申请日2019.04.12
公开(公告)日2019.06.18
IPC分类号C02F11/145
摘要
本发明公开了一种用于污泥深度脱水的球状纳米过氧化钙制备方法，该方法以氯化钙为原料，包括如下步骤：将一定量的分散剂加入钙盐水溶液中作为反应母液，并用氨水将反应母液pH值调节为9~11;磁力搅拌一定时间后，将一定浓度的过氧化氢一定速率加入仍在磁力搅拌的反应母液中，滴加完成后静置2h;加入一定量氢氧化钠使得过氧化钙沉淀形成混合液，用抽滤机抽滤，得到滤饼用无水乙醇反复洗涤后，置于真空冷冻干燥机中干燥12~24h，即得到了球状纳米过氧化钙粉末。本发明在常温条件下制备，操作简单，原料价廉易得，产品分散性好，粒径小，为污泥的深度脱水提供了球状纳米过氧化钙的合成方法。
权利要求书
1.一种用于污泥深度脱水的球状纳米过氧化钙制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)在去离子水中加入钙盐，配制成的钙盐溶液;
(2)在钙盐溶液中加入一定量的分散剂形成反应母液，并用氨水调节反应母液pH值在9~11之间;在室温下采用磁力搅拌反应母液20~40min，使上述物质充分混合;
(3)将质量分数为30%的双氧水滴加到的不断搅拌的反应母液中，得到反应液;
(4)双氧水滴加完成后继续反应30~60min;
(5)将氢氧化钠作为沉淀剂加入反应液中得到白色悬浊液;
(6)将白色悬浊液抽滤，得到的滤饼后用无水乙醇反复洗涤;
(7)洗涤后将滤饼置于冷冻干燥机中干燥12~24h，即得球状纳米过氧化钙。
2.根据权利要求1所述的一种用于污泥深度脱水的球状纳米过氧化钙制备方法，其特征在于：步骤(2)中加入的分散剂为聚乙二醇，其平均分子量在200~1000之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于污泥深度脱水的球状纳米过氧化钙制备方法，其特征在于：钙盐与分散剂的摩尔比为1：(15~20)。
4.根据权利要求1所述的一种用于污泥深度脱水的球状纳米过氧化钙制备方法，其特征在于：步骤(3)中滴加到反应母液中的双氧水与钙盐的摩尔比为(4~6)：1。
5.根据权利要求1所述的一种用于污泥深度脱水的球状纳米过氧化钙制备方法，其特征在于：步骤(3)中质量分数为30%的双氧水的滴加速率为0.8~1.3mL/min。
说明书
一种用于污泥深度脱水的球状纳米过氧化钙制备方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种用于污泥深度脱水的球状纳米过氧化钙制备方法。
背景技术
随着我国人口数量的增加和经济水平的提高，污泥产量显著增加。污泥是由水和污水处理过程中所产生的固体沉淀物质，是污水处理中不可避免的产物。它具有含水率高，成分复杂，容易腐化发臭等特点。未经处理的污泥则有体积大，不便运输，对生态系统构成重大威胁等特点。目前，我国的处理方法主要分为两种：自然干化法、机械脱水法。其中，自然干化法是利用太阳蒸发去除污泥中水分。它受到温度、湿度、降雨量等影响且干化场占地面积大，耗时长，不能广泛应用。机械脱水法是通过在过滤介质上施加压力来达到污泥脱水的目的。而通过添加污泥调理剂能改善污泥脱水性能，提高机械脱水效果。常见的污泥调理剂有无机混凝剂(如铝盐、铁盐)和高分子混凝剂(如聚丙烯酰胺)，虽能将污泥含水率降低至80%，实现一定程度上的减量化，但仍不能满足国家后续填埋焚烧对污泥含水率的要求。
过氧化钙是一种淡黄色或白色的无机金属过氧化物，呈粉末状，相对密度2.92，熔点275℃，难溶于水，不溶于乙醇等有机溶剂。其在室温干燥条件下可以稳定保存，在潮湿环境中能与水反应缓慢分解生成氧气，是一种环境友好的缓释氧材料。其不仅在农业、水产养殖、食品保鲜等领域有广阔应用，近年来也被用在污泥脱水中。在实际应用中，利用过氧化钙的氧化作用和絮凝作用能够有效改善污泥脱水性能。但传统的过氧化钙存在着颗粒大、易团聚的问题，严重影响了过氧化钙在污泥深度脱水中的利用率。对其进行纳米球状改性能显著提高比表面积，增加与污泥的接触位点，从而提高反应速率和利用率。其球状特性还能形成刚性的晶格结构，起到了骨架构建体的作用，保持污泥的脱水通道通畅，提高脱水效率。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种操作简单、成本低、节能环保、利用率高的用于污泥深度脱水的球状纳米过氧化钙制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种用于污泥深度脱水的球状纳米过氧化钙制备方法，包括如下步骤：
(1)在去离子水中加入钙盐，配制成的钙盐溶液;
(2)在钙盐溶液中加入一定量的分散剂形成反应母液，并用氨水调节反应母液pH值在9~11之间;在室温下采用磁力搅拌反应母液20~40min，使上述物质充分混合;
(3)将质量分数为30%的双氧水滴加到的不断搅拌的反应母液中，得到反应液;
(4)双氧水滴加完成后继续反应30~60min;
(5)将氢氧化钠作为沉淀剂加入反应液中得到白色悬浊液;
(6)将白色悬浊液抽滤，得到的滤饼后用无水乙醇反复洗涤;
(7)洗涤后将滤饼置于冷冻干燥机中干燥12~24h，即得球状纳米过氧化钙。
步骤(2)中加入的分散剂为聚乙二醇，其平均分子量在200~1000之间。
钙盐与分散剂的摩尔比为1：(15~20)。
步骤(3)中滴加到反应母液中的双氧水与钙盐的摩尔比为(4~6)：1。
步骤(3)中质量分数为30%的双氧水的滴加速率为0.8~1.3mL/min。
采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1、本发明原料及生产设备价廉易得，工艺操作简单。
2、本发明所使用的原料和产物无毒，对环境不产生污染。
3、本发明制备得到的纳米级球状过氧化钙可用于污泥的深度脱水，纳米球状过氧化钙的粒度小，比表面积大，与污泥的反应接触位点多，利用率高。
4、球状结构起骨架构建体的作用，为污泥的保持脱水通道通畅，提高脱水效率。