一种吸附-絮凝沉淀剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种吸附‑絮凝沉淀剂及其制备方法和应用，包括下述重量份原料组分：聚合氯化铝50～80份、莲藕粉40～60份、硅藻土20～30份、阳离子型聚丙烯酰胺5～10份。本发明专利技术采用简便快速的方法制备出纯度高的聚合氯化铝，将其作为吸附‑絮凝沉淀剂中无机高分子絮凝剂部分，具有絮凝效果好、絮体大、沉降迅速的优点；加入莲藕粉及硅藻土等无毒天然吸附性材料提高了对电镀废水的处理效果，降低污泥二次处理难度。该新型吸附‑絮凝沉淀剂可以同时完成吸附与絮凝沉淀的双重效果，从而降低电镀废水处理成本、缩短处理周期。

【技术实现步骤摘要】
一种吸附-絮凝沉淀剂及其制备方法和应用
本专利技术属于废水处理
，具体地说是涉及一种吸附-絮凝沉淀剂及其制备方法和应用。
技术介绍
电镀行业是当今全球三大工业污染之一，电镀技术在机器制造、轻工及电子等行业有着广泛应用，目前我国的电镀厂超过一万家，每年排放上亿立方米的电镀废水。电镀废水中含有大量的铬、镍、铅等重金属离子、有机化合物及无机化合物等有害物质，电镀废水若不经过治理直接排放进入水体，必定会对生态环境及人类生产、生活产生巨大的威胁。目前常用的电镀废水处理方法有物理法、化学法、生物法、膜处理法等，但传统的物理法、化学法存在废水处理效果一般、且易产生二次污染的问题；生物法及膜处理法存在运行管理时间长、很难实现大规模污水处理的问题。吸附-絮凝沉淀法是集物理吸附与絮凝沉淀为一体的新型电镀废水处理方法，具有成本低、工艺简单、效率高以及能同时去除电镀废水中多种污染物的特点，为当前处理电镀废水提供了新思路。絮凝沉淀法作为电镀废水处理的一种重要方法，具有工艺简单、效率高、费用低等优点，是电镀废水处理过程中应用广泛的方法之一。目前用于电镀废水处理的絮凝剂主要为无机高分子絮凝剂。无机高分子絮凝剂具有原料来源广、价格低廉等特点。但是由于无机高分子絮凝剂相对分子质量低，投药量较多，产生的污泥量较大，并且对污水中胶体粒子的吸附架桥能力不强，这些因素都制约着其在电镀废水处理中的广泛应用。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种复合型、用量少、快速高效的新型吸附-絮凝沉淀剂及其制备方法和应用，具有吸附剂与絮凝剂的双重作用，其使用pH范围广、水体中重金属离子分离速度快，并且能显著提高电镀废水的COD去除效率。一种吸附-絮凝沉淀剂，包括下述重量份原料组分：聚合氯化铝50～80份、莲藕粉40～60份、硅藻土20～30份、阳离子型聚丙烯酰胺5～10份。作为优选，所述聚合氯化铝是由无机铝盐、无机酸制备而得，聚合氯化铝粒径为70～100nm，不溶物含量≤5％。作为优选，所述莲藕粉通过下述方法制备得到：将莲藕洗净后脱皮，切成碎片，晾干后置于鼓风干燥箱中干燥至恒重，经粉碎后过200目振动筛进行筛分。作为优选，所述硅藻土为热处理后的硅藻土，所述热处理为：450℃条件下煅烧2h，其中SiO2含量≥60％，比表面积40～65m2/g，孔体积0.45～0.98m3/g，粒径80～120nm。一种吸附-絮凝沉淀剂的制备方法，包括下述步骤：(1)聚合氯化铝的制备：将氢氧化铝加入到浓盐酸溶液中，升温至100～130℃反应，待氢氧化铝全部溶解后，降温到40～70℃，调节pH值为3～5，再升温至100～130℃反应，得到淡黄色透明聚合氯化铝溶液，烘干研磨即得到聚合氯化铝产品；(2)阳离子型聚丙烯酰胺的制备：将单体丙烯酰胺和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵按比例加入容器中，加水至单体质量分数为20～40％，调节溶液pH值为3～6，通氮气20～40min，加入质量分数为2～6‰的光引发剂进行光照反应，得到透明胶状的阳离子型聚丙烯酰胺；将反应产物烘干、研磨即得到粉末状阳离子型聚丙烯酰胺；(3)莲藕粉的制备：将莲藕洗净后脱皮，切成碎片，晾干后置于鼓风干燥箱中干燥至恒重，经粉碎后进行筛分；(4)硅藻土的热处理：将一定质量的硅藻土置于400～500℃条件下煅烧，得到热处理后的硅藻土；(5)将上述制备得到的聚合氯化铝、阳离子型聚丙烯酰胺、莲藕粉与热处理后的硅藻土按照一定比例加入到容器中，加水至絮凝剂的质量分数为10～30％，搅拌反应，将制备得到的无机–有机复合高分子絮凝剂离心，烘干，研磨过筛，得到粉末状的吸附-絮凝沉淀剂。作为优选，聚合氯化铝粒径为70～100nm，不溶物含量≤5％。作为优选，合成的阳离子型聚丙烯酰胺分子量在400万～900万之间。作为优选，热处理后的硅藻土SiO2含量≥60％，比表面积40～65m2/g，孔体积0.45～0.98m3/g，粒径80～120nm。作为优选，所述吸附-絮凝沉淀剂的制备方法，具体包括下述步骤：(1)聚合氯化铝的制备：将氢氧化铝在搅拌条件下加入到浓盐酸溶液中，升温到110℃反应2～3h，待氢氧化铝全部溶解后，降温到50～60℃，用质量浓度为30％的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为3.0～5.0，再升温至110℃，搅拌条件下反应30～60min，得到淡黄色透明聚合氯化铝溶液，在55℃下烘干研磨即得到聚合氯化铝产品；(2)阳离子型聚丙烯酰胺的制备：将单体丙烯酰胺和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵按照质量分数1：1加入到广口瓶中，加水至单体质量分数为30％，调节溶液pH值为5，在搅拌状态下通入氮气30min，加入质量分数为4‰的光引发剂2959，置于高压汞灯光照条件下反应1h，得到透明胶状的阳离子型聚丙烯酰胺；将反应产物置于真空干燥箱中，在80℃条件下烘干，研磨即得到粉末状阳离子型聚丙烯酰胺；(3)莲藕粉的制备：将莲藕洗净后脱皮，切成碎片，晾干后置于鼓风干燥箱中干燥至恒重，经粉碎后过200目振动筛进行筛分；(4)硅藻土的热处理：将一定质量的硅藻土置于450℃条件下的马弗炉中煅烧2h，得到热处理后的硅藻土；(5)将上述制备得到的聚合氯化铝、阳离子型聚丙烯酰胺、莲藕粉与热处理后的硅藻土按照一定比例加入到广口瓶中，加水至絮凝剂的质量分数为20％，在900r/min的磁力搅拌条件下搅拌反应2h，将制备得到的无机–有机复合高分子絮凝剂，在6000r/min的条件下离心分离，弃去上清液后将底部固体在70℃的真空烘箱中烘干，研磨过200目筛，得到粉末状的吸附-絮凝沉淀剂。本专利技术还提供了上述吸附-絮凝沉淀剂的应用，包括下述步骤：(1)电镀废水调理处理：取电镀废水，向该电镀废水中加入质量分数为1～6‰的吸附-絮凝沉淀剂，搅拌使沉淀剂分散均匀，用盐酸和氢氧化钠溶液调节电镀废水的pH值为6.5～8.5；(2)电镀废水絮凝沉降处理：再搅拌5～30min使电镀废水吸附、絮凝，静置5～30min使絮凝物沉降。本专利技术采用简便快速的方法制备出纯度高的聚合氯化铝，将其作为吸附-絮凝沉淀剂中无机高分子絮凝剂部分，具有絮凝效果好、絮体大、沉降迅速的优点；加入莲藕粉及硅藻土等无毒天然吸附性材料提高了对电镀废水的处理效果，降低污泥二次处理难度。该新型吸附-絮凝沉淀剂可以同时完成吸附与絮凝沉淀的双重效果，从而降低电镀废水处理成本、缩短处理周期。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术所要保护的范围并不限于此。实施例1一种新型吸附-絮凝沉淀剂，由以下重量份原料配比而成：聚合氯化铝：60份，莲藕粉：60份，硅藻土：20份，阳离子型聚丙烯酰胺：5份。上述吸附-絮凝沉淀剂的制备方法，具体包括下述步骤：(1)聚合氯化铝的制备：将氢氧化铝在搅拌条件下加入到浓盐酸溶液中，升温到110℃反应2.5h，待氢氧化铝全部溶解后，降温到55℃，用质量浓度为30％的NaOH溶液调节溶液的pH值为4，再升温至110℃，搅拌条件下反应45min，得到淡黄色透明聚合氯化铝溶液，在55℃下烘干研磨即得到聚合氯化铝产品；其中，聚合氯化铝粒径为80nm，不溶物含量≤5％；(2)阳离子型聚丙烯酰胺的制备：将单体丙烯酰胺和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵按照质量分数1：1加入到广口瓶中，加水至单体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸附‑絮凝沉淀剂，其特征在于包括下述重量份原料组分：聚合氯化铝50～80份、莲藕粉40～60份、硅藻土20～30份、阳离子型聚丙烯酰胺5～10份。

【技术特征摘要】
1.一种吸附-絮凝沉淀剂，其特征在于包括下述重量份原料组分：聚合氯化铝50～80份、莲藕粉40～60份、硅藻土20～30份、阳离子型聚丙烯酰胺5～10份。2.根据权利要求1所述吸附-絮凝沉淀剂，其特征在于：所述聚合氯化铝是由无机铝盐、无机酸制备而得，聚合氯化铝粒径为70～100nm，不溶物含量≤5％。3.根据权利要求1所述吸附-絮凝沉淀剂，其特征在于：所述莲藕粉通过下述方法制备得到：将莲藕洗净后脱皮，切成碎片，晾干后置于鼓风干燥箱中干燥至恒重，经粉碎后过200目振动筛进行筛分。4.根据权利要求1所述吸附-絮凝沉淀剂，其特征在于：所述硅藻土为热处理后的硅藻土，所述热处理为：450℃条件下煅烧2h，其中SiO2含量≥60％，比表面积40～65m2/g，孔体积0.45～0.98m3/g，粒径80～120nm。5.一种权利要求1所述吸附-絮凝沉淀剂的制备方法，其特征在于包括下述步骤：(1)聚合氯化铝的制备：将氢氧化铝加入到浓盐酸溶液中，升温至100～130℃反应，待氢氧化铝全部溶解后，降温到40～70℃，调节pH值为3～5，再升温至100～130℃反应，得到淡黄色透明聚合氯化铝溶液，烘干研磨即得到聚合氯化铝产品；(2)阳离子型聚丙烯酰胺的制备：将单体丙烯酰胺和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵按比例加入容器中，加水至单体质量分数为20～40％，调节溶液pH值为3～6，通氮气20～40min，加入质量分数为2～6‰的光引发剂进行光照反应，得到透明胶状的阳离子型聚丙烯酰胺；将反应产物烘干、研磨即得到粉末状阳离子型聚丙烯酰胺；(3)莲藕粉的制备：将莲藕洗净后脱皮，切成碎片，晾干后置于鼓风干燥箱中干燥至恒重，经粉碎后进行筛分；(4)硅藻土的热处理：将一定质量的硅藻土置于400～500℃条件下煅烧，得到热处理后的硅藻土；(5)将上述制备得到的聚合氯化铝、阳离子型聚丙烯酰胺、莲藕粉与热处理后的硅藻土按照一定比例加入到容器中，加水至絮凝剂的质量分数为10～30％，搅拌反应，将制备得到的无机–有机复合高分子絮凝剂离心，烘干，研磨过筛，得到粉末状的吸附-絮凝沉淀剂。6.根据权利要求5所述吸附-絮凝沉淀剂的制备方法，其特征在于：聚合氯化铝粒径为70～100nm，不溶物含量≤5％。7.根据权利要求5所述吸附-絮凝沉淀剂的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丽，刘倩，吴盈，裘伟霞，毛龙飞，
申请(专利权)人：浙江正洁环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33