一种纳米级钙基活性复合碱及其制备方法、制备装置与应用制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种纳米级钙基活性复合碱及其制备方法、制备装置与应用，该钙基活性复合碱原料按重量百分比计，包括水45％

【技术实现步骤摘要】
一种纳米级钙基活性复合碱及其制备方法、制备装置与应用


[0001]本专利技术涉及环境保护
，具体涉及一种纳米级钙基活性复合碱及其制备方法、制备装置与应用。

技术介绍

[0002]在含磷废水处理、含氟废水处理、重金属废水处理、烟气脱硫等多个环保技术方向上，以石灰为代表的碱性药剂是应用最为广泛的药剂之一。
[0003]高浓度含磷、含氟、含重金属废水，一般采用多级物化沉淀处理，即向废液中添加石灰或添加将石灰溶于水后形成的石灰乳至废液完全呈碱性，加以充分搅拌后，产生氟化钙沉淀、磷酸氢钙、金属氢氧化物等难溶物质，并通过沉淀设施予以去除。石灰或石灰乳在处理过程中主要起到的作用为调节酸碱度、提供钙离子和提供氢氧根离子。
[0004]以石灰或石灰乳作为处理药剂的多级物化沉淀具有方法简单、处理方便、费用低等优点，但存在处理后出水难达标、污泥量大、泥渣沉降缓慢、现场工况恶劣、操作工人存在较大职业健康风险等缺点，同时，常用的传统石灰药剂，如生石灰、石灰乳等均存在有效钙含量低、碱性不强等问题，且由于石灰或石灰乳容易沉降，通常在工艺处理中不得不加大搅拌力度而消耗多余能源。此外，在高浓度含磷、含氟、含重金属废水的处理过程中，pH值调整必不可少，当混凝反应速度较快，此时pH值调整有可能导致释放OH
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速度较慢，污泥中存在一定的未参与反应的药剂，加大了污泥的处理难度，也增加了不必要的药剂投入。
[0005]为了解决上述问题，开发一种结合石灰类药剂的使用简单方便且价格低廉的优势，同时又能保证出水达标、有效钙含量高、碱性较强、悬浮性能好、OH
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释放速度快，此外还能显著降低产泥量、改善现场生产工况的新型药剂成为研究的热点与难点。
[0006]复合碱别名代用碱，从提供碱度的角度来看，复合碱可替代氢氧化钠(烧碱)、工业纯碱(碳酸钠)，尤其是在污水处理中，研究和应用均认为复合碱处理效率优于氢氧化钠，且使用量更省。相对于传统的石灰药剂，复合碱具有使用更为方便、一定的减泥效果、碱性较强等优点。
[0007]专利技术专利CNCN201710791947.2公开了一种活性复合碱及其制备方法和应用，其组分包括Ca(OH)2、活性白泥、硅藻土、活性碳和饱和碱溶液。该活性复合碱可用于替代常用的水处理酸中和剂片碱、消石灰和纯碱，具有无毒、成本低、作用广泛等优点。中国专利技术专利申请CN202211358630.7公开了抑垢型复合碱的制作方法及应用，采用的原料按重量份如下，Ca(OH)
2 50
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65份、活性白泥20
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25份、硅藻土10
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15份、活性炭12
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18份、活性吸附剂3
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8份、催化剂5
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9份、阻垢剂11
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16份、污垢剥离剂13
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19份，可有效的对生活污水、工业废水等方面的酸碱进行调节、絮凝沉降、有机物去除等。中国专利技术专利申请CN201810303930.2公开了一种除废酸复合碱及其制备方法，由以下组分组成：三级石灰、三聚氰胺、硫酸亚铁、硫酸铵、腐殖酸和粉煤灰；以粉煤灰为载体，利用其多孔和比表面积大的结构特点，通过石灰改性并负载硫酸亚铁和腐殖酸制备成固体复合碱，使该复合碱具有更好的吸附作用，更好的去除水中的酸和磷能力，产生更少的污泥，具有很好的效益。
[0008]虽然上述复合碱产品体现了一定的强碱性、减泥性等优势，但是现有资料显示，复合碱产品的主要由Ca(OH)2、活性白泥、硅藻土、活性碳、饱和碱溶液等简单组合而成，或是主要由无机物质直接组合而成，上述技术路径所得复合碱产品均存在复合整体效果整体较弱、协同效应较差、应用范围较窄、易沉降、不稳定等劣势。其原材料中的对钙基物质(氢氧化钙颗粒、氧化钙颗粒)的粒径和含水率均为未做严格限定，所得产品中的钙基物质反应性能弱，形成的产品悬浮性能较差，有效钙含量偏低。此外传统的复合碱中活性白泥、硅藻土含量较高，活性白泥、硅藻土均为天然材料，其使用固然可以降低产品成本，但是在没有相对应处理措施的情况下，其产品实际效果难以保证，产品品质波动较大，复合碱产品难以标准化。

技术实现思路

[0009]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。本专利技术根据现有工艺的改进需求，结合处理工艺的实际情况，采用特定粒径的钙基物质为原材料，通过减水剂、表面活性剂、活性组分、催化剂等成分特定比例的有序添加，提供了一种纳米级钙基活性复合碱及其制备方法、制备装置与应用。
[0010]本专利技术采取的技术方案如下：
[0011]一种纳米级钙基活性复合碱，其原材料按重量百分比计，包括如下组分：
[0012][0013]在一些实施方式中，所述水优选去离子水。
[0014]在一些实施方式中，所述钙基物质为氢氧化钙粉末、氧化钙粉末的至少一种，所述钙基物质粒径小于3.2μm，优选粒径为1.8μm
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2.5μm。优选的，所述钙基物质含水率应低于1％，优选含水率为0.4％
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0.6％。优选的，所述钙基物质为氢氧化钙和氧化钙的混合物，其中，氢氧化钙、氧化钙重量比例为1:2。
[0015]在一些实施方式中，所述减水剂为木质素磺酸盐、聚羧酸、萘磺酸盐、芳香族氨基磺酸盐、磺化三聚氰胺甲醛树脂的至少一种，优选聚羧酸作为减水剂；亦可优选聚羧酸与木质素磺酸盐的组合，其重量比例优选为1.5:1。
[0016]在一些实施方式中，所述表面活性剂为离子型表面活性剂或比例为1:1的离子型表面活性剂与非离子表面活性剂的组合。所述非离子型表面活性剂优选为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚二甲基硅氧烷、双
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三甲基氯化铵中的至少一种；所述离子型表面活性剂优选为柠檬酸钠、十二烷基硫酸钠、烯丙基磺酸钠、十二烷基二甲基溴化铵中的至少一种。优选为双
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三甲基氯化铵与十二烷基二甲基溴化铵的组合，其重量比例为1:1.5
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1:1之间的任意比例值，优选为1：1。
[0017]在一些实施方式中，所述活性组分为活性白泥、硅藻土、活性碳的至少一种；优选活性白泥、硅藻土和活性碳的组合，其优选重量比例为5:3:2。
[0018]在一些实施方式中，所述催化剂为氢氧化钠和碳酸钠的组合，氢氧化钠与碳酸钠重量比例为1:1
‑
3之间的任意比例值，优选为1:2。
[0019]在一些实施方式中，所述纳米级钙基活性复合碱中所添加的减水剂、表面活性剂、活性组分、催化剂，除重量百分比应满足上述要求，还可以通过调整相互之间的重量比值达到最优组合效果，优先的减水剂重量：表面活性剂重量：活性组分重量：催化剂重量比值为1：1.3：5：2.6。
[0020]第二方面，本专利技术还提供了一种纳米级钙基活性复合碱的制备方法，包括以下步骤：
[0021](1)取含水率符合要求的钙基物质为原料，根据原料的粒度情况，进行破碎至使原料粒径均匀，得到1.8μm
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米级钙基活性复合碱，其原材料按重量百分比计，包括如下组分：2.根据权利要求1所述的纳米级钙基活性复合碱，其特征在于，所述钙基物质为氢氧化钙粉末和/或氧化钙粉末；所述钙基物质的粒径＜3.2μm。3.根据权利要求1所述的纳米级钙基活性复合碱，其特征在于，所述减水剂为木质素磺酸盐、聚羧酸、萘磺酸盐、芳香族氨基磺酸盐、磺化三聚氰胺甲醛树脂的至少一种。4.根据权利要求1所述的纳米级钙基活性复合碱，其特征在于，所述表面活性剂为离子型表面活性剂；或者比例为1:1的离子型表面活性剂与非离子表面活性剂的组合。5.根据权利要求1所述的纳米级钙基活性复合碱，其特征在于，所述活性组分为活性白泥、硅藻土、活性碳的至少一种。6.根据权利要求1所述的纳米级钙基活性复合碱，其特征在于，所述催化剂为氢氧化钠和碳酸钠的组合，所述氢氧化钠和碳酸钠的重量比为1：1～3。7.权利要求1
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6任一项所述的纳米级钙基活性复合碱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取含水率符合要求的钙基物质为原料，根据原料的粒度情况，进行破碎至使原料粒径均匀，得到1.8μm
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2.5μm钙基物质原料粉末；(2)取按配方称取钙基物质原料粉末与按配方称取的减水剂置于搅拌器中在常温下初步混匀，加入配方所要求量取的水进行消化反应，得到混合物A；(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦铁桥，欧治国，
申请(专利权)人：湖南耕石环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：