申请日2017.11.23
公开(公告)日2018.03.06
IPC分类号C02F1/28; C02F1/52; C02F1/54; C02F1/56; C02F1/72; C02F101/30; C02F103/30
摘要
本发明公开了一种印染污水处理剂的制备及其应用，其制备步骤为：将椰壳粉加入磷酸溶液中浸泡，煅烧活化，然后加入硝酸铜溶液和硝酸铈溶液改性，煅烧得改性椰壳活性炭;将有机改性剂和氯化铝加入去离子水，再加入膨润土，反应后研磨得改性膨润土;取改性椰壳活性炭粉、聚合三氯化铁、聚合氯化铝、改性膨润土、玉米淀粉、醋酸钠、聚丙烯酰胺、聚山梨酯、植物纤维、乙二醇二乙醚二胺四乙酸，混合均匀，造粒得污水处理剂。有益效果为：本发明制备方法将各原料复配，发挥协调作用，能够可持续处理色度、浓度均较高的印染污水，处理后的水质可反复循环利用;水处理剂处理印染污水的工艺简单，高效，处理成本低，对操作人员无副作用。
权利要求书
1.一种印染污水处理剂的制备，包括改性椰壳活性炭粉制备、改性膨润土制备和污水处理剂制备，其特征在于：所述污水处理剂制备步骤为：取改性椰壳活性炭粉、聚合三氯化铁、聚合氯化铝、改性膨润土、玉米淀粉、醋酸钠、聚丙烯酰胺、聚山梨酯、植物纤维、乙二醇二乙醚二胺四乙酸，混合均匀，在造粒机中造粒成型，干燥，即得污水处理剂。
2.根据权利要求1所述的一种印染污水处理剂的制备，其特征在于：所述污水处理剂制备步骤中污水处理剂原料的成分及其重量份为：改性椰壳活性炭粉3-10份、聚合三氯化铁10-17份、聚合氯化铝5-11份、改性膨润土30-40份、玉米淀粉20-28份、醋酸钠13-17份、聚丙烯酰胺22-28份、聚山梨酯0.01-0.02份、植物纤维1-4份、乙二醇二乙醚二胺四乙酸0.8-1.2份。
3.根据权利要求1所述的一种印染污水处理剂的制备，其特征在于：所述污水处理剂制备步骤中污水处理剂粒径为1-10mm。
4.根据权利要求1所述的一种印染污水处理剂的制备，其特征在于：所述改性椰壳活性炭粉制备步骤为：将椰壳置粉碎，将椰壳粉加入到磷酸溶液中，在70-90℃下浸泡20-30h，过滤，然后在500-700℃下煅烧活化2-3h，取出后自然冷却，然后将样品用去离子水洗涤至中性，干燥后研磨，然后加入硝酸铜溶液和硝酸铈溶液中浸泡20-30h，过滤，烘干，然后在200-400℃下煅烧2-3h，自然冷却，即得改性椰壳活性炭。
5.根据权利要求4所述的一种印染污水处理剂的制备，其特征在于：所述改性椰壳活性炭粉制备步骤中的磷酸溶液的质量浓度为60-70%，椰壳粉和磷酸溶液的料液比为1:2-4。
6.根据权利要求4所述的一种印染污水处理剂的制备，其特征在于：所述改性椰壳活性炭粉制备步骤中硝酸铜溶液和硝酸铈溶液的浓度分别为0.4-0.7mol/L和0.1-0.3mol/L，其体积比为2-4:1。
7.根据权利要求1所述的一种印染污水处理剂的制备，其特征在于：所述改性膨润土制备步骤为：按照铝/膨润土比为5-10mmol/g、有机改性剂与膨润土质量比为1.8-2.3:100取各原料，将有机改性剂和氯化铝加入去离子水，料液比为0.03-0.05:1，充分溶解，然后加入在200-300℃下焙烧1-3h的膨润土，在搅拌速率为150-200r/min、温度为40-50℃下搅拌反应50-70min后，离心、洗涤，在温度为100-110℃下干燥，研磨过150-250目筛，即得改性膨润土。
8.根据权利要求7所述的一种印染污水处理剂的制备，其特征在于：所述改性膨润土制备步骤中有机改性剂为重量比为1:0.6-0.8:0.01-0.02的八烷基多糖苷季铵盐、十二烷基多糖苷季铵盐和N-溴代丁二酰亚胺的混合物。
9.一种印染污水处理剂的应用，其特征在于：所述污水处理剂可用于印染污水的处理。
10.根据权利要求9所述的一种印染污水处理剂的应用，其特征在于：所述处理的具体步骤为：用污水收集管网将水产品污水收集后，在其总排污口的尾端设置人工筛网和机械格栅，除出污水中团体杂物，然后将污水引入到综合处理池中，调节污水pH值达到5-7，按投加量为0.2-1.5g/L向池中投加污水处理剂，搅拌使污水处理剂与污水充分混合，曝气3-5h，将上部清水直接排放或者转移到循环水池中，将底部沉淀经行烘干回收。
说明书
一种印染污水处理剂的制备及其应用
技术领域
本发明涉及环保技术领域，尤其是涉及一种印染污水处理剂的制备及其应用。
背景技术
印染废水主要来源于预处理、染色、印花、整理等工序。预处理工序包括退浆、煮炼、漂白和丝光，排出的废水统称漂炼废水，染色、印花、整理工序分别排出染色废水、印花废水和整理废水，以上废水混合之后称为印染废水。印染废水水质复杂，含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。印染废水处理难度主要集中在以下两个方面：1)COD难去除，印染生产中使用的助剂(渗透剂、助染剂等)95%以上滞留在废水中，造成COD浓度高，理论上这些有机污染物大部分可以生化降解，但实际水质B/C比值一般较低，可生化性较差。印染废水中还有一些有机物质，无论对微生物有无抑制作用，都不能被微生物摄食，在实际生产中，这类有机物质经多次生化仍难以有效去除，同时，活性污泥对多变的染料和助剂驯化、适应也比较困难，造成废水处理后COD值仍然偏高，如何提高COD去除率，是印染废水处理亟待解决的难题之一;2)高色度废水难脱色，印染废水中含有的染料品种多、类别复杂，脱色难度很大，国产染料上染率较低，印染企业一般都会超量投加，染色后剩余染料较多，不但造成资源浪费，产污量比发达国家多近1倍，而且增加了废水脱色的难度。
常用的印染废水处理技术主要分为物理化学法与生物法两类。物理化学法主要包括筛滤、沉淀、混凝、化学氧化等。生物处理方法利用微生物的代谢作用，降解废水中溶解、胶体状态有机污染物，主要包括厌氧法和好氧法两大类。印染企业生产品种和生产工艺多种多样，废水处理难度大，单一的处理方法很难达到排放标准要求，需采用物理化学、生物等多种方法组合工艺，生物法主要去除废水中的COD、BOD、氨氮、总氮等，物化法主要用于脱色、去除废水中的悬浮物、总磷及不可生物降解COD等。目前已有印染污水的方法存在在处理污水上处理时间长、速度慢，效率低、费用高、处理不彻底，达不到排放标准等缺陷。因此需要研发一种处理效果更加优异的污水处理剂将具有重要的市场价值和社会价值，并有利于污水处理行业的发展。
现有技术如授权公告号为CN 103708593 B的中国发明专利，公开了一种印染污水处理剂及其制备方法，印染污水处理剂包括以下重量份的原料：硫酸亚铁2~10份、硫酸镁20~30份、聚丙烯酰胺0.5~2份、硝酸铁10~20份、硝酸镍1~5份、聚合氯化铝40~60份、改性硅藻土10~20份、海泡石粉8~22份、交联累托石10~20份、壳聚糖-石墨烯复合材料5~10份、石墨烯纳米层/MnO2复合物1~3份。上述印染污水处理剂的生产方法简便，投资小，见效快，无二次污染。但该方法用到的壳聚糖-石墨烯复合材料和石墨烯纳米层/MnO2复合物的价格昂贵，且其分散性较差，限制了其广泛的工业化应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种将各原料复配，能够发挥协调作用，能够可持续处理色度、浓度均较高的印染污水，使得处理后的水质可反复循环利用的印染污水处理剂的制备，该制备的水处理剂可应用于印染污水的处理，其处理工艺步骤简单，可操作性强，高效，降低企业处理成本，同时用该处理剂处理印染污水相对安全，对操作人员无副作用。
本发明针对上述技术中提到的问题，采取的技术方案为：
一种印染污水处理剂的制备，包括改性椰壳活性炭粉制备、改性膨润土制备和污水处理剂制备，其制备具体包括以下步骤：
改性椰壳活性炭粉制备：将椰壳置粉碎后过50-100目筛，按料液比为1:2-4将椰壳粉加入到质量浓度为60-70%的磷酸溶液中，在70-90℃下浸泡20-30h，过滤，然后在500-700℃下煅烧活化2-3h，取出后自然冷却，然后将样品用去离子水洗涤至中性，在70-90℃下烘干，研磨，过150-250目筛，然后按料液比为1:2-4加入0.4-0.7mol/L的硝酸铜溶液，再按料液比为1:0.8-1.3加入0.1-0.3mol/L的硝酸铈溶液，浸泡20-30h，过滤，在70-90℃下烘干，然后在200-400℃下煅烧2-3h，自然冷却，即得改性椰壳活性炭，椰壳粉经过磷酸充分浸渍后，磷酸受热分解产生气体，同时还有剩余的酸留在椰壳活性炭中，在除去剩余的磷酸后就得到空隙结构丰富和比表面积很大的椰壳活性炭，而通过浸渍法将含活性组分的硝酸铜溶液和硝酸铈溶液负载到椰壳活性炭载体上，再经过干燥、焙烧过程而得到椰壳活性炭负载金属氧化物，该改性椰壳活性炭具有物理吸附功能和催化分解相结合，以空气为氧化剂，在负载金属氧化物的椰壳活性炭的催化作用下，与印染废水中的有机物发生氧化反应，使有机物分解，从而降低印染废水的和色度;
改性膨润土制备：按照铝/膨润土比为5-10mmol/g、有机改性剂与膨润土质量比为1.8-2.3:100取各原料，将有机改性剂和氯化铝加入去离子水，料液比为0.03-0.05:1，充分溶解，然后加入在200-300℃下焙烧1-3h的膨润土，在搅拌速率为150-200r/min、温度为40-50℃下搅拌反应50-70min后，离心、洗涤，在温度为100-110℃下干燥，研磨过150-250目筛，即得改性膨润土，该改性膨润土仍然保持了硅酸盐的基本骨架，有机改性剂进入了膨润土的层间结构，改性膨润土表面负载的铝离子及其水解产物改变了膨润土中表面活性剂的排列方式，使得碳链之间的相互作用降低，改善了膨润土的孔道和空隙结构，使得水分子更容易进人已经形成的膨润土颗粒之间的孔隙，既可有效地去除氮和磷，又具有良好的沉降性能，缩短了改性时间，降低了水产品污水处理的成本;
污水处理剂制备：按重量份取改性椰壳活性炭粉3-10份、聚合三氯化铁10-17份、聚合氯化铝5-11份、改性膨润土30-40份、玉米淀粉20-28份、醋酸钠13-17份、聚丙烯酰胺22-28份、聚山梨酯0.01-0.02份、植物纤维1-4份、乙二醇二乙醚二胺四乙酸0.8-1.2份，混合均匀，在造粒机中造粒成型，干燥，即得污水处理剂，污水处理剂粒径为1-10mm，该粒径的污水处理剂使其与污水的接触面积合理，能有效地去除污水有机物质，同时便于水处理剂的回收、再利用，该污水处理剂将各原料复配，能够发挥协调作用，不仅能够可持续处理色度、浓度均较高的印染污水，同时使处理后的印染污水达到无色、无味、COD值降到最低，使得处理后的水质可反复循环利用。
优选的，硝酸铜溶液和硝酸铈溶液的体积比为2-4:1，该条件下铜铈能够比较均勾分散在椰壳活性炭表面，且对椰壳活性炭的骨架及孔隙结构无影响。
优选的，有机改性剂为重量比为1:0.6-0.8:0.01-0.02的八烷基多糖苷季铵盐、十二烷基多糖苷季铵盐和N-溴代丁二酰亚胺的混合物，该有机改性剂中各成分能取得相互增益的效果，使得有机改性剂阳离子与膨润土层间的阳离子发生离子交换反应，有机阳离子进入膨润土层间加大了层间距，进一步增大膨润土的比表面积，增强了污水处理剂对有机物的吸附能力，同时使进去膨润土层间的铝的量增加，提高膨润土对水产品污水中有机物的去除率，且能增加铝在膨润土上的稳定性，利于污水处理剂的回收、利用。
一种印染污水处理剂的应用，其可用于印染污水的处理，具体方法为：
用污水收集管网将水产品污水收集后，在其总排污口的尾端设置人工筛网和机械格栅，除出污水中团体杂物，然后将污水引入到综合处理池中，调节污水pH值达到5-7，按投加量为0.2-1.5g/L向池中投加污水处理剂，搅拌使污水处理剂与污水充分混合，曝气3-5h，将上部清水直接排放或者转移到循环水池中，将底部沉淀经行烘干回收，实现废水处理剂的循环使用。首先利用污水处理剂优异的吸附能力净化印染污水，将有机物吸附浓缩，然后通入空气，再利用污水处理剂的选择性和催化活性，就能在比较温和的条件下将吸附的有机物氧化分解;其次利用污水处理剂的絮凝作用将悬浮物快速絮凝、沉淀处来，出水水质好，处理后的污水能够达到环保局规定的排放标准，处理工艺步骤简单，可操作性强，高效，降低企业处理成本，同时用该水处理剂处理含铬废水相对安全，对操作人员无副作用;此外该污水处理剂可回收再利用，使得水处理剂可以反复使用，增强了其实用性和经济效益。
与现有技术相比，本发明的优点在于：1)本发明制备方法将各原料复配，能够发挥协调作用，不仅能够可持续处理色度、浓度均较高的印染污水，同时使处理后的印染污水达到无色、无味、COD值降到最低，使得处理后的水质可反复循环利用;2)本发明制备的污水处理剂具有优异的吸附能力，能将有机物吸附浓缩，进而在比较温和的条件下将其氧化分解，同事其絮凝作用好，能将悬浮物快速絮凝、沉淀处来，出水水质好，处理后的污水能够达到环保局规定的排放标准;3)本发明水处理剂处理工艺步骤简单，可操作性强，高效，降低企业处理成本，同时用该处理剂处理含铬废水相对安全，对操作人员无副作用。