申请日 20200811
公开（公告）日 20201208
IPC分类号 C02F1/28; C02F1/52; C02F1/56; C02F1/50; C02F1/00
摘要
本发明提供了一种硅藻土污水处理剂及其制备方法，采用多种硅藻土做载体，同时多种无机化合物参与作用，经过特殊工艺加工而成，合理利用硅藻土基料的特点，把硅藻土不同基料(煅烧产品、窑烧产品、原土土粉)的特性合理利用，使其发挥各自的优势，同时充分发挥添加剂的作用，采用特殊工艺，将硅藻基料和添加剂的作用有机结合起来，达到全方位的除污、净化目的。该污水处理剂净化能力强，对处理设备的要求简单，净化后的水体可实现循环利用，大幅度减低处理成本，同时生产成本较同类产品有大幅度降低，直接费用降低35％。该污水处理剂适用性较强，适用于造纸、制药、皮革加工、生活污水等行业领域的污水处理，处理后的污水符合国家排放标准要求。
权利要求书
1.一种硅藻土污水处理剂，其特征在于，由以下重量分的原料组成：
煅烧处理硅藻土1级风选渣粒20-30份；
窑烧处理硅藻土1级风选渣粒25-35份；
硅藻原土筛选土粉20-30份；
石英砂7-12份；
聚合硫酸铝PAS粉末2-4份；
聚合硫酸铁SPFS粉末2-4份；
聚丙烯酰胺PAM粉末2-4份；
水溶性负离子粉1-2份。
2.根据权利要求1所述的硅藻土污水处理剂，其特征在于，由以下重量分的原料组成：
煅烧处理硅藻土1级风选渣粒25份；
窑烧处理硅藻土1级风选渣粒30份；
硅藻原土筛选土粉25份；
石英砂10份；
聚合硫酸铝PAS粉末3份；
聚合硫酸铁SPFS粉末3份；
聚丙烯酰胺PAM粉末3份。
3.水溶性负离子粉1份。
4.根据权利要求1或2所述的硅藻土污水处理剂，其特征在于，煅烧处理硅藻土1级风选渣粒的含水率为7-9％。
5.根据权利要求1或2所述的硅藻土污水处理剂，其特征在于，窑烧处理硅藻土1级风选渣粒的含水率为7-9％。
6.根据权利要求1或2所述的硅藻土污水处理剂，其特征在于，硅藻原土筛选土粉的含水率为7-9％。
7.根据权利要求1或2所述的硅藻土污水处理剂，其特征在于，所述石英砂为100目干爽石英砂。
8.根据权利要求1-7任一项所述的硅藻土污水处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将所述重量份的煅烧处理硅藻土1级风选渣粒和PAS混合搅拌，加入清水继续搅拌，得到搅拌料1，干燥至含水率7-9％，待用；
S2、将所述重量份的窑烧处理硅藻土1级风选渣粒和SPFS混合搅拌，加入清水继续搅拌，得到搅拌料2，干燥至含水率7-9％，待用；
S3、将所述重量份的硅藻原土筛选土粉和PAM混合搅拌，加入清水继续搅拌，得到搅拌料3，干燥至含水率7-9％，待用；
S4、将以上三种待用料合并，加入所述重量份的水溶性负离子粉和石英砂，充分搅拌，待物料发热温度至45℃后制备完成。
9.根据权利要求8所述的硅藻土污水处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将所述重量份的煅烧处理硅藻土1级风选渣粒和PAS混合搅拌，加入煅烧处理硅藻土1级风选渣粒重量1/5的清水继续搅拌，得到搅拌料1，干燥至含水率8％，待用；
S2、将所述重量份的窑烧处理硅藻土1级风选渣粒和SPFS混合搅拌，加入窑烧处理硅藻土1级风选渣粒重量1/6的清水继续搅拌，得到搅拌料2，干燥至含水率8％，待用；
S3、将所述重量份的硅藻原土筛选土粉和PAM混合搅拌，加入硅藻原土筛选土粉重量1/5的清水继续搅拌，得到搅拌料3，干燥至含水率8％，待用；
S4、将以上三种待用料合并，加入所述重量份的水溶性负离子粉和石英砂，充分搅拌，待物料发热温度至45℃后制备完成。
10.根据权利要求8或9所述的硅藻土污水处理剂的制备方法，其特征在于，搅拌时间为5-10分钟。
说明书
一种硅藻土污水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及工业及生活污水处理技术领域，尤其涉及一种硅藻土污水处理剂及其制备方法。
背景技术
随着我国环境保护政策的不断深入实施，污水处理领域也不断得到重 视，各类除污产品频出。尤其是硅藻土应用于污水处理的方式、方法也竞 相登台，也得到了各行业的重视。
硅藻土具有比表面积大、表面电性、化学稳定性好等各项优异的理化性质。历时20年的研究表明：经过提纯、改性、活化、扩容的硅藻土，是一种优良的污水处理剂。在技术上和经济上都是可行的，适用于各种污水处理。而在污水处理时,需将其进行适当的改性处理，才能有良好的处理效果，同时也用于后续深度处理，且效果更佳，具有良好的推广应用前景。用硅藻土污水处理剂处理废水,后续深度处理效果最佳。另外,采用与聚合硫酸铁、聚合氯化铝等合用效果更好。硅藻土污水处理技术的稳定性好、操作简单，特别适合于水质水量波动较大的含工业废水比例较大的城市污水，且其污水处理的成本低。
硅藻土污水处理技术还是一项较新的技术，各方面还不完善,还需加强理论上和实际工程应用上的进一步研究和探索。
充分的实践证明硅藻土由于自身的管状结构的特点用于污水处理效果是显著的，对工业污水、生活污水都有较好的净化作用。但是，当前投放使用的硅藻污水处理剂普遍存在以下缺点：
1、使用煅烧后硅藻土为基料的产品，成本高、除污效果单一，对油污、悬浮生物质等有机物去除效果较差，脱色效果也不好。
2、使用硅藻土粉为基料的产品，粘性过大不易添加，除污效果也差，沉降物当中经常会产生大量胶状物，对沉降物清理带来困难。
3、现有产品使用过程中，处理后的污水都需要过滤净化才能实现排放或二次利用。
以上缺点给硅藻土在污水处理领域的应用带来的瓶颈，影响了市场开发。究其原因，现有硅藻污水处理产品出现应用缺欠主要有以下方面导致：
1、没能把硅藻土不同基料(煅烧产品、原土土粉)的特性合理利用，使其发挥各自的优势。
2、没能把添加剂(絮凝剂等)的特性有效发挥。
3、加工工艺简单，只是物理参合、搅拌，一次性制成产品，没有把硅藻基料和添加剂的作用有机结合起来。
本发明的研制、开发主要是针对现有硅藻污水处理剂的缺点进行了改进，使硅藻污水处理剂在环保领域的应用发挥出色作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种硅藻土污水处理剂及其制备方法，合理利用硅藻土基料的特点，充分发挥添加剂的作用，使其有机结合作用，达到全方位的除污、净化目的。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的第一目的是提供一种硅藻土污水处理剂，由以下重量分的原料组成：
煅烧处理硅藻土1级风选渣粒20-30份；
窑烧处理硅藻土1级风选渣粒25-35份；
硅藻原土筛选土粉20-30份；
石英砂7-12份；
聚合硫酸铝PAS粉末2-4份；
聚合硫酸铁SPFS粉末2-4份；
聚丙烯酰胺PAM粉末2-4份；
水溶性负离子粉1-2份。
作为优选的实施方案，上述的硅藻土污水处理剂，由以下重量分的原料组成：
煅烧处理硅藻土1级风选渣粒25份；
窑烧处理硅藻土1级风选渣粒30份；
硅藻原土筛选土粉25份；
石英砂10份；
聚合硫酸铝PAS粉末3份；
聚合硫酸铁SPFS粉末3份；
聚丙烯酰胺PAM粉末3份；
水溶性负离子粉1份。
在上述方案中，煅烧处理硅藻土1级风选渣粒的含水率为7-9％。
在上述方案中，窑烧处理硅藻土1级风选渣粒的含水率为7-9％。
在上述方案中，硅藻原土筛选土粉的含水率为7-9％。
在上述方案中，所述石英砂为100目干爽石英砂。
硅藻土，是一种硅质岩石，主要分布在中国、美国、日本、丹麦、法国、罗马尼亚等国，是一种生物成因的硅质沉积岩，它主要由古代硅藻的遗骸所组成。其化学成分以SiO2为主，可用SiO2·nH2O表示，矿物成分为蛋白石及其变种。硅藻土的密度1.9-2.3g/cm3，堆密度0.34-0.65g/cm3，比表面积40-65m2/g，孔体积0.45-0.98m3/g，吸水率是自身体积的2-4倍，熔点1650-1750℃，在电子显微镜下可以观察到特殊多孔的构造。煅烧与窑烧都是硅藻土的一种提纯手段，通过对原土的粉碎、分选、煅烧、气流分级、去杂等加工工序改变其粒度的分布状态及表面性质。硅藻土原矿中是含有许多杂质的，通过高温煅烧，从而将SiO2含量从89.07％提高到94.31％，随着SiO2纯度提高，硅藻土中有机质和挥发性物含量降低，硅藻土的孔径变大。在本发明中，采用经煅烧处理的硅藻土(白料)1级风选渣粒，该料硅藻管孔较大(孔径1500～3000nm)；经窑烧处理的硅藻土(红料)1 级风选渣粒，该料硅藻管孔中等(孔径500～1500nm)；硅藻原土筛选土粉，该料硅藻管孔较小(孔径500nm以下)。
石英砂，是石英石经破碎加工而成的石英颗粒。石英石是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2。石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，莫氏硬度7。在本发明中，石英砂作为滤料使用，松散产品，防止黏连、板结。
聚合硫酸铝(polyalumi rlillm sulfate，PAS)是复合型高分子聚合物，分子结构庞大，吸附能力强，净水效果优于所有传统的无机净水剂，投入原水后形成的絮凝体大，沉淀速度快，活性高，过滤性好。且对各种原水的适应性强，对水的PH值影响极小(PH值4-11)。不论原水浊度高低，废水污染物浓度大小，其净化效果显著。用量少，对设备、管道腐蚀性小，操作方便，投药量小，净化成本低。在本发明中，采用粒度80-120目的聚合硫酸铝。
聚合硫酸铁(固体聚合硫酸铁，solid polyferric sulfate，SPFS)，是一种性能优越的无机高分子混凝剂，形态性状是淡黄色无定型粉状固体，极易溶于水，10％(质量)的水溶液为红棕色透明溶液，吸湿性。聚合硫酸铁广泛应用于饮用水、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。在本发明中，采用粒度100-180目聚合硫酸铁。
聚丙烯酰胺(polyacrylamide，PAM)，是一种线状的有机高分子聚合物，同时也是一种高分子水处理絮凝剂产品，专门可以吸附水中的悬浮颗粒，在颗粒之间起链接架桥作用，使细颗粒形成比较大的絮团，并且加快了沉淀的速度。这一过程称之为絮凝，因其中良好的絮凝效果PAM作为水处理的絮凝剂并且被广泛用于污水处理。本发明中，采用粒度100-150目的聚丙烯酰胺。
水溶性负离子粉，是一种矿物质混合体，主要成分为纳米电气石、纳米二氧化钛、超细硬质酸钙、超细滑石粉等。水溶性负离子粉具有较高的负离子产生量和远红外发射率，对水体具有较强的杀菌、净化、除臭的作用。本发明中，采用的是市售的产品，如石家庄昱佳矿产品加工有限公司、河北灵寿县鸿凯矿业粉体厂等国内多家厂家都可生产合格产品。
本发明的第二目的是提供上述的硅藻土污水处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将所述重量份的煅烧处理硅藻土1级风选渣粒(白料渣)和PAS 混合搅拌，加入清水继续搅拌，得到搅拌料1，干燥至含水率7-9％，待用；
该工艺程序目的是：利用白料渣管孔较大的特性充分吸附PAS分子，以实现缓释的目的。
S2、将所述重量份的窑烧处理硅藻土1级风选渣粒(红料渣)和SPFS 混合搅拌，加入清水继续搅拌，得到搅拌料2，干燥至含水率7-9％，待用；
该工艺程序目的是：利用红料渣管孔均匀的特性充分吸附SPFS分子，以实现缓释的目的；
S3、将所述重量份的硅藻原土筛选土粉和PAM混合搅拌，加入清水继续搅拌，得到搅拌料3，干燥至含水率7-9％，待用；
该工艺程序目的是：利用原土筛选土粉管孔小而密集的特性充分吸附 PAM分子，以实现缓释的目的；
S4、将以上三种待用料合并，加入所述重量份的水溶性负离子粉和石英砂，充分搅拌，待物料发热温度至45℃后制备完成。
该工艺程序目的是利用石英砂的颗粒作用松散产品，防止黏连、板结，加入水溶性负离子粉，发挥其杀菌消毒的作用。
作为优选的实施方案，上述的硅藻土污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述重量份的煅烧处理硅藻土1级风选渣粒和PAS混合搅拌，加入煅烧处理硅藻土1级风选渣粒重量1/5的清水继续搅拌，得到搅拌料1，干燥至含水率8％，待用；
S2、将所述重量份的窑烧处理硅藻土1级风选渣粒和SPFS混合搅拌，加入窑烧处理硅藻土1级风选渣粒重量1/6的清水继续搅拌，得到搅拌料2，干燥至含水率8％，待用；
S3、将所述重量份的硅藻原土筛选土粉和PAM混合搅拌，加入硅藻原土筛选土粉重量1/5的清水继续搅拌，得到搅拌料3，干燥至含水率8％，待用；
S4、将以上三种待用料合并，加入所述重量份的水溶性负离子粉和石英砂，充分搅拌，待物料发热温度至45℃后制备完成。
在上述方案中，搅拌时间为5-10分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的硅藻土污水处理剂及其制备方法，采用多种硅藻土做载体，同时多种无机化合物参与作用，经过特殊工艺加工而成，合理利用硅藻土基料的特点，把硅藻土不同基料(煅烧产品、窑烧产品、原土土粉) 的特性合理利用，使其发挥各自的优势，同时充分发挥添加剂的作用，采用特殊工艺，将硅藻基料和添加剂的作用有机结合起来，达到全方位的除污、净化目的。该硅藻土污水处理剂净化能力强，对处理设备的要求简单，净化后的水体可实现循环利用，大幅度减低处理成本，同时生产成本较同类产品有大幅度降低，直接费用降低35％。该硅藻土污水处理剂适用性较强，适用于造纸、制药、皮革加工、生活污水等行业领域的污水处理，处理后的污水符合国家排放标准要求。（发明人 丛培江;王艳玉 ）