申请日2018.04.27
公开(公告)日2018.09.18
IPC分类号C02F1/28; C02F1/50
摘要
本发明提供一种高效环保的水处理剂，所述处理剂的原料按重量份包括如下组分：磁性壳聚糖接枝聚丙烯酰胺50‑53份、膨胀石墨20‑22份、改性椰壳炭15‑18份、苎麻纤维12‑13份、硅藻土10‑12份、坡缕石10‑12份、珍珠岩8‑9份、椴树锯末5‑8份、松针粉4‑6份。本发明采用的原料组分均环保无毒，不会对水体造成二次污染，通过将特定含量的各原料组分进行混合，能够充分发挥各原料组分之间的相互配合及相互协同作用，实现物理吸附和化学反应的有效结合，从而大大提高水处理剂对水体中的可溶性有机物以及金属离子的去除效果，同时，还可以杀灭水体中的细菌以及微生物，避免其大量繁殖而污染水体。
权利要求书
1.一种高效环保的水处理剂，其特征在于：所述处理剂的原料按重量份包括如下组分：磁性壳聚糖接枝聚丙烯酰胺50-53份、膨胀石墨20-22份、改性椰壳炭15-18份、苎麻纤维12-13份、硅藻土10-12份、坡缕石10-12份、珍珠岩8-9份、椴树锯末5-8份、松针粉4-6份。
2.根据权利要求1所述的高效环保的水处理剂，其特征在于：所述处理剂的原料按重量份包括如下组分：磁性壳聚糖接枝聚丙烯酰胺51份、膨胀石墨21份、改性椰壳炭16份、苎麻纤维12份、硅藻土11份、坡缕石11份、珍珠岩9份、椴树锯末6份、松针粉5份。
3.根据权利要求1或2所述的高效环保的水处理剂，其特征在于：所述改性椰壳炭的制备方法为：按质量比为1:3.5混合椰壳炭和绿脓杆菌分泌产生的脂肪酶液，然后置于转速为155r/min的摇床中，在35℃处理6h，过滤并干燥处理，即得改性椰壳炭。
4.根据权利要求1所述的高效环保的水处理剂，其特征在于：所述磁性壳聚糖接枝聚丙烯酰胺的粒度为200目。
5.根据权利要求1所述的高效环保的水处理剂，其特征在于：
所述磁性壳聚糖接枝聚丙烯酰胺的制备方法包括如下步骤：
(1)按质量体积比为0.58-1.16g：100ml将壳聚糖充分溶解于浓度为1-2%的乙酸水溶液中，制得壳聚糖乙酸溶液，然后升温至45℃，并保持恒温;
(2)按体积比为10:1向恒温的壳聚糖乙酸溶液中加入浓度为0.2mol/L的硝酸铈铵水溶液，并以200r/min的搅拌速度搅拌反应30min，之后按壳聚糖与丙烯酰胺的质量比为1：1-3加入丙烯酰胺，继续以200r/min的搅拌速度搅拌反应180min，制得混合溶液A;
(3)按体积比为2:1向混合溶液A中加入氯化铁和硫酸亚铁的混合水溶液，以300r/min的搅拌速度搅拌均匀，并调节pH至9～10，制得混合溶液B;
(4)按体积比为55-160：1向混合溶液B中加入环氧氯丙烷后，升温至60℃，并以400r/min的搅拌速度搅拌反应60min，然后停止搅拌，静置120min，然后进行磁分离处理，再过滤，收集固体物质;
(5)用无水乙醇洗涤固体物质，至滤液呈中性，然后用无水乙醇浸泡洗涤后的固体物质2h，再将所得的固体物质烘干，即得磁性壳聚糖接枝聚丙烯酰胺;
所述步骤(3)中，按氯化铁的浓度为0.4mol/L和硫酸亚铁的浓度为0.2-0.4mol/L配置氯化铁和硫酸亚铁的混合水溶液。
6.根据权利要求1所述的高效环保的水处理剂，其特征在于：所述苎麻纤维为单根丝状，且长度为1.0cm-1.2cm。
7.一种用于制备高效环保的水处理剂的方法，其特征在于：包括如下步骤：将磁性壳聚糖接枝聚丙烯酰胺、膨胀石墨、改性椰壳炭、硅藻土、坡缕石和珍珠岩混匀并研磨成粒度为200目的粉末后，加入苎麻纤维、椴树锯末、松针粉和足以浸泡所有原料组分的去离子水，搅拌使苎麻纤维、椴树锯末和松针粉充分分散，然后过滤，收集固体混合物，再将固体混合物烘干，即为高效环保的水处理剂。
说明书
高效环保的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，具体涉及一种高效环保的水处理剂及其制备方法。
背景技术
水是人类生存最基本的需求，然而随着工业的迅猛发展，水体污染问题日益突出，同时，人们物质生活水平的不断提高，对水质也提出了更高的要求。就目前的水体污染来看，包括饮用水在内的水体中可溶性有机物质及难生物降解化合物、重金属离子等逐年增多，饮用水水质安全保障也开始出现威胁，同时，水中的细菌容易因水体中含有大量有机物质而过量繁殖，进而引起水体污染，威胁人体健康。
但目前常规水处理手段对这一类可溶性有机污染物的去除效果并不显著，同时现行的许多水处理药剂还可能产生对环境有害的二次污染物质，这无疑对环境保护以及可持续发展等带来不利影响。因此寻求兼有高效、环保、经济且无二次污染的水处理剂是当前水处理领域的研究热点和前沿课题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种高效环保、无二次污染的水处理剂，能够有效地除去水体中的有害有机物质，同时杀灭水中的细菌，避免其过量繁殖而引起水体更严重的污染。
本发明提供一种高效环保的水处理剂，所述处理剂的原料按重量份包括如下组分：磁性壳聚糖接枝聚丙烯酰胺50-53份、膨胀石墨20-22份、改性椰壳炭15-18份、苎麻纤维12-13份、硅藻土10-12份、坡缕石10-12份、珍珠岩8-9份、椴树锯末5-8份、松针粉4-6份;
进一步，所述处理剂的原料按重量份包括如下组分：磁性壳聚糖接枝聚丙烯酰胺51份、膨胀石墨21份、改性椰壳炭16份、苎麻纤维12份、硅藻土11份、坡缕石11份、珍珠岩9份、椴树锯末6份、松针粉5份;
进一步，所述改性椰壳炭的制备方法为：按质量比为1:3.5混合椰壳炭和绿脓杆菌分泌产生的脂肪酶液，然后置于转速为155r/min的摇床中，在35℃处理6h，过滤并干燥处理，即得改性椰壳炭;
进一步，所述磁性壳聚糖接枝聚丙烯酰胺的粒度为200目;
进一步，所述磁性壳聚糖接枝聚丙烯酰胺的制备方法包括如下步骤：
(1)按质量体积比为0.58-1.16g：100ml将壳聚糖充分溶解于浓度为1-2%的乙酸水溶液中，制得壳聚糖乙酸溶液，然后升温至45℃，并保持恒温;
(2)按体积比为10:1向恒温的壳聚糖乙酸溶液中加入浓度为0.2mol/L的硝酸铈铵水溶液，并以200r/min的搅拌速度搅拌反应30min，之后按壳聚糖与丙烯酰胺的质量比为1：1-3加入丙烯酰胺，继续以200r/min的搅拌速度搅拌反应180min，制得混合溶液A;
(3)按体积比为2:1向混合溶液A中加入氯化铁和硫酸亚铁的混合水溶液，以300r/min的搅拌速度搅拌均匀，并调节pH至9～10，制得混合溶液B;
(4)按体积比为55-160：1向混合溶液B中加入环氧氯丙烷后，升温至60℃，并以400r/min的搅拌速度搅拌反应60min，然后停止搅拌，静置120min，然后进行磁分离处理，再过滤，收集固体物质;
(5)用无水乙醇洗涤固体物质，至滤液呈中性，然后用无水乙醇浸泡洗涤后的固体物质2h，再将所得的固体物质烘干，即得磁性壳聚糖接枝聚丙烯酰胺;
所述步骤(3)中，按氯化铁的浓度为0.4mol/L和硫酸亚铁的浓度为0.2-0.4mol/L配置氯化铁和硫酸亚铁的混合水溶液;
进一步，所述苎麻纤维为单根丝状，且长度为1.0cm-1.2cm。
本发明还公开了一种用于制备高效环保的水处理剂的方法，包括如下步骤：将磁性壳聚糖接枝聚丙烯酰胺、膨胀石墨、改性椰壳炭、硅藻土、坡缕石和珍珠岩混匀并研磨成粒度为200目的粉末后，加入苎麻纤维、椴树锯末、松针粉和足以浸泡所有原料组分的去离子水，搅拌使苎麻纤维、椴树锯末和松针粉充分分散，然后过滤，收集固体混合物，再将固体混合物烘干，即为高效环保的水处理剂。
本发明的有益效果：
本发明采用的原料组分均环保无毒，不会对水体造成二次污染，通过将特定含量的各原料组分进行混合，能够充分发挥各原料组分之间的相互配合及相互协同作用，实现物理吸附和化学反应的有效结合，从而大大提高水处理剂对水体中的可溶性有机物以及金属离子的去除效果，同时，还可以杀灭水体中的细菌以及微生物，避免其大量繁殖而污染水体。其中，苎麻纤维基于其内部特殊的超细微孔结构，而对有机物具有强劲的吸附能力;膨胀石墨具有疏松多孔结构，对有机化合物具有强大的吸附能力;硅藻土和珍珠岩均具有独特的孔隙结构，孔隙度大，吸附性能强，能够大量吸附有机物质和重金属;坡缕石具有很大的比表面积，且对重金属和有机物均具有较强的吸附能力;椴树锯末不仅可以吸收有机物，还具有一定的抗菌抗毒性;松针粉能够有效地杀灭水体中含有的细菌和寄生虫等等;椰壳炭本身具有多孔结构，对重金属和有机物质均具有一定的去除效果，而采用绿脓杆菌分泌产生的脂肪酶液对椰壳炭进行改性后，增加了椰壳炭表面的活性基团，有利于椰壳炭与水体中重金属和有机物质进行络合，从而大大的提高椰壳炭对于水体中重金属和有机物质的去除效果;磁性壳聚糖接枝聚丙烯酰胺中除了具有氨基及羟基活性基团外，还增加了酰胺基团，且材料本身还具有磁性，对水体中的污染性物质具有很强的吸附脱除作用，能够有效的与有机污染物和重金属结合。同时，本发明中采用的各原料组分在特定的制备方法作用下，均能实现较好的分散，充分发挥原料组分之间的协同增效作用，大大提高对水体的处理效果。
此外，本发明采用的原材料不仅来源广泛、价格低廉、性质稳定，且对人类和环境都安全无毒，同时大部分为轻质材料，可以增加水处理剂的漂浮性、悬浮性以及沉浮可控性，有利于对水体达到三维立体的净化效果。