用于提升芬顿工艺处理效果的高分子催化净水剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于提升芬顿工艺处理效果的高分子催化净水剂的制备方法，该方法的操作步骤是：(1)将水玻璃加入至水中，制成10‑20％的聚硅酸溶液；(2)将钛渣与废铁投入到钛白废酸中，溶解反应、沉降后取上清液得到硫酸钛溶液；(3)将硫酸钛溶液与聚硅酸溶液混合；(4)再缓慢加入硫酸铝搅拌反应；(5)再加入氧化剂搅拌反应；(6)静置熟化、反应完成，即得到高分子催化净水剂。将本发明专利技术催化净水剂联合芬顿工艺使用，可有效提高芬顿工艺废水处理效果，降低芬顿药剂使用量，并实现废料钛白废酸的有效利用，具有明显正向的环境效益与经济效益。

【技术实现步骤摘要】
用于提升芬顿工艺处理效果的高分子催化净水剂的制备方法
本专利技术涉及污水处理
，具体是一种用于提升芬顿工艺处理效果的高分子催化净水剂的制备方法。
技术介绍
芬顿工艺具有反应快速、处理高效、适用范围广的优点，在废水深度处理中广泛用于处理难生物降解有机污染物，是水环境污染治理的重要手段，芬顿出水COD一般能达到50-80mg/L。芬顿同时存在着污泥产泥大、运行成本高的缺陷，随着对工业废水处理出水要求越来越严格，目前的芬顿技术已经难以达到处理要求。钛白废酸来源于钛白粉硫酸法生产。在我国国内95％钛白粉采用硫酸法生产工艺，每生产1t钛白要排放废酸8-10t，废酸中含有15％-25％的硫酸，还含有铝、镁、钛、钒、钪、铁等金属元素，具有高的回收价值。钛白废酸处理工艺复杂、难度大，资源没有得到很好利用。目前钛白废酸处理方法有：(1)石灰中和，但处理成本高，副产的钛石膏价值低，资源未得到充分利用；(2)废酸浓缩，浓缩方法治理钛白废酸在欧洲和日本较流行，但废酸浓缩设备昂贵，能耗和操作费用高，因此不适合中国一些中小型钛白企业。(3)钪、钛、钒、铁回收，实现资源的有效利用，但目前技术还不成熟。国内外许多生产厂家及科研人员对治理废酸做了大量工作，曾提出将废酸与矿石或废渣作用制备硫酸锰、硫酸锌、活性氧化锌等，但这些治理手段都存在矿石有效成分浸出率低、固液分离较难、产品质量差的问题，同时这些治理方法受到地理条件的限制，很难实现大规模的工业化生产。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于提升芬顿工艺处理效果的高分子催化净水剂的制备方法，该方法利用钛白废酸、水玻璃、钛渣、氧化剂等制成高分子催化净水剂，将高分子催化净水剂加入到芬顿工艺的酸化阶段，能够进一步提升污水处理效果，特别是对COD、色度、总磷去除效率高，出水指标可达到城镇污水排放一级A标准。本专利技术以如下技术方案解决上述技术问题：本专利技术用于提升芬顿工艺处理效果的高分子催化净水剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将水玻璃加入水中，并用硫酸调节pH值至2-3，在转速为200-300r/min下搅拌反应3h，静置熟化12h，以生成浓度为10-20％的聚硅酸溶液；(2)将粉碎至300-330目的钛渣与废铁一起投入到钛白废酸中，并投入部分浓硫酸以升温，提高混合液酸度与反应效率，钛渣与废铁的重量比为1-4:1，酸含量保持pH值<0.5，在80-90℃下溶解反应，沉降后取上清液得到硫酸钛溶液；(3)将硫酸钛溶液与聚硅酸溶液混合，并使混合液中钛元素与硅元素的摩尔比例为：Ti:Si＝8-17:1，在转速500-700r/min下搅拌反应0.5h；(4)再缓慢加入硫酸铝，并使混合液中钛元素、硅元素与铝元素的摩尔比例为：Ti:Al:Si＝8-17:5-9:1，在转速600-900r/min下搅拌反应3h；(5)再加入氧化剂，加入量为钛渣与废铁质量总和的0.8％-2％，在转速300-400r/min下搅拌反应0.5h；(6)静置熟化12-16h，反应完成，即得到用于提高芬顿工艺处理效率的高分子催化净水剂。所述步骤(1)中，采用的水玻璃为钠型水玻璃，波美度38-40，模数3.2。所述步骤(2)中，所述钛渣选用酸渣。所述步骤(2)中，所述废铁中铁含量≥70％。所述步骤(2)中，钛白废酸中硫酸含量为20-25％，总酸含量为40-50％。所述步骤(5)中，所述氧化剂为双氧水、高锰酸钾、氯酸钠、次氯酸钠中的一种，且为工业产品。本专利技术方法具有如下优点：(1)本专利技术方法得到的高分子催化净水剂具备催化、吸附和絮凝作用，通过Ti的催化提高亚铁与双氧水生产羟基自由基的能力从而达到提升芬顿处理能力的作用。(2)将本专利技术方法制备得到的净水剂与芬顿有机联合使用，可用于工业废水对COD、色度、总磷的处理，并有效降低芬顿药剂的使用量，提高出水水质，降低处理成本与产泥量。(3)本专利技术方法以钛渣、废酸、水玻璃、硫酸铝、氧化剂为原料，原料来源广，价格低，容易实现就地取材，降低生产成本。(4)钛白废酸为危废，本专利技术以钛白废酸为原料制备净水剂，实现了废料转化为产品，有明显正向的环境效益与经济效益。(5)本专利技术方法的生产过程为常压，生产工艺简单，操作方便，很容易实现。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步详细的阐述，但本专利技术的实施方式并不局限于实施例表示的范围。这些实施例仅用于说明本专利技术，而非用于限制本专利技术的范围。实施例1，净水剂的制备方法是：(1)取0.8L水玻璃(为钠型水玻璃，波美度38-40，模数3.2，其他实例相同)，加入至100L自来水中，再加入浓硫酸调节pH值至2，在转速为200r/min下搅拌反应3h，静置熟化12h，生成质量浓度为10％的聚硅酸溶液。(2)取酸渣12kg粉碎至300目，与3kg废铁(铁含量≥70％)一起投入至200kg钛白废酸中，钛白废酸含酸量为25％；另外再投入22kg浓硫酸，在80℃下溶解反应，沉降后取上清液得到硫酸钛溶液。(3)将硫酸钛溶液与聚硅酸溶液混合，并使混合液中钛与硅的摩尔比例为Ti：Si＝8:1，在转速为500r/min下搅拌反应0.5h。(4)再缓慢加入硫酸铝，并使混合液中钛、铝、硅的摩尔比例为Ti：Al：Si＝8:8:1，在转速为600r/min下搅拌反应3h。(5)再加入250g双氧水，双氧水浓度为27.5％，在转速为300r/min条件下搅拌反应0.5h。(6)静置熟化12h，反应完成，得到棕红色液体产品，即本专利技术高分子催化净水剂。实施例2，净水剂的制备方法是：(1)取1.6L水玻璃，加入至100L自来水中，再加入浓硫酸调节pH值至3，在转速为300r/min下搅拌反应3h，静置熟化12h，生成质量浓度为20％的聚硅酸溶液。(2)取酸渣12kg粉碎至330目，与3kg废铁(铁含量≥70％)一起投入至200kg钛白废酸中，钛白废酸含酸量为25％；另外再投入22kg浓硫酸，在90℃下溶解反应，沉降后取上清液得到硫酸钛溶液。(3)将硫酸钛溶液与聚硅酸溶液混合，并使混合液中钛与硅的摩尔比例为Ti：Si＝9:1，在转速为700r/min下搅拌反应0.5h。(4)再缓慢加入硫酸铝，并使混合液中钛、铝、硅的摩尔比例为Ti：Al：Si＝9:9:1，在转速为900r/min下搅拌反应3h。(5)再加入230g次氯酸钠，在转速为400r/min条件下搅拌反应0.5h。(6)静置熟化16h，反应完成，得到棕红色液体产品，即本专利技术高分子催化净水剂。实施例3，净水剂的制备方法是：(1)取1.2L水玻璃，加入至100L自来水中，再加入浓硫酸调节pH值至2.5，在转速为250r/min下搅拌反应3h，静置熟化12h，生成质量浓度为15％的聚硅酸溶液。(2)取酸渣12kg粉碎至310目，与3kg本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于提升芬顿工艺处理效果的高分子催化净水剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：/n(1)将水玻璃加入水中，并用硫酸调节pH值至2-3，在转速为200-300r/min下搅拌反应3h，静置熟化12h，以生成浓度为10-20％的聚硅酸溶液；/n(2)将粉碎至300-330目的钛渣与废铁一起投入到钛白废酸中，并投入部分浓硫酸以升温，提高混合液酸度与反应效率，钛渣与废铁的质量比为1-4:1，酸含量保持pH值<0.5，在80-90℃下溶解反应，沉降后取上清液得到硫酸钛溶液；/n(3)将硫酸钛溶液与聚硅酸溶液混合，并使混合液中钛元素与硅元素的摩尔比例为：Ti:Si＝8-17:1，在转速500-700r/min下搅拌反应0.5h；/n(4)再缓慢加入硫酸铝，并使混合液中钛元素、硅元素与铝元素的摩尔比例为：Ti:Al:Si＝8-17:5-9:1，在转速600-900r/min下搅拌反应3h；/n(5)再加入氧化剂，加入量为钛渣与废铁质量总和的0.8-2％，在转速300-400r/min下搅拌反应0.5h；/n(6)静置熟化12-16h，反应完成，即得到用于提高芬顿工艺处理效率的高分子催化净水剂。/n...

【技术特征摘要】
1.用于提升芬顿工艺处理效果的高分子催化净水剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)将水玻璃加入水中，并用硫酸调节pH值至2-3，在转速为200-300r/min下搅拌反应3h，静置熟化12h，以生成浓度为10-20％的聚硅酸溶液；
(2)将粉碎至300-330目的钛渣与废铁一起投入到钛白废酸中，并投入部分浓硫酸以升温，提高混合液酸度与反应效率，钛渣与废铁的质量比为1-4:1，酸含量保持pH值<0.5，在80-90℃下溶解反应，沉降后取上清液得到硫酸钛溶液；
(3)将硫酸钛溶液与聚硅酸溶液混合，并使混合液中钛元素与硅元素的摩尔比例为：Ti:Si＝8-17:1，在转速500-700r/min下搅拌反应0.5h；
(4)再缓慢加入硫酸铝，并使混合液中钛元素、硅元素与铝元素的摩尔比例为：Ti:Al:Si＝8-17:5-9:1，在转速600-900r/min下搅拌反应3h；
(5)再加入氧化剂，加入量为钛渣与废铁质量总和的0.8-2％，在转速300-400r/min下搅拌反应0.5h；

【专利技术属性】
技术研发人员：陆立海，朱红祥，徐国涛，宋海农，林宏飞，陈倩伶，何春宏，陈永利，姚文峰，刘熹，詹馥蔓，宁毅，赵凤瑞，
申请(专利权)人：广西博世科环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45