改性坡缕石净水剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种对有机物吸附性能力强的改性坡缕石净水剂，是在提纯的坡缕石中加入一定量硅烷偶联剂，烷基铵盐，水，活性炭粉末，氢氧化钠溶液，搅拌，烘干，研成粉末即得。试验证明，本发明专利技术制备的改性坡缕石净水剂吸附性强，脱色性极强，除臭能力很好，对含高浓度油污污水有极强的处理能力，而且污水处理速度比活性炭颗粒快，成本远低于活性炭颗粒。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于污水处理
，涉及一种用于废水处理的净水剂，尤其 涉及一种。
技术介绍
化工废水处理方法目前主要有物理化学法，化学法，生物法。 物理化学处理法有过滤，吸附，混凝等，主要处理高浓度废水。① 过滤法用的主要设备有筛网，滤池。筛网的缺点是容易堵塞。滤料是 滤池的核心部分。常用滤料有石英沙，白云石粒，无烟煤粒以及聚苯乙烯 发泡塑料球等。过滤法处理废水速度快，成本便宜，但处理不彻底， 一般不 单独使用。② 吸附法的优点是能够除去难分解的有机物，并且能吸附许多重金属离 子。目前，废水处理中应用的净水剂有活性炭，吸附树脂等。活性炭吸附 力强，脱色力强，处理废水效果非常好，但有机物除去率不高。吸附树脂具 有选择吸附性的优点，最适宜吸附极性有机物，如脱酚，除油，脱色等。③ 混凝法在工业应用较普遍。常用絮凝剂有硫酸铝，聚合氯化铝，聚 合高分子等。硫酸铝是最重要的无机絮凝剂之一，但处理水成本高，腐蚀性 大，效果不理想。聚合氯化铝比硫酸铝用量少，腐蚀性小，效果好，成本低， 但不够稳定。聚合高分子投量少，效果好，在废水处理中已广泛应用。但絮 凝法要消耗大量的絮凝剂，还要有投药设备，混合设备，反应设备。目前， 废水处理的热点之一是研究和开发天然有机高分子絮凝剂及其共聚絮凝剂。物理化学处理法的优点是快速，便宜，缺点是许多低浓度的污染物无法 除去。化学处理法有中和法，化学沉淀法，氧化还原法等。氧化还原法是 最重要的化学方法，主要除去有机物。氧化还原法有空气氧化法，臭氧氧 化法，催化氧化法等。① 空气氧化法己经广泛应用。其成本低廉，但氧化力弱，只能氧化一些 有机物和还原性强的物质，如脱硫。② 臭氧氧化性强，可氧化大多数单质和化合物，对水中的有机物有强烈的分解作用。但臭氧氧化法耗电量大，系统效率低。主要用于处理低浓度难 氧化的有机废水。③催化氧化法比空气氧化法效果好，但效果不如臭氧氧化法。目前，需 要找到更好的催化剂。化学处理法的优点是快速，可使废水达到排放标准。化学处理法的缺点 是需要消耗大量药剂而且还可能存在有害的中间产物。生物处理法原理是利用微生物的新陈代谢，使污染物转化或分解成无害 的物质。主要用于处理低浓度的有机废水。目前，生物法成为有机废水处理 的主要方法。生物处理法包括生物接触氧化池法，生物滤池法等。① 研究较多的是生物接触氧化池。该法得优点是效果理想，易于管理， 费用低。但其缺点是现在填料的表面积小，用量大，检修更换复杂。② 生物滤池法的优点是处理效果比接触氧化池法好。但滤池需要定期反 向冲洗，运行管理难度加大，对建筑物的要求也较高。坡缕石在废水处理中的应用引起广泛重视。坡缕石的特点是表面积大， 吸附性强，对重金属有极强的吸附性。产地广，价格便宜。但坡缕石对有机 物吸附性不强，需要进行改性。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服普通坡缕石对有机物吸附性能不强的缺点，提 供一种对有机物吸附性能力强的改性坡缕石净水剂。本专利技术的另一目的是提供一种改性坡缕石净水剂的制备方法。本专利技术改性坡缕石净水剂的制备方法，是在100质量份粒度为200目 350 目的坡缕石中加入0.05-0.5质量份的硅垸偶联剂，0.01~0.1质量份的垸基铵 盐，搅拌混合均匀后，向混合体系中加入6(TC 8(TC的水，使体系的固液比 为1/2 1/5，在常温下机械搅拌2 10min后，再向混合物体系中加入0.2-2.0 质量份活性炭粉末，继续搅拌2 10min，同时加入0.2~0.5质量份浓度为 0.1 lmol/L氢氧化钠溶液，然后于10(TC 11(TC下烘干，研成粒度为100目 250目的粉末即得。本专利技术采用的硅垸偶联剂主要有为乙烯基三甲氧基硅垸、Y -氨丙基三乙 氧基硅烷、Y- (2， 3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的任何一种。本专利技术采用的烷基铵盐为十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化 铵或十二垸基三甲基氯化铵。在坡缕石的改性工艺中，垸基铵盐的加入，能与坡缕石中的阳离子发生 交换反应，使有机物插入坡缕石微孔结构的内部，使微孔扩大，导致本来无 法进入微孔的小分子有机物能被吸入微孔内。在坡缕石表面，有机铵根阳离 子能与坡缕石形成弱电场，使带有官能团的有机物更容易被吸附。硅烷偶联剂的加入，能与坡缕石中的羟基发生化学反应，使有机物嫁接 在坡缕石的表面。未改性的坡缕石有极强的亲水性，使坡缕石表面容易形成 水膜，阻碍有机物与坡缕石的接触。改性坡缕石上的有机物破坏了水膜，有 利于其它有机物与坡缕石的接触并被吸附。活性炭粉末能把吸附过量的有机物，传递给坡缕石。由于各物质的共同 作用，使改性坡缕石对废水中的有机物具有很强的吸附能力。实验证明，本专利技术的改性坡缕石净水剂对有机物的吸附量是普通坡缕石的2 10倍。 下面通过具体实验说明本专利技术改性坡缕石净水剂对废水净化的效果。1、 化工废水处理结果化工废水由中国石油兰州化工研究中心提供。废水处理前基本状况废 水静置后，液面上浮起一层较厚的黑色粘稠状物质，下层液体显乳油状，并 有强烈的臭味。取废水上层液体和下层液体共100克，加入10克改性坡缕石净水剂，搅 拌，静置。可观察到上层黑色粘稠状物质很快消失，改性坡缕石净水剂快速 下沉，臭味立即消失，1小时后废水变的澄清透明。在相同的条件下，用活性炭颗粒做对比实验。观察到废水上层漂的物质 无法除尽，并且产生无色油状物。臭味长时间后才能消失。活性炭处理后的 废水的透光性比改性坡缕石效果差。本实验证明改性坡缕石对油污的吸附性 比活性炭颗粒强。2、 改性坡缕石净水性能表征(1)污水透光率表征取处理后的液体用紫外可见光谱测试仪(TU-1901)测量透光性。为了比 较脱色能力强弱，把未处理废水用砂心漏斗过滤，测量透光性。数据如表l。表l<table>table see original document page 5</column></row><table>由表l数椐可以看出，处理后的液体几乎完全无色(脱色率在91%以上)， 对该厂的污水有很好的处理效果。 (2) COD表征化学需氧量(COD)，用5B-3型COD快速测定仪测试，结果见表2。 表2改性粘土处理后的废水(mg/L)原废水(mg/L)301100由表2的数据可以看出，本专利技术改性处理后的废水达到国家制定的污水 排放标准(GB8976—1996)。 (3)有机物总量表征处理前废水中有机物浓度很大，处理前有机物浓度是1120mg/L。处理后 的液体用气相色谱仪(GC-2010)测量总有机物含量。测试结果处理后有 机物浓度是1.2mg/L，处理后的废水远远低于国家制定的污水排放标准。从上述试验可以得出本专利技术制备的改性坡缕净水剂对含高浓度油污污 水有极强的处理能力，吸附性强，脱色性极强，除臭能力极好；污水处理速 度比活性炭颗粒快，成本远低于活性炭颗粒。具体实施方式实施例1 、坡缕石的提纯500份的水中加入100份的坡缕石，机械搅拌10min，静 置lmin，只取上层和中层浑浊液，离心，ll(TC下烘干，研成粉末，过320 目的筛子，备用。坡缕石的改性在100份经提纯的坡缕石中加入0.1份乙烯基三甲氧基 硅垸，0.1份十六烷基三甲基氯化铵，搅拌混合均匀后，向混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性坡缕石净水剂的制备方法，是在１００质量份的坡缕石中加入０．０５～０．５质量份的硅烷偶联剂，０．０１～０．１质量份的烷基铵盐，搅拌混合均匀后，向混合体系中加入６０℃～８０℃的水，使体系的固液比为１／２～１／５，在常温下机械搅拌２～１０ｍｉｎ后，再向混合物体系中加入０．２～２．０质量份活性炭粉末，继续搅拌２～１０ｍｉｎ，同时加入０．２～０．５质量份浓度为０．１～１ｍｏｌ／Ｌ氢氧化钠溶液，然后于１００℃～１１０℃下烘干，研成粒度为１００目～２５０目的粉末即得。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雷自强，李天辉，张哲，赵旭涛，秦勇，程海，
申请(专利权)人：西北师范大学，中国石油天然气股份有限公司兰州化工研究中心，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]