申请日2015.11.24
公开(公告)日2016.02.03
IPC分类号C02F1/52
摘要
本发明公开了一种污水处理用磁性混凝剂，制备所需原料有：FeCl3`6H2O、FeSO4`7H2O、曲拉通X-100、3-氨丙基三甲氧基硅烷、98%聚乙烯亚胺、25%戊二醛溶液25%、氨水、无水乙醇、甲醇、蒸馏水。其显著优点为：可以使得混凝处理过程更加高效，可实现混凝沉淀物快速分离。
权利要求书
1.一种污水处理用磁性混凝剂，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
(1)按照摩尔比1:1.7-1.8称取FeSO4`7H2O和FeCl3`6H2O，加入到反应瓶中，加入过量的浓氨水，震荡20min左右，置于60℃左右的水浴锅中水浴6h左右,然后用蒸馏水充分的洗涤磁性铁，得到较纯的磁性纳米铁颗粒;
(2)配制Triton-x-100和甲醇的混合水溶液,Triton-x-100:甲醇:水的摩尔比为1:9-11:19-21,向其中依次加入步骤(1)所得的较纯的磁性纳米铁颗粒和TEOS，两种物质加入量均为0.9-1.1mg/L，再向上述混合液中加入少量的浓氨水，浓氨水与混合液的体积比为1:9-11，置于振荡摇床上混合振荡3.8-4.2h,待混合液反应完全后，将反应液使用丙酮破乳，将包埋产物用蒸馏水和乙醇反复多次洗涤后得到硅烷化的磁性铁;
(3)向(2)中得到的硅烷化磁性铁加入浓度为25%左右的戊二醛溶液中，以甲醇的水溶液作为反应基底，加入适量的氨水或者磷酸盐缓冲溶液，使得反应体系的pH保持在7.8左右，经过0.8-1.2h震荡后置于40-50℃的水浴锅中反应5.5-6.5h后，用水充分洗涤材料得较纯材料;
(4)将(3)所得到的较纯材料加入聚乙烯亚胺高浓度溶液中，以甲醇的水溶液作为反应基底，加入适量的氨水或者磷酸盐缓冲溶液，使得反应体系的pH保持在7.8左右，再经过0.8-1.2h震荡，后置于45℃左右水浴锅中反应6h左右后，用水充分洗涤材料得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理用磁性混凝剂，其特征在于，步骤(1)所述的反应瓶容积为100mL。
3.根据权利要求1所述的一种污水处理用磁性混凝剂，其特征在于，所述的聚乙烯亚胺高浓度溶液的浓度为97-99%。
4.根据权利要求1所述的一种污水处理用磁性混凝剂，其特征在于，所述的甲醇的水溶液中甲醇与水体积比2.2-1.8:1。
说明书
一种污水处理用磁性混凝剂
技术领域
本发明属混凝剂领域，尤其涉及一种污水处理用磁性混凝剂。
背景技术
本发明针对传统混凝剂在污水处理中存在的诸如：去除效率低、可分离性差等不足，发明了一种用于制备新型混凝剂的工艺方法。该法制备出的新型混凝剂应用去除水中污染物时，具有去除效率高、可快速分离等优点。克服了传统混凝剂存在的不足，为污水处理提供了一种新的解决方案。
污水中存在的颗粒物主要是胶体，水中胶粒由于胶粒的∫电位的作用能维持稳定的分散悬浮状态。混凝剂的作用主要是消除或降低胶粒的∫电位，使微粒碰撞聚结、失去稳定性。传统混凝剂用于污水处理时，存在投加量过低处理效果不明显;投加量过高时又给混凝沉淀物分离带来麻烦的困扰。
发明内容
针对传统混凝剂存在的上述技术问题，本发明提供一种解决方案，可以使得混凝处理过程更加高效，实现混凝沉淀物快速分离。具体的技术解决方案为：采用FeCl3`6H2O、FeSO4`7H2O、曲拉通X-100、3-氨丙基三甲氧基硅烷、98%聚乙烯亚胺溶液、25%戊二醛溶液等试剂在适当条件下先制得磁性混凝剂材料;通过实验对比分析混凝剂去除效率影响因素，得到磁性混凝剂最佳使用条件。
新型磁性混凝剂制备步骤如下：
一种污水处理用磁性混凝剂，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
(1)按照摩尔比1:1.7-1.8称取FeSO4`7H2O和FeCl3`6H2O，加入到反应瓶中，加入过量的浓氨水，震荡20min左右，置于60℃左右的水浴锅中水浴6h左右, 然后用蒸馏水充分的洗涤磁性铁，得到较纯的磁性纳米铁颗粒;
(2)配制Triton-x-100和甲醇的混合水溶液,Triton-x-100:甲醇:水的摩尔比为1:9-11:19-21,向其中依次加入步骤(1)所得的较纯的磁性纳米铁颗粒和 TEOS，两种物质加入量均为0.9-1.1mg/L，再向上述混合液中加入少量的浓氨水，浓氨水与混合液的体积比为1:9-11，置于振荡摇床上混合振荡3.8-4.2h, 待混合液反应完全后，将反应液使用丙酮破乳，将包埋产物用蒸馏水和乙醇反复多次洗涤后得到硅烷化的磁性铁;
(3)向(2)中得到的硅烷化磁性铁加入浓度为25%左右的戊二醛溶液中，以甲醇的水溶液作为反应基底，加入适量的氨水或者磷酸盐缓冲溶液，使得反应体系的pH保持在7.8左右，经过0.8-1.2h震荡后置于40-50℃的水浴锅中反应 5.5-6.5h后，用水充分洗涤材料得较纯材料;
(4)将(3)所得到的较纯材料加入聚乙烯亚胺高浓度溶液中，以甲醇的水溶液作为反应基底，加入适量的氨水或者磷酸盐缓冲溶液，使得反应体系的pH保持在7.8左右，再经过0.8-1.2h震荡，后置于45℃左右水浴锅中反应6h左右后，用水充分洗涤材料得到成品。
所述的一种污水处理用磁性混凝剂，其特征在于，步骤(1)所述的反应瓶容积为100mL。
所述的一种污水处理用磁性混凝剂，其特征在于，所述的聚乙烯亚胺高浓度溶液的浓度为97-99%。
所述的一种污水处理用磁性混凝剂，其特征在于，所述的甲醇的水溶液中甲醇与水体积比2.2-1.8:1。
本发明的有益效果为：
(1)本发明的将磁性纳米铁作为载体，通过交联戊二醛、嫁接聚乙烯亚胺进行修饰制得了具有磁性及丰富高分子支链的新型混凝剂。该磁性混凝剂在应用于污废水处理中可实现混凝沉淀与上清液的快速分离同时具有较高的处理效率。
(2)本发明的将新型纳米材料制备相关技术应用于污水处理领域，克服了传统絮凝剂产品存在的可分离程度差、去除效率偏低等不足，最终产品的效果是：通过模拟泥水分离试验，不加混凝剂时70min达到泥水分离平衡，混凝去除率达到49%;按0.725g/L加入新型磁性混凝剂时30min达到平衡，反应速率很快，经磁性分离后混凝去除率达到95%。