一种水处理剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种水处理剂及其制备方法，所述水处理剂由以下重量份配比的组分制成：褐煤基活性炭50-70、聚合氯化铝20-30、纳米氧化锌5-15、甲脒3-7、煤焦油2.5-3.5。本发明专利技术制备的水处理剂对废水中的难降解有机物具有良好的去除作用，应用本发明专利技术的水处理剂处理后的废水中的COD含量可稳定控制在100mg/L以下，达到国家规定的污水综合排放一级标准。

【技术实现步骤摘要】
一种水处理剂及其制备方法
本专利技术属于环境保护领域，涉及一种水处理剂及其制备方法，特别涉及一种以活性炭为基料的复合水处理剂及其制备方法。
技术介绍
人类活动和工业生产过程中，会产生大量的废水、污水和废液，其中含有随水流失的工业生产用原料、中间产物和产品以及垃圾废物等。废水的种类的数量持续增加，对水体的污染日益严重，威胁人类的健康和安全。废水种类繁多，组成复杂，有机污染物种类多、浓度高，COD值高，色度深，毒性大，不易净化，在生物体内有一定的积累作用，在水体中具有明显的耗氧性质，易使水质恶化。这些废水若不加处理而直接排放，废水中的有机物质发酵、氧化、分解，消耗水中的氧气，使鱼类、贝类等水生生物缺氧致死；废水中的树脂、色料等，沉入水底，淤塞河床，发酵产生毒臭气；废水中的一些轻杂质，悬浮在水中，吸收光线，妨碍水生植物的光合作用等，对环境带来严重的污染和危害。目前，对废水的处理方法一般包括：物理处理法、化学处理法和生物处理法。大部分废水经过这些处理后，可以达到排放要求，然而一些浓度较高的有机废水，经过常规物理、化学法预处理、生物法主体工艺处理后，其余指标均达到标准，而COD含量仍较高，难以达到国家规定的污水综合排放一级标准，即COD≤100mg/L。因此，在常规处理后，一般是对上述废水再次进行深度处理。常用的深度处理方法包括混凝沉淀法、芬顿化学氧化法和膜处理法等。由于芬顿化学氧化法和膜处理法一次性投资和运行成本均较为昂贵，不适用于水量较大的废水处理工程。同时，芬顿化学氧化法和膜处理法对上述废水的深度处理效果并不明显。因此，在实际工程实践中，一般均采用混凝沉淀法对上述两种废水进行深度处理。目前，普遍采用的混凝沉淀药剂均是以铝盐或铁盐为主的聚合氯化铝或聚合氯化铁和聚丙烯酰胺等高分子有机化合物或它们的组合应用。实践表明，这些药剂虽然对废水中的COD有一定的处理效果，但依然难以达到良好的处理效果并使COD最终达标排放。本专利技术将活性炭、聚合氯化铝、纳米氧化锌、甲脒和煤焦油等材料有机地结合在一起，研制出一种新型水处理剂，具有吸附、过滤、强化混凝和催化氧化耦合作用的突出优点，对废水中的难降解有机物具有较好的效果。
技术实现思路
本专利技术是针对现有的废水处理过程中存在的技术缺陷，提供了一种水处理剂及其制备方法，采用本专利技术的水处理剂对废水进行深度处理，显著降低废水的COD，可使废水排放达到国家一级排放标准。为实现本专利技术的目的，本专利技术一方面提供一种水处理剂，包括以下重量份配比的原料：活性炭50-70、聚合氯化铝20-30、纳米氧化锌5-15、甲脒3-7、煤焦油1.5-3.5。其中，所述原料的重量份配比优选为：活性炭60、聚合氯化铝25、纳米氧化锌10、甲脒5、煤焦油2.5。特别是，所述活性炭的粒度为0.2-0.5mm，孔径为20-50nm。尤其是，所述活性炭优选为褐煤基活性炭。特别是，所述褐煤基活性炭的成分含量为：水份：38.5-52.6％；灰份：1.68-10.32％；挥发份：37.98-54.65％；固定碳：28.20-33.80％；全硫份：0.38-0.75％。在活性炭对有机物的吸附过程中，当活性炭的孔径(D)为吸附质分子直径(d)的6倍左右时，活性炭对有机物发生最佳吸附；经过常规处理的废水中的难降解有机物以粒径小于5nm的颗粒为主，因此在处理废水时，活性炭的孔径在30nm左右为宜。褐煤基活性炭的孔径一般在2-50nm(中孔)，对废水中的难降解有机物具有较好的吸附作用，适合用于废水的深度处理。其中，所述聚合氯化铝中Al2O3的含量为29-32％。特别是，所述聚合氯化铝的盐基度为60-85％，pH值为3.5-5.0。尤其是，所述聚合氯化铝中的水不溶物含量≤1.5-3.0％。聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂，其主要成分主要是三氧化二铝即氧化铝，具有高电荷聚合环链体形，对废水中的胶体和颗粒物具有高度电中和及桥联作用，可去除废水中的难降解有机物、SS和重金属离子等污染物质。其中，所述纳米氧化锌的纯度≥99.7％，干燥减量≤0.3％，灼烧减量≤0.2％。特别是，所述纳米氧化锌的平均粒径为20-40nm。尤其是，所述纳米氧化锌中PbO(以Pb计)含量≤0.0001％，MnO(以Mn计)含量≤0.0001％，CuO(以Cu计)含量≤0.0002％。纳米氧化锌是一种很好的光催化材料，具有极大的比表面积、较高的电子传递和光化学性能。纳米氧化锌具有很好的光催化活性，可将废水中的难降解污染物降解去除。其中，所述甲脒的密度为1.09-1.10g/cm3。特别是，所述甲脒为白色针状结晶粉末；pH值小于1；熔点为163-165℃。甲脒可以在自然光线条件下作为紫外线吸收剂。在甲脒作用下，无需额外的紫外线发光装置，即可使纳米氧化锌发生光催化作用，从而将废水中的难降解污染物质的降解去除。其中，所述煤焦油的密度为0.95-1.23g/cm3。特别是，所述煤焦油为黑色或黑褐色粘稠液体，是煤焦化过程中得到的一种黑色或黑褐色粘稠状液体。煤焦油在本专利技术中起粘合剂的作用，将各原料粘合在一起。煤焦油首先溶于水制得煤焦油溶液后再与其他原料混合均匀，然后再加入活性炭，使几种原料均匀的附着在活性炭的孔隙表面。本专利技术另一方面提供一种水处理剂的制备方法，包括如下顺序进行的步骤：(1)按照如下重量份配比准备原料：活性炭50-70、聚合氯化铝20-30、纳米氧化锌5-15、甲脒3-7，煤焦油1.5-3.5；(2)将聚合氯化铝、纳米氧化锌、甲脒与煤焦油混合，搅拌均匀，得到第一混合物；(3)将活性炭加入到第一混合物中，搅拌混匀后烘干，得到第二混合物；(4)对第二混合物进行煅烧处理，即得。其中，步骤(1)中所述原料的重量份配比优选为：活性炭60、聚合氯化铝25、纳米氧化锌10、甲脒5、煤焦油2.5。特别是，所述活性炭的粒度为0.2-0.5mm，孔径为20-50nm。尤其是，所述活性炭优选为褐煤基活性炭。特别是，所述褐煤基活性炭的成分含量为：水份：38.5-52.6％；灰份：1.68-10.32％；挥发份：37.98-54.65％；固定碳：28.20-33.80％；全硫份：0.38-0.75％。特别是，还包括步骤(1A)：对活性炭进行活化处理：1A-1)、将活性炭加入水中，加热煮沸进行水洗处理并过滤，得到水洗活性炭；1A-2)、将水洗活性炭冷却后置于盐酸溶液中，进行酸浸泡处理，得到酸浸泡活性炭；1A-3)、将酸浸泡活性炭用蒸馏水冲洗，获得蒸馏水水洗中性活性炭；1A-4)、将蒸馏水水洗中性的活性炭烘干，得到活化活性炭。其中，步骤1A-1)中所述活性炭的重量与水的体积之比为1:1-2，即1g活性炭加入到1-2ml的水中进行所述的水洗处理，或1kg活性炭加入到1-2L的水中进行所述的水洗处理，优选为1:1-1.5。特别是，所述水洗处理时间为8-15min，优选为10min，即加热煮沸后8-15min，优选为10min。特别是，步骤1A-2)中所述盐酸溶液的质量百分比浓度为8-12％，优选为10％；所述浸泡处理时间为7-9h，优选为8h。尤其是，所述活性炭的重量与盐酸溶液的体积之比为1:5-8，即1g活性炭浸泡于5-8ml的盐酸溶液中，或1kg活性炭浸泡于5-8L的盐酸溶液中，优选为1:6.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水处理剂，其特征在于，包括重量份配比的原料：活性炭50‑70、聚合氯化铝20‑30、纳米氧化锌5‑15、甲脒3‑7、煤焦油1.5‑3.5。

【技术特征摘要】
1.一种用于医药工业废水和丙烯晴废水处理的水处理剂的制备方法，其特征在于，按照如下方法制备而成：1)准备如下原料：用来对有机物进行吸附的活性炭；对废水中的胶体和颗粒物具有高度电中和及桥联作用的聚合氯化铝；具有光催化活性的纳米氧化锌；用来使所述纳米氧化锌利用自然光线发生催化氧化作用的甲脒；用作粘合剂的煤焦油；2)将聚合氯化铝、纳米氧化锌、甲脒与煤焦油混合，搅拌均匀，得到第一混合物；或者，将煤焦油加入到水中，混合均匀后再与所述聚合氯化铝、纳米氧化锌、甲脒混合，制得所述第一混合物；3)将活性炭加入到第一混合物中，搅拌混匀后烘干，得到第二混合物；4)对第二混合物进行煅烧处理，即得；其中，活性炭、聚合氯化铝、纳米氧化锌、甲脒、煤焦油的重量份配比为：活性炭50-70、聚合氯化铝20-30、纳米氧化锌5-15、甲脒3-7、煤焦油1.5-3.5；其中，所述聚合氯化铝中Al2O3的含量为29-32％。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合氯化铝的盐基度为60-85％，pH值为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春晖，王凯，谭淑慧，彭忱，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11