申请日2018.07.12
公开(公告)日2018.11.23
IPC分类号C02F1/52; C02F1/28; C02F1/72; C02F9/04; C02F103/16; C02F101/10
摘要
本发明涉及一种去除电镀废水中次亚磷药剂及其制备和应用，包括下述步骤：(1)将钠基膨润土加到盐酸溶液中，并配成钠基膨润土悬浊液，进行超声反应后，经浆液漂洗、烘干、研磨，过筛得到酸化膨润土;(2)按比例称取硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液、酸化膨润土，其中，硫酸亚铁：硫酸铝：酸化膨润土质量比为0.01～0.5：0.01～0.5：1;(3)将定量的酸化膨润土配成悬浊液，将定量的硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液滴加至酸化膨润土悬浊液中，控制溶液温度，老化后，经浆液漂洗、烘干、研磨，过筛得到次亚磷处理剂。本发明能够有效去除电镀废水中的次亚磷，同时处理过程泥水分离迅速，操作简单方便。
权利要求书
1.一种去除电镀废水中次亚磷药剂，其特征在于：所述药剂由下述原料组分组成：硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液、酸化膨润土，所述硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液、酸化膨润土质量比为0.01～0.5：0.01～0.5：1。
2.根据权利要求1所述去除电镀废水中次亚磷药剂，其特征在于：所述硫酸亚铁：硫酸铝：酸化膨润土质量比为0.3～0.5：0.1～0.2：1。
3.一种权利要求1所述去除电镀废水中次亚磷药剂的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)将钠基膨润土加到盐酸溶液中，并配成钠基膨润土悬浊液，进行超声反应后，经浆液漂洗、烘干、研磨，过筛得到酸化膨润土;
(2)按比例称取硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液、酸化膨润土;
(3)将定量的酸化膨润土配成悬浊液，将定量的硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液滴加至酸化膨润土悬浊液中，控制溶液温度，老化后，经浆液漂洗、烘干、研磨，过筛得到次亚磷处理剂。
4.根据权利要求3所述去除电镀废水中次亚磷药剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述盐酸溶液的质量分数为5～15%，钠基膨润土悬浊液的质量分数为5～20%;超声反应酸化温度控制为50～90℃，超声时间为5～20h，浆液漂洗至pH为3～5范围，烘干温度为50～110℃，酸化膨润土的粒径为80～200目。
5.根据权利要求3所述去除电镀废水中次亚磷药剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述硫酸亚铁溶液质量分数为5～30%，硫酸铝溶液质量分数为5～30%。
6.根据权利要求3所述去除电镀废水中次亚磷药剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述酸化膨润土悬浊液质量分数为5～20%，硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液以1～100ml/min的速率滴加，控制溶液温度为30～90℃，老化时间5～60h，浆液漂洗至pH为5～7范围，烘干温度为50～110℃，次亚磷处理剂的粒径为80～200目。
7.根据权利要求3所述去除电镀废水中次亚磷药剂的制备方法，其特征在于：所述硫酸亚铁：硫酸铝：酸化膨润土质量比为0.3～0.5：0.1～0.2：1。
8.一种权利要求1所述次亚磷药剂的应用，其特征在于包括下述步骤：
(1)取定量废水并将废水pH值调节至2～5;
(2)在废水中加入定量次亚磷去除剂，次亚磷去除剂的加药量为溶液中次亚磷酸根含量的5～40倍;
(3)在废水中加入双氧水溶液，双氧水的用量是次亚磷去除剂用量的0.1～2倍;
(4)搅拌混合均匀，反应30～120min后，调节废水pH值至5～8;
(5)待废水固液分离后，将固体污泥分离出来，清液进行其它工艺处理或者外排。
9.根据权利要求7所述次亚磷药剂的应用，其特征在于：所述钠基膨润土悬浊液质量分数为5～10%，超声反应中酸化温度为70～90℃，超声反应时间为10～15h;所述硫酸亚铁溶液质量分数为10～15%，硫酸铝溶液质量分数为10～15%;所述硫酸亚铁：硫酸铝：酸化膨润土质量比为0.3～0.5：0.1～0.2：1;所述酸化膨润土悬浊液质量分数为5～10%，温度控制在70～90℃，老化时间控制在20～30h，次亚磷处理剂的粒径为80～100目。
10.根据权利要求7所述次亚磷药剂的应用，其特征在于：所述次亚磷去除剂的加药量为溶液中次亚磷酸根含量的10～20倍。
说明书
一种去除电镀废水中次亚磷药剂及其制备和应用
技术领域
本发明涉及一种电镀废水处理方法，尤其是涉及一种去除电镀废水中次亚磷药剂及其制备和应用。
背景技术
化学镀是一种良好的材料表面改性技术，随着社会的进步和科技的发展，化学镀表面处理技术的优良特性受到人们的广泛关注。其中化学镀镍由于其具有较好的均镀能力和化学稳定性，镀层具有较高的硬度、较好的耐嚼和耐蚀性能，在化工、国防、精密仪器制造等行业广泛应用。次亚磷酸根是镀镍液中常用的一种添加剂，次亚磷酸根的存在能够使镀层的外观和性能变得更加优异，但这也导致废液中次亚磷酸根含量的增加，增加了电镀废水的处理难度。
目前工艺上常见的处理废水中磷的方法有：化学除磷法、生物除磷法、物理吸附法、离子交换法等，其中最常用的方法是化学沉淀法和物理吸附法。但是物理吸附法对在废水处理过程中没有选择性吸附作用，当废水中污染物成分复杂时，物理吸附法对次亚磷酸根的吸附能力一般，不能有效去除废水中的次亚磷酸根。化学沉淀法目前主要针对的是废水中的无机磷进行去除，对次亚磷酸根的去除效果较差。
去除电镀废水中的次亚磷主要需要通过氧化将次亚磷转换为正磷酸根去除，目前有很多研究者采用不同的方法处理次亚磷，如中国专利CN106698764A利用三维电解技术，将次亚磷酸根氧化为正磷酸，再通过絮凝沉淀去除，该方法工艺繁琐，不适合现场操作。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种去除电镀废水中次亚磷药剂及其制备和应用。该方法能够有效去除电镀废水中的次亚磷，同时处理过程泥水分离迅速，操作简单方便。
一种去除电镀废水中次亚磷药剂，其特征在于：所述药剂由下述原料组分组成：硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液、酸化膨润土，所述硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液、酸化膨润土质量比为0.01～0.5：0.01～0.5：1。
作为优选，所述硫酸亚铁：硫酸铝：酸化膨润土质量比为0.3～0.5：0.1～0.2：1。
一种去除电镀废水中次亚磷药剂的制备方法，包括下述步骤：
(1)将钠基膨润土加到盐酸溶液中，并配成钠基膨润土悬浊液，进行超声反应后，经浆液漂洗、烘干、研磨，过筛得到酸化膨润土;
(2)按比例称取硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液、酸化膨润土;
(3)将定量的酸化膨润土配成悬浊液，将定量的硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液滴加至酸化膨润土悬浊液中，控制溶液温度，老化后，经浆液漂洗、烘干、研磨，过筛得到次亚磷处理剂。
作为优选，步骤(1)中，所述盐酸溶液的质量分数为5～15%，钠基膨润土悬浊液的质量分数为5～20%;超声反应酸化温度控制为50～90℃，超声时间为5～20h，浆液漂洗至pH为3～5范围，烘干温度为50～110℃，酸化膨润土的粒径为80～200目。
作为优选，步骤(2)中，所述硫酸亚铁溶液质量分数为5～30%，硫酸铝溶液质量分数为5～30%。
作为优选，步骤(3)中，所述酸化膨润土悬浊液质量分数为5～20%，硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液以1～100ml/min的速率滴加，控制溶液温度为30～90℃，老化时间5～60h，浆液漂洗至pH为5～7范围，烘干温度为50～110℃，次亚磷处理剂的粒径为80～200目。
作为优选，所述硫酸亚铁：硫酸铝：酸化膨润土质量比为0.3～0.5：0.1～0.2：1。
本发明还提供了上述次亚磷药剂的应用，包括下述步骤：
(1)取定量废水并将废水pH值调节至2～5;
(2)在废水中加入定量次亚磷去除剂，次亚磷去除剂的加药量为溶液中次亚磷酸根含量的5～40倍;
(3)在废水中加入双氧水溶液，双氧水的用量是次亚磷去除剂用量的0.1～2倍;
(4)搅拌混合均匀，反应30～120min后，调节废水pH值至5～8;
(5)待废水固液分离后，将固体污泥分离出来，清液进行其它工艺处理或者外排。
作为优选，所述钠基膨润土悬浊液质量分数为5～10%，超声反应中酸化温度为70～90℃，超声反应时间为10～15h;所述硫酸亚铁溶液质量分数为10～15%，硫酸铝溶液质量分数为10～15%;所述硫酸亚铁：硫酸铝：酸化膨润土质量比为0.3～0.5：0.1～0.2：1;所述酸化膨润土悬浊液质量分数为5～10%，温度控制在70～90℃，老化时间控制在20～30h，次亚磷处理剂的粒径为80～100目。
作为优选，所述次亚磷去除剂的加药量为溶液中次亚磷酸根含量的10～20倍。
本发明的有益效果在于：
(1)超声协同酸化处理膨润土过程中，超声波能够通过其产生的空化作用，有效增加膨润土的层间距，从而使污染物分子更容易被吸附;酸化处理能够有效去除膨润土层间的杂质，疏通层间通道，进一步增加膨润土的层间距，促进污染物的吸附过程;
(2)硫酸亚铁和硫酸铝改性后的膨润土在处理次亚磷的过程中，膨润土本身能够通过吸附作用将次亚磷等污染物吸附至膨润土周围;亚铁能在酸性和双氧水存在的条件下充分将次亚磷氧化为正磷酸，正磷酸根易于去除;在溶液pH回调至中性的过程中，改性膨润土中的硫酸铝能够在中性条件下产生一定的絮凝效果，将正磷酸根絮凝沉降，同时能够将周围的膨润土分子絮凝在一起，加速絮体和膨润土沉降，使溶液中固液分离迅速。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明所要保护的范围并不限于此。
一种去除电镀废水中次亚磷药剂的制备方法，包括下述步骤：
(1)将钠基膨润土加到含有5～15%的盐酸溶液中，并配成质量分数为5～20%的钠基膨润土悬浊液，放置于超声波发生装置中，在50～90℃温度下超声反应5～20h，反应完成后，将浆液漂洗至pH为3～5范围，于50～110℃烘干并研磨，过筛得到80～200目酸化膨润土;
(2)配制质量分数5～30%的硫酸亚铁溶液、5～30%的硫酸铝溶液;按照硫酸亚铁：硫酸铝：酸化膨润土质量比=0.01～0.5：0.01～0.5：1称取定量的硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液、酸化膨润土;
(3)将定量的酸化膨润土配成5～20%的悬浊液于烧瓶中，将定量的硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液以1～100mL/min的速率滴加至酸化膨润土悬浊液中，控制溶液温度在30～90℃，老化5～60h后，将浆液漂洗至pH为5～7范围，于50～110℃烘干研磨，过筛得到80～200目的次亚磷处理剂。
实施例1
一种次亚磷处理剂的制备方法，包括如下步骤：
将钠基膨润土加到含有15%的盐酸溶液中，并配成质量分数为10%的钠基膨润土悬浊液，放置于超声波发生装置中，在70℃温度下超声反应10小时，反应完成后，将浆液漂洗至pH为3～5范围，于70℃烘干并研磨，过筛得到80目酸化膨润土。
配制15%的硫酸亚铁溶液、15%的硫酸铝溶液，按照硫酸亚铁：硫酸铝：酸化膨润土质量比=0.4：0.1：1称取定量的硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液、酸化膨润土。
配制15%的酸化膨润土悬浊液于烧瓶中，将硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液以5ml/min的速率滴加至酸化膨润土悬浊液中，控制溶液温度在70℃，老化15h后，将浆液漂洗至pH为5～7范围，于50℃烘干研磨，过筛得到80目的次亚磷处理剂。
制备得到的次亚磷处理剂对浙江丽水某五金有限公司废水处理为例，该厂废水总磷32mg/L。
取100ml废水调节pH值至3，加入本次亚磷处理剂50mg，加入30%的双氧水0.03ml，搅拌混合反应30min后，用氢氧化钠调节pH值至7.5后沉降取上清液进行总磷检测。经测试上清夜总磷0.39mg/L，去除率达98.8%。
实施例2
一种次亚磷处理剂的制备方法，包括如下步骤：
将钠基膨润土加到含有15%的盐酸溶液中，并配成质量分数为10%的钠基膨润土悬浊液，放置于超声波发生装置中，在50℃温度下超声反应5小时，反应完成后，将浆液漂洗至pH为3～5范围，于70℃烘干并研磨，过筛得到80目酸化膨润土。
配制15%的硫酸亚铁溶液、15%的硫酸铝溶液，按照硫酸亚铁：硫酸铝：酸化膨润土质量比=0.2：0.05：1称取定量的硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液、酸化膨润土。
配制15%的酸化膨润土悬浊液于烧瓶中，将硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液以5ml/min的速率滴加至酸化膨润土悬浊液中，控制溶液温度在70℃，老化5h后，将浆液漂洗至pH为5～7范围，于50℃烘干研磨，过筛得到80目的次亚磷处理剂。
制备得到的次亚磷处理剂对浙江丽水某五金有限公司废水处理为例，该厂废水总磷32mg/L。
取100ml废水调节pH值至3，加入本次亚磷处理剂30mg，加入30%的双氧水0.015ml，搅拌混合反应30min后，用氢氧化钠调节pH值至7.5后沉降取上清液进行总磷检测。经测试上清夜总磷5.7mg/L，去除率达82.2%。
实施例3
一种次亚磷处理剂的制备方法，包括如下步骤：
将钠基膨润土加到含有15%的盐酸溶液中，并配成质量分数为10%的钠基膨润土悬浊液，放置于超声波发生装置中，在70℃温度下超声反应15小时，反应完成后，将浆液漂洗至pH为3～5范围，于70℃烘干并研磨，过筛得到80目酸化膨润土。
配制15%的硫酸亚铁溶液、15%的硫酸铝溶液，按照硫酸亚铁：硫酸铝：酸化膨润土质量比=0.6：0.4：1称取定量的硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液、酸化膨润土。
配制15%的酸化膨润土悬浊液于烧瓶中，将硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液以10ml/min的速率滴加至酸化膨润土悬浊液中，控制溶液温度在90℃，老化40h后，将浆液漂洗至pH为5～7范围，于50℃烘干研磨，过筛得到80目的次亚磷处理剂。
制备得到的次亚磷处理剂对浙江丽水某五金有限公司废水处理为例，该厂废水总磷32mg/L。
取100ml废水调节pH值至2.5，加入本次亚磷处理剂60mg，加入30%的双氧水0.06ml，搅拌混合反应120min后，用氢氧化钠调节pH值至7.5后沉降取上清液进行总磷检测。经测试上清夜总磷0.22mg/L，去除率达99.3%。
实施例4
一种次亚磷处理剂的制备方法，包括如下步骤：
将钠基膨润土加到含有15%的盐酸溶液中，并配成质量分数为10%的钠基膨润土悬浊液，放置于超声波发生装置中，在50℃温度下超声反应5小时，反应完成后，将浆液漂洗至pH为3～5范围，于70℃烘干并研磨，过筛得到80目酸化膨润土。
配制15%的硫酸亚铁溶液、15%的硫酸铝溶液，按照硫酸亚铁：硫酸铝：酸化膨润土质量比=0.4：0.2：1称取定量的硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液、酸化膨润土。
配制15%的酸化膨润土悬浊液于烧瓶中，将硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液以5ml/min的速率滴加至酸化膨润土悬浊液中，控制溶液温度在70℃，老化20h后，将浆液漂洗至pH为5～7范围，于50℃烘干研磨，过筛得到80目的次亚磷处理剂。
制备得到的次亚磷处理剂对浙江丽水某五金有限公司废水处理为例，该厂废水总磷32mg/L。
取100ml废水调节pH值至3，加入本次亚磷处理剂30mg，加入30%的双氧水0.02ml，搅拌混合反应30min后，用氢氧化钠调节pH值至7.5后沉降取上清液进行总磷检测。经测试上清夜总磷1.4mg/L，去除率达95.6%。
实施例5
一种次亚磷处理剂的制备方法，包括如下步骤：
将钠基膨润土加到含有15%的盐酸溶液中，并配成质量分数为10%的钠基膨润土悬浊液，放置于超声波发生装置中，在70℃温度下超声反应10小时，反应完成后，将浆液漂洗至pH为3～5范围，于70℃烘干并研磨，过筛得到80目酸化膨润土。
配制15%的硫酸亚铁溶液、15%的硫酸铝溶液，按照硫酸亚铁：硫酸铝：酸化膨润土质量比=0.2：0.2：1称取定量的硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液、酸化膨润土。
配制15%的酸化膨润土悬浊液于烧瓶中，将硫酸亚铁溶液、硫酸铝溶液以5ml/min的速率滴加至酸化膨润土悬浊液中，控制溶液温度在90℃，老化15h后，将浆液漂洗至pH为5～7范围，于50℃烘干研磨，过筛得到80目的次亚磷处理剂。
制备得到的次亚磷处理剂对浙江丽水某五金有限公司废水处理为例，该厂废水总磷32mg/L。
取100ml废水调节pH值至3，加入本次亚磷处理剂35mg，加入30%的双氧水0.02ml，搅拌混合反应60min后，用氢氧化钠调节pH值至7.5后沉降取上清液进行总磷检测。经测试上清夜总磷0.71mg/L，去除率达97.8%。
