申请日2017.12.26
公开(公告)日2018.06.08
IPC分类号B01J20/24; C02F1/28
摘要
本发明公开了一种利用陶瓷废料制备的废水处理剂，制备利用陶瓷废料制备的废水处理剂的原料包括：陶瓷废料，有机碳源;废水处理剂的制备方法，包括：将有机碳源配制成有机碳源水溶液;将陶瓷废料投入到有机碳源水溶液，均匀搅拌，然后将混合液转移至水热釜中进行水热反应，所得产物经洗涤、干燥、研磨、过筛后，得到废水处理剂初料;将废水处理剂初料转移至马弗炉中进行烧结，所得产物经研磨、粉碎、过筛，得到所述废水处理剂。本发明结合陶瓷废料的二次再利用，提供一种新型废水处理剂及其制备方法，提高废水处理能效，降低废水处理剂的生产成本，同时不引入新的污染源。
权利要求书
1.一种利用陶瓷废料制备的废水处理剂，其特征在于，制备所述利用陶瓷废料制备的废水处理剂的原料及其重量份包括：陶瓷废料100份，有机碳源20份～80份;所述利用陶瓷废料制备的废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，将所述重量份的有机碳源配制成质量分数为5%～60%的有机碳源水溶液;
步骤S2，将所述重量份的陶瓷废料投入到步骤S1得到的有机碳源水溶液，均匀搅拌1h～3h，然后将混合液转移至水热釜中，在160℃～200℃下进行水热反应，所得产物经洗涤、干燥、研磨、过筛后，得到废水处理剂初料;
步骤S3，将步骤S2得到的废水处理剂初料转移至马弗炉中，在250℃～350℃的温度条件下进行烧结，所得产物经研磨、粉碎、过筛，得到所述利用陶瓷废料制备的废水处理剂。
2.根据权利要求1所述的利用陶瓷废料制备的废水处理剂，其特征在于，所述陶瓷废料为：将废旧陶瓷破碎、粉碎;选取通过80目筛而未通过100目筛的废旧陶瓷颗粒，投入浓硫酸或浓硝酸中浸泡6h～48h，取出干燥后进行球磨粉碎，过200目筛，得到所述陶瓷废料。
3.根据权利要求1所述的利用陶瓷废料制备的废水处理剂，其特征在于，所述有机碳源包括：淀粉、葡萄糖、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素中的任一种或几种。
4.根据权利要求1所述的利用陶瓷废料制备的废水处理剂，其特征在于，步骤S2中，所述均匀搅拌的工艺条件为：在30℃～40℃的温度条件下，以300r/min～500r/min的转速均匀搅拌。
5.根据权利要求1所述的利用陶瓷废料制备的废水处理剂，其特征在于，步骤S2中，所述水热反应的时间为：20min～240min。
6.根据权利要求1所述的利用陶瓷废料制备的废水处理剂，其特征在于，步骤S2中，所述水热反应时的压力为：0.2MPa～1.8MPa。
7.根据权利要求1所述的利用陶瓷废料制备的废水 处理剂，其特征在于，步骤S2中，所述过筛为：过200目筛。
8.根据权利要求1所述的利用陶瓷废料制备的废水处理剂，其特征在于，步骤S3中，所述烧结具体为：以8℃/min～12℃/min的升温速率升温至250℃～350℃，保温0.5h～2h，然后以3℃/min～6℃/min的降温速率降温至110℃～120℃，保温0.5h，自然冷却至室温。
9.根据权利要求1所述的利用陶瓷废料制备的废水处理剂，其特征在于，步骤S3中，所述过筛为：过80目筛。
说明书
一种利用陶瓷废料制备的废水处理剂
技术领域
本发明涉及废水的处理领域，具体涉及一种利用陶瓷废料制备的废水处理剂。
背景技术
水处理剂，通常指用于污水处理的化学药剂，被广泛应用于化工、石油、轻工、日化、纺织、印染、建筑、冶金、机械、医药卫生、交通、城乡环保等行业，以达到节约用水和防止水源污染的目的。水处理剂包括缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂、絮凝剂、净化剂、清洗剂、预膜剂等。在实际应用中，往往使用复合配方的水处理剂，或者综合应用各类水处理剂。随着环保意识的增强，水处理剂的研发和生产朝向来源环保、可重复使用、不引入新的污染源等方向进行。并且从生产成本考量，降低原料成本和生产成本也是水处理剂研发的方向之一。
随着社会经济的快速发展，陶瓷工业废料日益增多，对城市环境造成巨大压力，所以陶瓷工业废料的处理与利用非常重要。目前我国陶瓷工业废料的处理与利用程度比较低，资金紧缺，致使大量废渣挤占耕地，使水和空气受到污染，大量的陶瓷废料已经不是简单填埋可以解决的问题。因此，重视对陶瓷废料的循环再利用，提高再利用的科技水平，化废料为资源，已经成为科技和环保部门的当务之急。
中国专利CN200710034985.X公开了一种陶瓷颗粒滤料在钢铁工业废水处理中应用的工艺方法，在钢铁工业废水处理装置的过滤罐中，装填陶瓷颗粒滤料，所述陶瓷颗粒滤料包括陶粒滤料、瓷砂滤料和瓷球滤料从上至下依次分层装填在过滤罐中，钢铁工业废水经一次沉淀和二次平流沉淀后从过滤罐上端进入，通过陶瓷颗粒滤料的截留和吸附，使水与悬浮污染物分离而排出清水。该专利虽然采用陶瓷颗粒滤料也起到了废水处理的作用，但是该专利的陶瓷滤料需特别定制，而且该陶瓷滤料的废水处理机制仅仅是简单的过滤作用，不仅生产成本高，而且可处理的废水类型也非常有限。
因此，结合陶瓷废料的二次再利用，提供一种新型废水处理剂及其制备方法，提高废水处理能效，降低废水处理剂的生产成本，同时不引入新的污染源。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种利用陶瓷废料制备的废水处理剂。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种利用陶瓷废料制备的废水处理剂，制备利用陶瓷废料制备的废水处理剂的原料及其重量份包括：陶瓷废料100份，有机碳源20份～80份;利用陶瓷废料制备的废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，将所述重量份的有机碳源配制成质量分数为5%～60%的有机碳源水溶液;
步骤S2，将所述重量份的陶瓷废料投入到步骤S1得到的有机碳源水溶液，均匀搅拌1h～3h，然后将混合液转移至水热釜中，在160℃～200℃下进行水热反应，所得产物经洗涤、干燥、研磨、过筛后，得到废水处理剂初料;
步骤S3，将步骤S2得到的废水处理剂初料转移至马弗炉中，在250℃～350℃的温度条件下进行烧结，所得产物经研磨、粉碎、过筛，得到利用陶瓷废料制备的废水处理剂。
进一步地，陶瓷废料为：将废旧陶瓷破碎、粉碎;选取通过80目筛而未通过100目筛的废旧陶瓷颗粒，投入浓硫酸或浓硝酸中浸泡6h～48h，取出干燥后进行球磨粉碎，过200目筛，得到陶瓷废料。
其中，对废旧陶瓷颗粒经强酸处理，去除可溶性成分，氧化废旧陶瓷颗粒中还原性成分，扩大废旧陶瓷颗粒的多孔孔道，并且使多孔废旧陶瓷颗粒体积膨胀，经强酸化处理的陶瓷废料多孔结构孔道增多，孔道结构稳定，有利于利用陶瓷废料制备的废水处理剂增强在废水处理的过程中的吸附性，并且有利于该废水处理剂的多次重复利用;并且利用陶瓷废料制备废水处理剂，不仅化废料为资源，而且有效降低了废水处理剂的生产成本。
进一步地，有机碳源包括：淀粉、葡萄糖、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素中的任一种或几种。
其中，将陶瓷废料中引入有机碳源，有机碳源与陶瓷废料充分接触，有机碳源包覆在陶瓷废料表面，并进入陶瓷废料的多孔孔道中，有效扩大了陶瓷废料的比表面积，经水热处理后，有机碳均匀分布在陶瓷废料上，并且再经烧结处理后，有效稳定了碳源分布;经有机碳源改性的陶瓷废料制成的废水处理剂在废水处理的过程中，可以有效提高与废水中各种污染物的亲和性质，从而进一步提高废水处理能力。
进一步地，步骤S2中，均匀搅拌的工艺条件为：在30℃～40℃的温度条件下，以300r/min～500r/min的转速均匀搅拌。
进一步地，步骤S2中，水热反应的时间为：20min～240min。
进一步地，步骤S2中，水热反应时的压力为：0.2MPa～1.8MPa。
进一步地，步骤S2中，过筛为：过200目筛。
进一步地，步骤S3中，烧结具体为：以8℃/min～12℃/min的升温速率升温至250℃～350℃，保温0.5h～2h，然后以3℃/min～6℃/min的降温速率降温至110℃～120℃，保温0.5h，自然冷却至室温。
进一步地，步骤S3中，过筛为：过80目筛。
本发明的优点是：
1.本发明对废旧陶瓷颗粒经强酸处理，去除可溶性成分，氧化废旧陶瓷颗粒中还原性成分，扩大废旧陶瓷颗粒的多孔孔道，并且使多孔废旧陶瓷颗粒体积膨胀，经强酸化处理的陶瓷废料多孔结构孔道增多，孔道结构稳定，有利于利用陶瓷废料制备的废水处理剂增强在废水处理的过程中的吸附性，并且有利于该废水处理剂的多次重复利用;并且利用陶瓷废料制备废水处理剂，不仅化废料为资源，而且有效降低了废水处理剂的生产成本;
2.本发明将陶瓷废料中引入有机碳源，有机碳源与陶瓷废料充分接触，有机碳源包覆在陶瓷废料表面，并进入陶瓷废料的多孔孔道中，有效扩大了陶瓷废料的比表面积，经水热处理后，有机碳均匀分布在陶瓷废料上，并且再经烧结处理后，有效稳定了碳源分布;经有机碳源改性的陶瓷废料制成的废水处理剂在废水处理的过程中，可以有效提高与废水中各种污染物的亲和性质，从而进一步提高废水处理能力;
3.本发明利用陶瓷废料制备的废水处理剂的方法简便、易于操作，并且生产成本低，有利于扩大该废水处理剂的市场范围，提高该废水处理剂的市场前景，并且有利于环境保护。