一种用于高硬度水的除氯处理剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于高硬度水的除氯处理剂及其制备方法，属于污水处理技术领域。该除氯处理剂以钙镁铋铁四元复合氧化物为核心，表面接枝有改性木质素，其中，改性木质素以均数分子量为1000的碱木质素为原料，通过硅烷偶联剂KH

【技术实现步骤摘要】
一种用于高硬度水的除氯处理剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于污水处理
，具体地，涉及一种用于高硬度水的除氯处理剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]硬水是指含有较多可溶性钙镁化合物的水，以发生结垢现象，导致管线堵塞，一般高硬度水污水需要软化后才能二次利用。
[0003]火力发电产生的烧结灰以及高炉灰中含有较高的氯离子和钙镁等碱金属，无法直接回收应用水泥中，通常水洗法脱除灰分中的氯，一般经过水洗后的灰分氯脱除率可以达到80％左右，但是又产生大量的高硬度污水。
[0004]对于高硬度污水脱氯最简单有效的方法为吸附法，传统的脱氯剂包括钙系脱氯剂、铜系脱氯剂等，其具有一定的脱氯能力，但是氯容普遍不高，用量大且难以脱除，净化成本居高不下；现有技术中开发出多种复合型脱氯剂，具有高效脱氯作用，一般较为优异的脱氯剂的氯容为20wt％左右，与化学脱氯效率仍存在较大差距，需要进一步提升，此外，复合型脱氯剂以负载型为主，脱氯剂处理后的回收以及无害化处理仍是当下的难题。

技术实现思路

[0005]为了解决
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种用于高硬度水的除氯处理剂及其制备方法。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种用于高硬度水的除氯处理剂的制备方法，具体包括如下步骤：
[0008]步骤S1：取碱木质素和二氧六环搅拌混合，再加入三乙胺，室温下以360rpm搅拌活化20
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40min，置于38
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45℃的水浴锅中恒温，再加入硅烷偶联剂KH
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560和2,3
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环氧丙基三甲基氯化铵，升温至60
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80℃，以120rpm搅拌反应1.5
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2h，硅烷偶联剂KH
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560和2,3
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环氧丙基三甲基氯化铵中的环氧基在碱性条件下与碱木质素上的活化羟基开环反应，向碱木质素的分子侧链上引入硅氧烷和氯化铵基团，硅氧烷具有交联活性，氯化铵基团改善碱木质素的亲水性，有利于进一步改性处理，反应结束减压旋蒸脱除溶剂，得到改性木质素；
[0009]进一步地，碱木质素、二氧六环、三乙胺、硅烷偶联剂KH
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560和2,3
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环氧丙基三甲基氯化铵的用量比为10g：50
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60mL：0.1mL：0.3
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0.6mL：0.8
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1.1g。
[0010]步骤S2：取体积浓度为30％的甲醇溶液，调节pH值为8.0，加入复合基体在33kHz下超声分散30
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40min，复合基体在弱碱性醇水环境中，在表面生成大量活性羟基，再加入改性木质素，升温至40
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50℃，以600rpm高速搅拌反应2
‑
3h，改性木质素分子侧链上的硅氧烷水解后与复合基体表面的活性羟基缩合，离心取底层沉淀干燥恒重、打散，得到高硬度水的除氯处理剂。
[0011]进一步地，复合基体、改性木质素和甲醇溶液的用量比为50g：6
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10g：200
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300mL。
[0012]所述复合基体由以下方法制备：
[0013]步骤A1：取硝酸钙、硝酸镁、硝酸铋和硝酸铁混合，加入去离子水搅拌溶解，升温至40℃，在28kHz超声震荡下滴加氢氧化钠溶液至pH值为8.5，保持超声震荡10min，弱碱性条件下，形成初始氢氧化铁胶体，及时吸附生成的氢氧化钙、氢氧化镁和氢氧化锌微粒，超声震荡使得微粒的粒径细小，有利于被网络状凝胶捕捉，从而形成多孔结构，之后停止超声震荡继续补加氢氧化钠溶液调节pH值为9.5
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10.0，升温至80
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90℃，以600rpm高速搅拌30min，静置陈化12h，取下层沉淀、干燥，得到复合凝胶；
[0014]进一步地，硝酸钙、硝酸镁、硝酸铋和硝酸铁的用量摩尔比为0.3
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0.5:0.1
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0.2:1:1。
[0015]步骤A2：将复合凝胶粉碎后置于焙烧炉中以220
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250℃焙烧30
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40min，将内部夹杂的游离水以及部分结晶水脱除，之后置于氧化炉中，控制炉内氧气含量为55
‑
60％，先在500
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520℃下焙烧80
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100min，将铁、铋和镁的氢氧化物分解，形成初始三元氧化物，再继续升温至590
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620℃焙烧1
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2h，氢氧化钙分解，掺杂在三元氧化物上，空冷至室温，干法研磨，得到复合基体。
[0016]进一步地，复合基体的细度为50
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100目。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018]本专利技术制备的除氯处理剂以钙镁铋铁四元复合氧化物为核心，表面接枝有改性木质素，氯容为26.87
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29.42wt％，实际测试过程中，脱氯率达到96.85
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99.01％；
[0019]其中，改性木质素以均数分子量为1000的碱木质素为原料，自身具有良好的离子吸附能力，通过带有活性环氧基团的硅烷偶联剂KH
‑
560和2,3
‑
环氧丙基三甲基氯化铵与其分子侧链上的羟基反应，接枝的氯化铵基团对氯离子有强吸附作用，同时改善碱木质素的亲水性，在污水中得以舒展铺开吸附，接枝的硅氧烷水解后与复合基体缩合，将改性木质素与复合基体牢固结合，有利于除氯处理剂的脱除；
[0020]复合基体以水热法配合超声震荡制得，弱碱性条件下，形成初始氢氧化铁胶体，及时吸附生成的氢氧化钙、氢氧化镁和氢氧化锌微粒，超声震荡使得微粒的粒径细小，烧结胶体脱水，呈现多孔结构，具有良好吸附性，铁铋化合物不稳定，释放出铋离子，可与氯离子反应，转化为沉淀物并附着在除氯处理剂中，随后处理脱除；
[0021]此外，钙镁氧化物为碱金属氧化物，其可促进碱木质素的降解，有利于除氯处理剂的无害化处理和回收利用。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]实施例1
[0024]本实施例制备用于高硬度水的除氯处理剂，具体实施过程如下：
[0025]1)制备复合基体
[0026]a1、取硝酸钙、硝酸镁、硝酸铋和硝酸铁投加到混料机中搅拌混合10min，转出至反应釜中，加入去离子不断搅拌，直至混合物完全溶解，再将混合溶液升温至40℃，立即施加
28kHz超声震荡，同时以5滴/s的速度滴加0.01mol/L氢氧化钠溶液，直至混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高硬度水的除氯处理剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤S1：取碱木质素和二氧六环混合，再加入三乙胺在室温下搅拌活化，之后在38
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45℃下恒温，再加入硅烷偶联剂KH
‑
560和2,3
‑
环氧丙基三甲基氯化铵，升温至60
‑
80℃搅拌反应1.5
‑
2h，反应结束脱除二氧六环，得到改性木质素；步骤S2：配制pH值为8.0的甲醇溶液，加入复合基体超声分散活化，之后再加入改性木质素，升温至40
‑
50℃，以600rpm搅拌反应2
‑
3h，反应结束离心取底层沉淀干燥恒重、打散，得到高硬度水的除氯处理剂。2.根据权利要求1所述的一种用于高硬度水的除氯处理剂的制备方法，其特征在于，碱木质素、二氧六环、三乙胺、硅烷偶联剂KH
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560和2,3
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环氧丙基三甲基氯化铵的用量比为10g：50
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60mL：0.1mL：0.3
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0.6mL：0.8
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1.1g。3.根据权利要求2所述的一种用于高硬度水的除氯处理剂的制备方法，其特征在于，复合基体、改性木质素和甲醇溶液的用量比为50g：6
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10g：200
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300mL。4.根据权利要求3所述的一种用于高硬度水的除氯处理剂的制备方法，其特征在于，甲醇溶液的体积浓度为30％，超声分散的频率为33k...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锋，陶海东，范祥明，
申请(专利权)人：上海高森水处理有限公司，
类型：发明
国别省市：