、脱色、除臭等特点;聚丙烯酰胺能使悬浮物质通过电中和，起到絮凝作用，还能够对叶蜡石、膨胀石墨等进行有机改性，增强其吸附能力。
本发明通过改性后的叶腊石、麦饭石、膨胀石墨、改性棕榈皮、改性丝瓜纤维和椰壳活性炭等原料组分与高铁酸钾相互协同作用下，能够提高对水中有机物质和重金属离子等的吸附效率以及吸附量，进而大量去除水中的有机物质、氨氮等无机物质以及重金属离子等污染物;高铁酸钾还能够氧化水中有机物质;而在辣木树皮粉、电气石粉、麦饭石和高铁酸钾等原料组分的相互协同配合下，能够增强对水中细菌等微生物的抑制和灭杀功效，大量去除水中的细菌等微生物;而聚丙烯酰胺不仅能够对叶蜡石、膨胀石墨等进行有机改性，增强其吸附能力，还能与高铁酸钾相互协同，起到絮凝作用。
