公布日：2023.10.20
申请日：2023.04.12
分类号：C02F1/56(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/22(2006.01)N;C02F103/18(2006.01)N
摘要
本发明提供一种用于脱硫废水处理一体化的药剂及其制备方法。本发明制备的一种用于脱硫废水处理一体化的药剂包括：15‑20份的改性海藻酸钠溶液、5‑12份的改性活性炭、8‑15份的絮凝剂、10‑15份的混凝剂、1‑8份的螯合剂。本发明通过制备改性海藻酸钠溶液、制备改性活性炭、制备絮凝剂、制备混凝剂、混合、蒸发结晶、烘干和粉碎步骤制得一种用于脱硫废水处理一体化的药剂。本发明通过添加改性海藻酸钠，使得制备的脱硫废水处理一体化的药剂对脱硫废水中Ca、Mg、Ni、Zn、As、Cd、Cr等重金属污染物的去除率提高了，同时让脱硫废水处理过程具有了短流程、少药剂的优点。
权利要求书
1.一种用于脱硫废水处理一体化的药剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：制备改性海藻酸钠溶液将海藻酸钠置于容器中，向容器中加入超纯水，搅拌均匀，得到海藻酸钠溶液，向海藻酸钠溶液中加入改性剂，得到改性海藻酸钠溶液；S2：制备改性活性炭将活性炭进行预处理，得到活性炭颗粒，将活性炭颗粒加入氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，对溶液进行过滤、干燥，得到改性活性炭颗粒；S3：制备絮凝剂将壳聚糖加入至乙酸溶液中，搅拌均匀，得到壳聚糖溶液，向壳聚糖溶液中加入硫酸铁和硫酸镁，得到混合液Ⅱ，将混合液Ⅱ进行过滤、烘干、过筛，得到絮凝剂；S4：制备混凝剂将含有三氧化二铝的铝渣粗粉与盐酸溶液进行混合，搅拌1.5-3h，得到聚合氯化铝，将聚合氯化铝进行熟化，将熟化后的聚合氯化铝与阳离子聚丙烯酰胺进行混合均匀，得到混凝剂；S5：混合取上述步骤制备的15-20份改性海藻酸钠溶液、5-12份的改性活性炭、8-15份的絮凝剂、10-15份的混凝剂和1-8份的螯合剂进行混合，搅拌50-75min，得到混合浆液Ⅲ；S6：蒸发结晶对混合浆液Ⅲ采用蒸发结晶法进行蒸发，得到混合结晶体；S7：烘干将混合结晶体进行烘干，控制烘干温度60-80℃，得到烘干后的混合结晶体；S8：粉碎将烘干后的混合结晶体进行粉碎，过100-200目筛，得到用于脱硫废水处理一体化的药剂。
2.根据权利要求1所述的一种用于脱硫废水处理一体化的药剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的制备改性海藻酸钠溶液，具体包括如下步骤：S1.1：将50-70份的海藻酸钠置于容器中，向容器中加入900-1100份的超纯水，搅拌至海藻酸钠完全溶解，得到海藻酸钠溶液；S1.2：将0.05-0.15份的乙二胺加入90-110份的超纯水，进行超声处理3-5min，得到改性剂溶液；S1.3：向改性剂溶液中加入10-15份的海藻酸钠溶液，搅拌2-5h，得到改性海藻酸钠溶液。
3.根据权利要求1所述的一种用于脱硫废水处理一体化的药剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的制备改性活性炭，具体包括如下步骤：S2.1：将活性炭进行清洗、除杂、烘干和冷却，得到活性炭颗粒；S2.2：将活性炭颗粒加入装有氢氧化钠溶液的容器中，氢氧化钠溶液的溶度为2-4mol/L，搅拌15-30min，得到混合液Ⅰ；S2.3：对混合液Ⅰ进行超声震荡处理，处理时间30-45min，再放入热水中继续搅拌15-20min；S2.4：将混合液Ⅰ进行过滤，用蒸馏水对滤渣进行洗涤，再滤干，干燥，得到改性活性炭颗粒。
4.根据权利要求1所述的一种用于脱硫废水处理一体化的药剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的制备絮凝剂，具体包括如下步骤：S3.1：将壳聚糖加入至乙酸溶液中，搅拌30-45min，得到壳聚糖溶液；S3.2：对壳聚糖溶液进行加热至75-90℃，加入硫酸铁和硫酸镁，搅拌1-3h，得到混合液Ⅱ；S3.3：将混合液Ⅱ进行过滤，分离滤液和滤渣，滤渣备用；S3.4：将滤渣进行烘干，过100-200目筛，得到絮凝剂。
5.根据权利要求4所述的一种用于脱硫废水处理一体化的药剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3.2的壳聚糖、硫酸铁和硫酸镁的投入质量比为100:0.4-0.8:0.4-0.8。
6.根据权利要求1所述的一种用于脱硫废水处理一体化的药剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中的制备混凝剂，具体包括如下步骤：S4.1：将含有三氧化二铝的铝渣进行粉碎，过10-16目筛，得到含有三氧化二铝的铝渣粗粉；S4.2：将含有三氧化二铝的铝渣粗粉与盐酸溶液按1:1-4进行混合，升高温度至80-95℃，进行水解和聚合反应，搅拌速度200-360r/min，搅拌时间1.5-3h，得到聚合氯化铝；S4.3：将聚合氯化铝置于熟化室中进行熟化，熟化温度45-70℃，熟化时间25-45h，得到熟化后的聚合氯化铝；S4.4：将熟化后的聚合氯化铝与阳离子聚丙烯酰胺进行混合，升温至70-85℃，搅拌1-2h，得到混凝剂。
7.根据权利要求6所述的一种用于脱硫废水处理一体化的药剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S4.4中的熟化后的聚合氯化铝与阳离子聚丙烯酰胺的比例为95-110:3-6。
8.根据权利要求1所述的一种用于脱硫废水处理一体化的药剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中的螯合剂为二硫代氨基甲酸钠。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的一种用于脱硫废水处理一体化的药剂的制备方法所制备的用于脱硫废水处理一体化的药剂。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于脱硫废水处理一体化的药剂及其制备方法，该一体化药剂在处理脱硫废水时只需加入一种药剂，可以同时去除废水中的多种污染物，尤其去除脱硫废水中的Ca、Mg、Ni、Zn、As、Cd、Cr等重金属的效果更好，提高脱硫废水处理的效率。
一种用于脱硫废水处理一体化的药剂，包括以下原料按重量份组成：15-20份的改性海藻酸钠溶液、5-12份的改性活性炭、8-15份的絮凝剂、10-15份的混凝剂、1-8份的螯合剂。
一种用于脱硫废水处理一体化的药剂的制备方法，包括如下步骤：
S1：制备改性海藻酸钠溶液
将海藻酸钠置于容器中，向容器中加入超纯水，搅拌均匀，得到海藻酸钠溶液，向海藻酸钠溶液中加入改性剂，得到改性海藻酸钠溶液；
S2：制备改性活性炭
将活性炭进行预处理，得到活性炭颗粒，将活性炭颗粒加入氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，对溶液进行过滤、干燥，得到改性活性炭颗粒；
S3：制备絮凝剂
将壳聚糖加入至乙酸溶液中，搅拌均匀，得到壳聚糖溶液，向壳聚糖溶液中加入硫酸铁和硫酸镁，得到混合液Ⅱ，将混合液Ⅱ进行过滤、烘干、过筛，得到絮凝剂；
S4：制备混凝剂
将含有三氧化二铝的铝渣粗粉与盐酸溶液进行混合，搅拌1.5-3h，得到聚合氯化铝，将聚合氯化铝进行熟化，将熟化后的聚合氯化铝与阳离子聚丙烯酰胺进行混合均匀，得到混凝剂；
S5：混合
取上述步骤制备的15-20份改性海藻酸钠溶液、5-12份的改性活性炭、8-15份的絮凝剂、10-15份的混凝剂和1-8份的螯合剂进行混合，搅拌50-75min，得到混合浆液Ⅲ；
S6：蒸发结晶
对混合浆液Ⅲ采用蒸发结晶法进行蒸发，得到混合结晶体；
S7：烘干
将混合结晶体进行烘干，控制烘干温度60-80℃，得到烘干后的混合结晶体；
S8：粉碎
将烘干后的混合结晶体进行粉碎，过100-200目筛，得到用于脱硫废水处理一体化的药剂。
进一步地，所述步骤S1中的制备改性海藻酸钠溶液，具体包括如下步骤：
S1.1：将50-70份的海藻酸钠置于容器中，向容器中加入900-1100份的超纯水，搅拌至海藻酸钠完全溶解，得到海藻酸钠溶液；
S1.2：将0.05-0.15份的乙二胺加入90-110份的超纯水，进行超声处理3-5min，得到改性剂溶液；
S1.3：向改性剂溶液中加入10-15份的海藻酸钠溶液，搅拌2-5h，得到改性海藻酸钠溶液。
进一步地，所述步骤S2中的制备改性活性炭，具体包括如下步骤：
S2.1：将活性炭进行清洗、除杂、烘干和冷却，得到活性炭颗粒；
S2.2：将活性炭颗粒加入装有氢氧化钠溶液的容器中，氢氧化钠溶液的溶度为2-4mol/L，搅拌15-30min，得到混合液Ⅰ；
S2.3：对混合液Ⅰ进行超声震荡处理，处理时间30-45min，再放入热水中继续搅拌15-20min；
S2.4：将混合液Ⅰ进行过滤，用蒸馏水对滤渣进行洗涤，再滤干，干燥，得到改性活性炭颗粒。
进一步地，所述步骤S3中的制备絮凝剂，具体包括如下步骤：
S3.1：将壳聚糖加入至乙酸溶液中，搅拌30-45min，得到壳聚糖溶液；
S3.2：对壳聚糖溶液进行加热至75-90℃，加入硫酸铁和硫酸镁，搅拌1-3h，得到混合液Ⅱ；
S3.3：将混合液Ⅱ进行过滤，分离滤液和滤渣，滤渣备用；
S3.4：将滤渣进行烘干，过100-200目筛，得到絮凝剂。
进一步地，所述步骤S3.2的壳聚糖、硫酸铁和硫酸镁的投入质量比为100:0.4-0.8:0.4-0.8。
进一步地，所述步骤S4中的制备混凝剂，具体包括如下步骤：
S4.1：将含有三氧化二铝的铝渣进行粉碎，过10-16目筛，得到含有三氧化二铝的铝渣粗粉；
S4.2：将含有三氧化二铝的铝渣粗粉与盐酸溶液按1:1-4进行混合，升高温度至80-95℃，进行水解和聚合反应，搅拌速度200-360r/min，搅拌时间1.5-3h，得到聚合氯化铝；
S4.3：将聚合氯化铝置于熟化室中进行熟化，熟化温度45-70℃，熟化时间25-45h，得到熟化后的聚合氯化铝；
S4.4：将熟化后的聚合氯化铝与阳离子聚丙烯酰胺进行混合，升温至70-85℃，搅拌1-2h，得到混凝剂。
进一步地，所述步骤S4.4中的熟化后的聚合氯化铝与阳离子聚丙烯酰胺的比例为95-110:3-6。
进一步地，所述步骤S5中的螯合剂为二硫代氨基甲酸钠。
本发明还提供一种用于脱硫废水处理一体化的药剂，由上述一种用于脱硫废水处理一体化的药剂的制备方法所制备。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
1、本发明所制得一种用于脱硫废水处理一体化的药剂，通过添加改性海藻酸钠，使得制备的脱硫废水处理一体化的药剂对脱硫废水中Ca、Mg、Ni、Zn、As、Cd、Cr等重金属污染物的去除率提高了，同时让脱硫废水处理过程具有了短流程、少药剂的优点。
2、本发明所制得一种用于脱硫废水处理一体化的药剂，通过用壳聚糖、乙酸、硫酸铁和硫酸镁制备絮凝剂，使得制备的脱硫废水处理一体化的药剂对脱硫废水中的悬浮物具有强化处理效果，对重金属也有一定的吸附作用，降低总体脱硫废水处理工艺的药品投加量，同时可以减少石灰的投加量，降低企业脱硫废水处理的成本。
3、本发明所制得一种用于脱硫废水处理一体化的药剂，通过用聚合氯化铝与阳离子聚丙烯酰胺制备混凝剂，聚合氯化铝具有较强的吸附电中和以及压缩双电层能力，有助于促使水中胶体脱稳，阳离子聚丙烯酰胺具有很强的吸附架桥能力，有利于悬浮颗粒物的充分吸附，提高脱硫废水中悬浮颗粒物的去除率，使得制备的脱硫废水处理一体化的药剂在脱硫废水处理中的效率提高了。
（发明人：郑皓;郑朝辉;倪阗）