申请日2018.07.03
公开(公告)日2018.11.09
IPC分类号C02F1/28; C02F1/50; C02F1/52; C02F1/54; B01J20/24; B01J20/30
摘要
本发明公开了一种污水净化剂，所述净化剂主要由改性沸石及负载在改性沸石上的改性淀粉构成，包括以下步骤：(1)改性沸石的制备;(2)变性淀粉的制备;(3)将步骤(1)改性沸石投入浓度为5%的羟乙基纤维素溶液中，搅拌，然后进行离心处理实现改性沸石与羟乙基纤维素溶液分离，最后进行干燥处理;(4)取步骤(3)干燥处理的改性沸石和步骤(2)所得的变性淀粉，将改性沸石加入变性淀粉的乙酸溶液中，经充分搅拌后，干燥，得到水产养殖水质净化剂。经本发明的方法制得的净化剂，净水效果好、净水效率高，并且性质稳定又不带来二次污染。
权利要求书
1.一种污水净化剂，其特征在于，所述污水净化剂通过使改性淀粉负载于改性沸石上而得到，其中：
所述改性沸石的BET比表面积为600-950m2/g且细孔径为10-30nm;
所述改性淀粉的负载量为每100m2的改性沸石的BET比表面积是0.03-0.15ml。
2.根据权利要求1所述的污水净化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)改性沸石的制备：将天然沸石经提纯、碱化、再经热活化处理之后，得到改性沸石;
(2)改性淀粉的制备：将原淀粉先经预糊化工艺生产，然后经改性处理，再经凝聚、制丸、筛分，得到改性淀粉;
(3)将步骤(1)改性沸石投入浓度为5%的羟乙基纤维素溶液中，搅拌，然后进行离心处理实现改性沸石与羟乙基纤维素溶液分离，最后进行干燥处理;
(4)取步骤(3)干燥处理的改性沸石和步骤(2)所得的改性淀粉，将改性沸石加入改性淀粉的乙酸溶液中，经充分搅拌后，干燥，得到污水净化剂。
3.根据权利要求1所述的污水净化剂，其特征在于，所述步骤(2)中，所述改性处理选自醚化改性、醚化交联复合改性或酯化醚化复合改性。
4.根据权利要求1所述的污水净化剂，其特征在于，所述步骤(2)中，所述凝聚、制丸是将改性淀粉置于沸腾机内，加入蒸馏水，在55-65℃，制成多孔颗粒。
5.根据权利要求1所述的污水净化剂，其特征在于，所述步骤(2)中，所述原淀粉选自玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的污水净化剂，其特征在于，所述步骤(2)中，所述改性淀粉的分子量为20000-1500000，颗粒粒径为100-400微米，10%淀粉溶液粘度为150-500mPa.s。
7.根据权利要求1所述的污水净化剂，其特征在于，步骤(1)中，所述改性沸石的具体制备工艺为：
(1)取天然沸石进行粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于2000-3000r/min的离心机中离心处理5-10min，真空抽滤，得滤饼;
(2)将滤饼置于碱溶液中煮沸，再置于超声波条件下超声10-20min，然后将沸石与5.0mol/L的氯化钙溶液按1g/20mL的固液比混合，室温反应24h，静置后真空抽滤，并用去离子水洗涤三次，得滤饼;
(3)将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以15℃/min的速度程序升温至600℃，恒温焙烧3-5h，冷却，得改性沸石。
8.根据权利要求7所述的污水净化剂，其特征在于，所述碱溶液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为3%-6%;所述沸石与碱溶液的固液比为1g：3mL-10mL。
9.根据权利要求7所述的污水净化剂，其特征在于，所述恒温焙烧后3-5h后还包括：将所述焙烧后的沸石粉碎后过50-150目筛。
说明书
一种污水净化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水质净化技术领域，具体涉及一种污水净化剂及其制备方法。
背景技术
水质净化技术主要有物理法、化学法以及生物法。
物理法是根据水体及水体中污染物的理化性质，采用机械方法净化水质，包括自然沉淀、物理过滤等方法，这些方法原理简单，应用普遍，主要是去除废水中胶体态和悬浮态杂质，对于废水中的溶解态污染物难以去除。
化学法就是通过一些化学反应清除废水中污染物质或使其转化为其它物质，从而化有害为无害、有毒为无毒。如常用的化学法有氧化处理、混凝和离子交换等方法。化学方法需在水中加入各种化学物质，容易造成微生态环境失衡;还会造成二次污染，处理后的水质可能不适合重复再利用。
生物法是利用生态系统中生物间互利、协作、共生等关系，通过培养或引进非养殖生物直接或间接地调控水质，促进养殖生物生长。生物处理技术也有一定的负面效应，如藻类虽可吸收部分氨氮，但无法负荷高密度养殖产生的氨氮;另一方面藻类在室外开放池受光照强度限制，而且微细藻相随环境变动而改变，使藻类对水质的净化作用丧失，甚至于藻细胞死亡，释出细胞物质使水质恶化。生物滤床去除氨氮的效果较好，但转换氨氮生成的硝酸盐氮仍留于池水中，含硝酸盐氮高的废水排放到环境中又会引起二次污染。
经对现有技术的检索发现，中国发明专利申请201510976945.1(公开日2016年5月4日)公开了一种水产养殖净化剂，包含如下重量百分比的组分：微生物絮凝剂10%-20%、活性炭5%-10%、EDTA二钠5%-8%、水产供养剂25%-35%、生物酶10%-15%、生物活素5%-7%，纯化水5%-40%。本发明能有效增加水体溶氧，改善水质、吸收降解水体中有机物，抗菌效率高、安全性能高、无毒无污染、稳定性好等特点的环保产品。但是由于采用微生物絮凝剂、生物酶、生物活素等物质，存在着二次污染的风险，难以起到稳定净化水质的目的。
而在中国发明专利申请201510506053.5(公开日2017年3月1日)公开了一种水产养殖净化剂，按照质量份数计包括以下组分：聚酰胺树脂3-9份，聚二甲基二烯丙基氯化铵5-14份，抗菌肽3-9份，磷酸二氢钠12-18份，聚合氯化铝10-16份，硅藻土5-10份，纤维素3-8份，水产供氧剂3.5-6.4份，活性炭2.6-4.5份，去离子水55-80份。采用上述配方后，本发明的水产养殖净化剂，具有用量小、絮凝能力强、效率高等特点。但该净化剂使用过多化学制剂容易造成微生态环境失衡，并且还会造成二次污染，处理后的水质可能不适合重复再利用。
因此寻找一种经济、高效、稳定而又不带来二次污染的水处理技术是今后发展的方向。
发明内容
鉴于上述对现有技术的分析，本发明提供一种污水净化剂及其制备方法，经该方法制得的净化剂，净水效果好、净水效率高，并且性质稳定又不带来二次污染。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种污水净化剂通过使改性淀粉负载于改性沸石上而得到，其中：
所述改性沸石的BET比表面积为600-950m2/g且细孔径为10-30nm;
所述改性淀粉的负载量为每100m2的改性沸石的BET比表面积是0.03-0.15ml。
本发明还提供了上述污水净化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)改性沸石的制备：将天然沸石经提纯、碱化、再经热活化处理之后，得到改性沸石;
(2)改性淀粉的制备：将原淀粉先经预糊化工艺生产，然后经改性处理，再经凝聚、制丸、筛分，得到改性淀粉;
(3)将步骤(1)改性沸石投入浓度为5%的羟乙基纤维素溶液中，搅拌，然后进行离心处理实现改性沸石与羟乙基纤维素溶液分离，最后进行干燥处理;
(4)取步骤(3)干燥处理的改性沸石和步骤(2)所得的改性淀粉，将改性沸石加入改性淀粉的乙酸溶液中，经充分搅拌后，干燥，得到污水净化剂。
进一步的，所述步骤(2)中，所述改性处理选自醚化改性、醚化交联复合改性或酯化醚化复合改性。
进一步的，所述步骤(2)中，所述凝聚、制丸是将改性淀粉置于沸腾机内，加入蒸馏水，在55-65℃，制成多孔颗粒。
进一步的，所述步骤(2)中，所述原淀粉选自玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉中的一种或几种。
进一步的，所述步骤(2)中，所述改性淀粉的分子量为20000-1500000，颗粒粒径为100-400微米，10%淀粉溶液粘度为150-500mPa.s。
进一步的，步骤(1)中，所述改性沸石的具体制备工艺为：
(1)取天然沸石进行粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，取上层悬浊液于2000-3000r/min的离心机中离心处理5-10min，真空抽滤，得滤饼;
(2)将滤饼置于碱溶液中煮沸，再置于超声波条件下超声10-20min，然后将沸石与5.0mol/L的氯化钙溶液按1g/20mL的固液比混合，室温反应24h，静置后真空抽滤，并用去离子水洗涤三次，得滤饼;
(3)将滤饼烘干，然后置于马弗炉中以15℃/min的速度程序升温至600℃，恒温焙烧3-5h，冷却，得改性沸石。
进一步的，所述碱溶液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为3%-6%;所述沸石与碱溶液的固液比为1g：3mL-10mL。
进一步的，所述恒温焙烧后3-5h后还包括：将所述焙烧后的沸石粉碎后过50-150目筛。
本发明与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明提供的污水净化剂所使用的改性沸石具有比普通沸石更高的载体吸附率和离子交换效果，并且经过钙离子交换改性后具有更好更快的吸附性能，从而达到净化水质的目的，并且相对于普通沸石，本发明的改性沸石具有明显的抗菌杀菌功效。
(2)本发明的改性淀粉可吸附水中的胶体态和悬浮态杂质，并且由于其具有孔隙率高，比表面积大的特定，与改性沸石起到协同作用，进一步增强水质净化的效果，另外，淀粉经过改性处理后，表面活性增强，可与水中溶解态污染物发生絮凝发生，从而解决了单纯物理法净化不彻底问题。
(3)本发明通过将改性淀粉负载于多孔改性沸石上，提高了净化剂的稳定性，另外，通过调整改性淀粉和改性沸石的净水的顺序，负载于改性沸石上的改性淀粉先对水中的污染物进行吸附、絮凝等反应，达到初步净化水质的目的，随后的改性沸石巩固净水的效果，并对水质进行杀菌处理，增强净水的效果。
(4)本发明使用羟乙基纤维素与改性沸石进行混合，使得改性沸石表面及表面上的细孔中粘附上羟乙基纤维素，从而增加改性淀粉与改性沸石粘接力，进而增加净化剂的稳定性，提高净水的止血效果。
(5)本发明通过改性沸石和改性淀粉处理废水，不会造成二次污染，处理后的水体适合循环再利用。