申请日2017.02.16
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号C02F1/00; C02F1/52; C02F1/58
摘要
本发明公开了一种 水处理 剂及其制备方法，所述水处理剂按照质量份数计，由以下原料组成：改性合欢木18‑24份、小飞蓬7‑11份、睡莲叶12‑16份;改性合欢木的制备，包括煅烧处理、改性处理，改性溶液由以下质量份数计的聚丙烯酸钠8‑14份、火山土12‑17份、石英粉3‑4份、氧化铝粉5‑7份、硝酸亚铁5‑8份、去离子水45‑50份组成;将小飞蓬和睡莲叶洗净，切碎，混合，过滤，得滤渣和汁液，备用;将滤渣加水浸泡，煮沸提取两次，与汁液混合，再加入改性合欢木，混合均匀，微波处理至干燥，控制温度在135‑140℃范围内，冷却得到。本发明水处理剂投药量少，对含磷的水源水或污水中的磷的去除率达到97%以上。
权利要求书
1.一种水处理剂，其特征在于，按照质量份数计，由以下原料组成：改性合欢木18-24份、小飞蓬7-11份、睡莲叶12-16份;
所述的改性合欢木的制备，包括以下步骤：
1)将合欢木粉碎至40目，放入加热炉内，以15℃/min的升温速率升温至450℃，保温30min后，继续以10℃/min的升温速率升温至580℃，保温45-60min，随炉冷却至常温，得到煅烧合欢木;
2)将煅烧合欢木浸泡在等质量的改性溶液中，以功率为140-160W、频率为25-26kHz的超声波处理16-18min，过滤，用水洗涤至中性，再加入其质量的3-4倍量的水，以功率为280-300W的微波处理直至干燥，得到改性合欢木;其中，所述的改性溶液由以下质量份数计的聚丙烯酸钠8-14份、火山土12-17份、石英粉3-4份、氧化铝粉5-7份、硝酸亚铁5-8份、去离子水45-50份组成。
2.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征在于，按照质量份数计，由以下原料组成：改性合欢木21-23份、小飞蓬8-10份、睡莲叶13-15份。
3.根据权利要求2所述的水处理剂，其特征在于，按照质量份数计，由以下原料组成：改性合欢木22份、小飞蓬9份、睡莲叶14份。
4.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征在于，所述的步骤1)中，保温时间为55min。
5.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征在于，所述的步骤2)中，以功率为150W、频率为25kHz的超声波处理17min。
6.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征在于，所述的步骤2)中，以功率为290W的微波处理直至干燥。
7.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征在于，所述的步骤2)中，改性溶液由以下质量份数计的聚丙烯酸钠12份、火山土15份、石英粉3.5份、氧化铝粉6份、硝酸亚铁6份、去离子水48份组成。
8.根据权利要求1-7任一所述的水处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将小飞蓬和睡莲叶洗净，切碎，混合，过滤，得滤渣和汁液，备用;
(2)将滤渣加入其质量的3-4倍量的水中浸泡20-30min，煮沸提取2-3h，过滤，得第一提取液和第一提取渣，备用;
(3)继续将第一提取渣加入其质量的2-3倍量的水中，煮沸提取1-2h，过滤，得第二提取液和第二提取渣，备用;
(4)将汁液、第一提取液、第二提取液与第二提取渣混合，再加入改性合欢木，混合均匀，以功率为320-350W的微波进行处理直至干燥，控制温度在135-140℃范围内，自然冷却至常温，得到所述的水处理剂。
9.根据权利要求1-7任一所述的水处理剂在制备净水剂方面的应用。
说明书
一种水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体是一种水处理剂及其制备方法。
背景技术
富营养化是指含磷和氮的化合物过多排入水体，破坏了原有的生态平衡，引起藻类大量繁殖，藻类繁殖迅速，生长周期短。藻类及其它浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或者被厌氧微生物分解，不断产生硫化氢等气体，从两个方面不断使水质恶化，造成鱼类和其它水生生物的大量死亡。藻类及其它浮游生物残体在腐烂过程中，又把氮、磷等营养物质释放入水中，供新的一代藻类等生物利用。过多地消耗了水中的氧，使鱼类、浮游生物缺氧死亡，它们的尸体腐烂又造成水质污染的现象。富营养化水体中的藻类突发性增长受到很多因素的影响，如水体中的氮磷浓度、水体温度、溶解氧、光照强度等。因此，分离去除富营养化水体中藻类不能仅仅依靠物理分离方法，还要提高富营养化水体水质状况，才能真正从根本上抑制藻类的生长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种投药量少、磷去除效果好的水处理剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种水处理剂，按照质量份数计，由以下原料组成：改性合欢木18-24份、小飞蓬7-11份、睡莲叶12-16份;
所述的改性合欢木的制备，包括以下步骤：
1)将合欢木粉碎至40目，放入加热炉内，以15℃/min的升温速率升温至450℃，保温30min后，继续以10℃/min的升温速率升温至580℃，保温45-60min，随炉冷却至常温，得到煅烧合欢木;
2)将煅烧合欢木浸泡在等质量的改性溶液中，以功率为140-160W、频率为25-26kHz的超声波处理16-18min，过滤，用水洗涤至中性，再加入其质量的3-4倍量的水，以功率为280-300W的微波处理直至干燥，得到改性合欢木;其中，所述的改性溶液由以下质量份数计的聚丙烯酸钠8-14份、火山土12-17份、石英粉3-4份、氧化铝粉5-7份、硝酸亚铁5-8份、去离子水45-50份组成。
作为本发明进一步的方案：按照质量份数计，由以下原料组成：改性合欢木21-23份、小飞蓬8-10份、睡莲叶13-15份。
作为本发明进一步的方案：按照质量份数计，由以下原料组成：改性合欢木22份、小飞蓬9份、睡莲叶14份。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤1)中，保温时间为55min。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤2)中，以功率为150W、频率为25kHz的超声波处理17min。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤2)中，以功率为290W的微波处理直至干燥。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤2)中，改性溶液由以下质量份数计的聚丙烯酸钠12份、火山土15份、石英粉3.5份、氧化铝粉6份、硝酸亚铁6份、去离子水48份组成。
所述的水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将小飞蓬和睡莲叶洗净，切碎，混合，过滤，得滤渣和汁液，备用;
(2)将滤渣加入其质量的3-4倍量的水中浸泡20-30min，煮沸提取2-3h，过滤，得第一提取液和第一提取渣，备用;
(3)继续将第一提取渣加入其质量的2-3倍量的水中，煮沸提取1-2h，过滤，得第二提取液和第二提取渣，备用;
(4)将汁液、第一提取液、第二提取液与第二提取渣混合，再加入改性合欢木，混合均匀，以功率为320-350W的微波进行处理直至干燥，控制温度在135-140℃范围内，自然冷却至常温，得到所述的水处理剂。
所述的水处理剂在制备净水剂方面的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在改性合欢木以及小飞蓬和睡莲叶的共同作用下，对含磷的水源水或污水中的磷的去除率达到97%以上;特别是在处理低浓度含磷水时，具有投药量少、絮体密实、沉降速度快、出水效果好、产生污泥量少等优势。
本发明解决了低浓度含磷水处理的问题，有显著的社会和经济效益。本发明可广泛用于生活用水、生活污水、再生水、生态需水以及造纸、皮革、化纤、化肥、电力、食品、印染等各种工业废水处理过程中的混凝除磷处理。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种水处理剂，按照质量份数计，由以下原料组成：改性合欢木18份、小飞蓬11份、睡莲叶16份;改性合欢木的制备，包括以下步骤：1)将合欢木粉碎至40目，放入加热炉内，以15℃/min的升温速率升温至450℃，保温30min后，继续以10℃/min的升温速率升温至580℃，保温45min，随炉冷却至常温，得到煅烧合欢木;2)将煅烧合欢木浸泡在等质量的改性溶液中，以功率为140W、频率为25kHz的超声波处理18min，过滤，用水洗涤至中性，再加入其质量的3倍量的水，以功率为280W的微波处理直至干燥，得到改性合欢木;其中，改性溶液由以下质量份数计的聚丙烯酸钠8份、火山土17份、石英粉3份、氧化铝粉7份、硝酸亚铁5份、去离子水50份组成。
所述的水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将小飞蓬和睡莲叶洗净，切碎，混合，过滤，得滤渣和汁液，备用;
(2)将滤渣加入其质量的3倍量的水中浸泡30min，煮沸提取2h，过滤，得第一提取液和第一提取渣，备用;
(3)继续将第一提取渣加入其质量的2倍量的水中，煮沸提取2h，过滤，得第二提取液和第二提取渣，备用;
(4)将汁液、第一提取液、第二提取液与第二提取渣混合，再加入改性合欢木，混合均匀，以功率为320W的微波进行处理直至干燥，控制温度在135-140℃范围内，自然冷却至常温，得到所述的水处理剂。
实施例2
本发明实施例中，一种水处理剂，按照质量份数计，由以下原料组成：改性合欢木24份、小飞蓬7份、睡莲叶12份;改性合欢木的制备，包括以下步骤：1)将合欢木粉碎至40目，放入加热炉内，以15℃/min的升温速率升温至450℃，保温30min后，继续以10℃/min的升温速率升温至580℃，保温60min，随炉冷却至常温，得到煅烧合欢木;2)将煅烧合欢木浸泡在等质量的改性溶液中，以功率为160W、频率为26kHz的超声波处理16min，过滤，用水洗涤至中性，再加入其质量的4倍量的水，以功率为300W的微波处理直至干燥，得到改性合欢木;其中，改性溶液由以下质量份数计的聚丙烯酸钠14份、火山土12份、石英粉4份、氧化铝粉5份、硝酸亚铁8份、去离子水45份组成。
所述的水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将小飞蓬和睡莲叶洗净，切碎，混合，过滤，得滤渣和汁液，备用;
(2)将滤渣加入其质量的4倍量的水中浸泡20min，煮沸提取3h，过滤，得第一提取液和第一提取渣，备用;
(3)继续将第一提取渣加入其质量的3倍量的水中，煮沸提取1h，过滤，得第二提取液和第二提取渣，备用;
(4)将汁液、第一提取液、第二提取液与第二提取渣混合，再加入改性合欢木，混合均匀，以功率为350W的微波进行处理直至干燥，控制温度在135-140℃范围内，自然冷却至常温，得到所述的水处理剂。
实施例3
本发明实施例中，一种水处理剂，按照质量份数计，由以下原料组成：改性合欢木21份、小飞蓬10份、睡莲叶15份;改性合欢木的制备，包括以下步骤：1)将合欢木粉碎至40目，放入加热炉内，以15℃/min的升温速率升温至450℃，保温30min后，继续以10℃/min的升温速率升温至580℃，保温45min，随炉冷却至常温，得到煅烧合欢木;2)将煅烧合欢木浸泡在等质量的改性溶液中，以功率为140W、频率为25kHz的超声波处理18min，过滤，用水洗涤至中性，再加入其质量的3倍量的水，以功率为280W的微波处理直至干燥，得到改性合欢木;其中，改性溶液由以下质量份数计的聚丙烯酸钠8份、火山土17份、石英粉3份、氧化铝粉7份、硝酸亚铁5份、去离子水50份组成。
所述的水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将小飞蓬和睡莲叶洗净，切碎，混合，过滤，得滤渣和汁液，备用;
(2)将滤渣加入其质量的3.5倍量的水中浸泡25min，煮沸提取2.5h，过滤，得第一提取液和第一提取渣，备用;
(3)继续将第一提取渣加入其质量的2.5倍量的水中，煮沸提取1.5h，过滤，得第二提取液和第二提取渣，备用;
(4)将汁液、第一提取液、第二提取液与第二提取渣混合，再加入改性合欢木，混合均匀，以功率为340W的微波进行处理直至干燥，控制温度在135-140℃范围内，自然冷却至常温，得到所述的水处理剂。
实施例4
本发明实施例中，一种水处理剂，按照质量份数计，由以下原料组成：改性合欢木23份、小飞蓬8份、睡莲叶13份;改性合欢木的制备，包括以下步骤：1)将合欢木粉碎至40目，放入加热炉内，以15℃/min的升温速率升温至450℃，保温30min后，继续以10℃/min的升温速率升温至580℃，保温60min，随炉冷却至常温，得到煅烧合欢木;2)将煅烧合欢木浸泡在等质量的改性溶液中，以功率为160W、频率为26kHz的超声波处理16min，过滤，用水洗涤至中性，再加入其质量的4倍量的水，以功率为300W的微波处理直至干燥，得到改性合欢木;其中，改性溶液由以下质量份数计的聚丙烯酸钠14份、火山土12份、石英粉4份、氧化铝粉5份、硝酸亚铁8份、去离子水45份组成。
所述的水处理剂的制备方法，与实施例3相同。
实施例5
本发明实施例中，一种水处理剂，按照质量份数计，由以下原料组成：改性合欢木22份、小飞蓬9份、睡莲叶14份;改性合欢木的制备，包括以下步骤：1)将合欢木粉碎至40目，放入加热炉内，以15℃/min的升温速率升温至450℃，保温30min后，继续以10℃/min的升温速率升温至580℃，保温55min，随炉冷却至常温，得到煅烧合欢木;2)将煅烧合欢木浸泡在等质量的改性溶液中，以功率为150W、频率为25kHz的超声波处理17min，过滤，用水洗涤至中性，再加入其质量的3.5倍量的水，以功率为290W的微波处理直至干燥，得到改性合欢木;其中，改性溶液由以下质量份数计的聚丙烯酸钠12份、火山土15份、石英粉3.5份、氧化铝粉6份、硝酸亚铁6份、去离子水48份组成。
所述的水处理剂的制备方法，与实施例3相同。
对比例1
在实施例5的基础上，以普通合欢木取代改性合欢木，其余与实施例5完全相同。
对比例2
在实施例5的基础上，删除小飞蓬，其余与实施例5完全相同。
对比例3
在实施例5的基础上，删除睡莲叶，其余与实施例5完全相同。
对比例4
选择普通合欢木作为水处理剂。
以生活污水和工业废水为对象，分别利用实施例1-5以及对比例1-4制得的水处理剂进行除磷试验，其中，生活污水中总磷含量为5mg/L，工业废水中总磷含量为10.9mg/L，生活污水中水处理剂的投加量为1g/L，工业废水中水处理剂的投加量为1.2g/L，按照下述方法进行除磷试验：将水处理剂加到待处理的水中，快搅(400r/min)2min，慢搅(40r/min)10min，沉淀30min后用钼酸铵分光光度法测定絮凝后水样，得到出水总磷含量，计算磷的去除率，得到的数据如表1所示。其中，污水综合排放标准一级标准总磷限值为≤0.5mg/L。
表1各例制得的水处理剂对生活污水和工业废水的处理效果
由表1可以看出，本发明水处理剂添加量小，除磷效果好，经过处理的废水，均达到污水综合排放标准一级标准;对比实施例5和对比例1-4可知，本发明是在改性合欢木以及小飞蓬和睡莲叶的共同作用下，才具有的如此好的水体除磷效果。
本发明水处理剂处理含磷的水源水或污水，对水体中的磷的去除率达到97%以上;特别是在处理低浓度含磷水时，具有投药量少、絮体密实、沉降速度快、出水效果好、产生污泥量少等优势。
本发明解决了低浓度含磷水处理的问题，有显著的社会和经济效益。本发明可广泛用于生活用水、生活污水、再生水、生态需水以及造纸、皮革、化纤、化肥、电力、食品、印染等各种工业废水处理过程中的混凝除磷处理。
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。