申请日2017.04.12
公开(公告)日2017.06.20
IPC分类号C02F1/00; C02F1/28; C02F1/52; C02F1/56
摘要
本发明公开了一种凹凸棒土污水处理剂及其制备方法，涉及凹凸棒土加工技术领域，按重量份计包括凹凸棒土150~200份、空心玻璃微珠200~250份、去离子水80~100份、硫酸溶液20~25份、交联累托石20~25份、三氯化铁2~5份、硫酸亚铁2~5份、硫酸镁2~5份、聚丙烯酰胺2~5份、氯化铝2~5份、聚合硫酸铁2~5份、氢氧化钠2~5份、苯甲酸钠2~5份、玉米淀粉2~5份、秸秆2~5份、棉子壳渣1~3份、改性硅藻土1~3份、柠檬酸1~3份、助剂1~3份和适量水。本发明以凹凸棒土为原料并做改性处理，分散性、悬浮性和吸附作用好。
权利要求书
1.一种凹凸棒土污水处理剂，其特征在于，按重量份计包括凹凸棒土150~200份、空心玻璃微珠200~250份、去离子水80~100份、硫酸溶液20~25份、交联累托石20~25份、三氯化铁2~5份、硫酸亚铁2~5份、硫酸镁2~5份、聚丙烯酰胺2~5份、氯化铝2~5份、聚合硫酸铁2~5份、氢氧化钠2~5份、苯甲酸钠2~5份、玉米淀粉2~5份、秸秆2~5份、棉子壳渣1~3份、改性硅藻土1~3份、柠檬酸1~3份、助剂1~3份和适量水。
2.根据权利要求1所述的凹凸棒土污水处理剂，其特征在于，按重量份计包括凹凸棒土175份、空心玻璃微珠225份、去离子水90份、硫酸溶液22份、交联累托石22份、三氯化铁3份、硫酸亚铁3份、硫酸镁3份、聚丙烯酰胺3份、氯化铝3份、聚合硫酸铁3份、氢氧化钠3份、苯甲酸钠3份、玉米淀粉3份、秸秆3份、棉子壳渣2份、改性硅藻土2份、柠檬酸2份、助剂1~3份和适量水。
3.根据权利要求1所述的保温砂浆，其特征在于，所述空心玻璃微珠的出厂堆积密度为100～130 kg/m3，粒径为0.5～1.5mm。
4.根据权利要求1所述的凹凸棒土污水处理剂，其特征在于，所述交联累托石为铝交联累托石。
5.根据权利要求1所述的凹凸棒土污水处理剂，其特征在于，所述助剂按重量份计包括纳米碳酸钙5~10份、沉香精油5~10份、氨基树脂2~8份、羟基丙烯酸树脂2~8份、端羧基聚酯树脂1~5份、三氯化铝2~5份、纳米沸石粉2~4份、硅油2~4份、沉淀碳酸钙1~3份。
6.根据权利要求1所述的凹凸棒土污水处理剂，其特征在于，所述硫酸溶液的浓度为8~8.5%。
7.一种根据权利要求1~6任一项所述的凹凸棒土污水处理剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)、凹凸棒土纯化
按照配比向去离子水中加入凹凸棒土，并加入分散剂，搅拌均匀后做分散处理1~2小时，然后静置2～3h，弃去上层清液以及下层沙土，得到凹凸棒土的悬浊液，将悬浊液离心分离后得到的凹凸棒土置于烘箱中干燥，备用;
(2)、凹凸棒土改性处理
将步骤(1)中提纯过的凹凸棒土加入到硫酸溶液中，搅拌均匀进行第一次改性，第一次改性时间为0.5~1h，然后进行加热，加热温度保持为60～85℃，在加热的同时持续加入氢氧化钠进行第二次改性，并搅拌使凹凸棒土的改性环境的pH值保持为5.1～6.3，第二次改性时间为2.5～3h;
(3)、助剂制备
将纳米碳酸钙、沉淀碳酸钙、纳米沸石粉、二醋酸纤维素混合研磨均匀，得到粉末，再将其他剩余成分混合并搅拌均匀，与所得的粉末混合研磨10~15min，再加热至50~55℃，过滤静置冷却后即得所述助剂;
(4)、制作浆料
将交联累托石、秸秆、棉子壳渣和改性硅藻土按照配比取出，粉碎，过50~80目筛，得粉末状混合物，将三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸镁、聚丙烯酰胺、氯化铝、聚合硫酸铁、苯甲酸钠和柠檬酸按照配比取出与粉末状混合物、助剂混合，加入剩余水，充分搅拌，得到浆料;
(5)、混合
向改性后的凹凸棒土吹75~80℃的热空气使其翻腾，再向翻腾的凹凸棒土粉末中喷入步骤(4)中得到的浆料，使充分混合后，保持温度为80~85℃，继续翻腾50~60min，得到浆状混合物，冷却后备用;
(6)、将空心玻璃微珠浸入步骤(5)得到的浆状混合物中，慢速搅拌30~40min，然后过滤、烘干;
(7)、将步骤(5)的混合物转移入马弗炉中，空气气氛，500～700℃下热处理0.5～1h，制得所述凹凸棒土污水处理剂。
8.根据权利要求7所述的凹凸棒土污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述分散剂为六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵中的任一种。
9.根据权利要求7所述的凹凸棒土污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述分散处理为超声分散、砂磨分散和高剪切乳化机分散中的任一种。
说明书
一种凹凸棒土污水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及凹凸棒土技术领域，具体涉及一种凹凸棒土污水处理剂及其制备方法。
背景技术
污水处理技术对节水、节能等问题具有十分重要的作用，但同时污水处理药剂的使用过程中也给环境造成一定的影响。在冷却水系统中，水温高于环境温度的各种场合下，碳酸钙等无机盐的结垢会带来严重的后果。近年来，在水处理领域中，应用碱性、不调节pH值的水处理技术日益增长，其中添加缓蚀阻垢药剂，低磷、无磷配方的的应用越来越广泛，无磷的绿色水处理药剂已成为国内外水处理剂研究方面的热点课题。科学利用水处理药剂可有效防腐蚀和防止结垢，从而提高设备及水的利用率而达到节约水源和能源的目的。
此外，在各种水系统中，不可避免地存在各种污染源，特别是一些微生物如菌藻，
可大规模繁殖蔓延，严重破坏水质，并且对存储水系统的容器产生极大的腐蚀破坏作用。
当前，环境保护已成为世界关注的问题，寻求一种有效的污水处理剂，能够使污水处理后能达到污水排放要求，是众多企业急需解决的难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种凹凸棒土污水处理剂及其制备方法，以凹凸棒土为原料并做改性处理，分散性、悬浮性和吸附作用好。
本发明提供了如下的技术方案：一种凹凸棒土污水处理剂，按重量份计包括凹凸棒土150~200份、空心玻璃微珠200~250份、去离子水80~100份、硫酸溶液20~25份、交联累托石20~25份、三氯化铁2~5份、硫酸亚铁2~5份、硫酸镁2~5份、聚丙烯酰胺2~5份、氯化铝2~5份、聚合硫酸铁2~5份、氢氧化钠2~5份、苯甲酸钠2~5份、玉米淀粉2~5份、秸秆2~5份、棉子壳渣1~3份、改性硅藻土1~3份、柠檬酸1~3份、助剂1~3份和适量水。
优选地，按重量份计包括凹凸棒土175份、空心玻璃微珠225份、去离子水90份、硫酸溶液22份、交联累托石22份、三氯化铁3份、硫酸亚铁3份、硫酸镁3份、聚丙烯酰胺3份、氯化铝3份、聚合硫酸铁3份、氢氧化钠3份、苯甲酸钠3份、玉米淀粉3份、秸秆3份、棉子壳渣2份、改性硅藻土2份、柠檬酸2份、助剂1~3份和适量水。
优选地，所述交联累托石为铝交联累托石。
优选地，所述助剂按重量份计包括纳米碳酸钙5~10份、沉香精油5~10份、氨基树脂2~8份、羟基丙烯酸树脂2~8份、端羧基聚酯树脂1~5份、三氯化铝2~5份、纳米沸石粉2~4份、硅油2~4份、沉淀碳酸钙1~3份。
优选地，所述硫酸溶液的浓度为8~8.5%。
本发明中还提供一种凹凸棒土污水处理剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)、凹凸棒土纯化
按照配比向去离子水中加入凹凸棒土，并加入分散剂，搅拌均匀后做分散处理1~2小时，然后静置2～3h，弃去上层清液以及下层沙土，得到凹凸棒土的悬浊液，将悬浊液离心分离后得到的凹凸棒土置于烘箱中干燥，备用;
(2)、凹凸棒土改性处理
将步骤(1)中提纯过的凹凸棒土加入到硫酸溶液中，搅拌均匀进行第一次改性，第一次改性时间为0.5~1h，然后进行加热，加热温度保持为60～85℃，在加热的同时持续加入氢氧化钠进行第二次改性，并搅拌使凹凸棒土的改性环境的pH值保持为5.1～6.3，第二次改性时间为2.5～3h;
(3)、助剂制备
将纳米碳酸钙、沉淀碳酸钙、纳米沸石粉、二醋酸纤维素混合研磨均匀，得到粉末，再将其他剩余成分混合并搅拌均匀，与所得的粉末混合研磨10~15min，再加热至50~55℃，过滤静置冷却后即得所述助剂;
(4)、制作浆料
将交联累托石、秸秆、棉子壳渣和改性硅藻土按照配比取出，粉碎，过50~80目筛，得粉末状混合物，将三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸镁、聚丙烯酰胺、氯化铝、聚合硫酸铁、苯甲酸钠和柠檬酸按照配比取出与粉末状混合物、助剂混合，加入剩余水，充分搅拌，得到浆料;
(5)、混合
向改性后的凹凸棒土吹75~80℃的热空气使其翻腾，再向翻腾的凹凸棒土粉末中喷入步骤(4)中得到的浆料，使充分混合后，保持温度为80~85℃，继续翻腾50~60min，得到浆状混合物，冷却后备用;
(6)、将空心玻璃微珠浸入步骤(5)得到的浆状混合物中，慢速搅拌30~40min，然后过滤、烘干;
(7)、将步骤(5)的混合物转移入马弗炉中，空气气氛，500～700℃下热处理0.5～1h，制得所述凹凸棒土污水处理剂。
优选地，所述分散剂为六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵中的任一种。
优选地，所述分散处理为超声分散、砂磨分散和高剪切乳化机分散中的任一种。
本发明的有益效果：以凹凸棒土为原料并做改性处理，分散性、悬浮性和吸附作用好，具体如下：
(1)、由于采用空心玻璃微珠为载体，所以本发明中的凹凸棒土污水处理剂具有轻质特性，使用时可漂浮于水体表面，可用作污水表面污染物的净化处理;
(2)、在通常情况下，凹凸棒土作为一种粉体材料很难以分散的独立棒状晶体状态存在，而是形成一定形式的晶体聚集体，因此在实际应用中，必须对凹凸棒土进行提纯与活化处理，本发明中的改性方法能够最大限度的活化凹凸棒土，使其层间距离增大，吸附作用强;
(3)、本发明中所使用的凹凸棒土粉末资源丰富、原料廉价，制造成本低;
(4)、本发明中添加了氯化铝、聚合硫酸铁，用于增强络合效果，添加苯甲酸钠，用于提高抑菌性能，助剂用于加强凹凸棒土的分散性和悬浮性;
(5)、本发明添加的交联累托石结构稳定，不发生膨胀，具有较大的比表面积、离子交换容量和微孔孔径而且具有热稳定性好、表面酸性强等特点，吸附能力增大70%以上，具有较大的层厚度，是一种性能优异的催化剂和吸附剂;
(6)、本发明添加的硫酸亚铁和硫酸镁混合得到铁镁复合絮凝剂，配合有机絮凝剂聚丙烯酰胺，实现将无机絮凝剂和有机絮凝剂复合配制，解决了无机絮凝剂絮体小不易沉降的问题，达到了增强絮体沉降性能的目的。