CN103055804B - 一种复合水处理剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合水处理剂，由以下重量份的组份制成：羟基磷灰石0.1-5份、天然沸石40-65份、石英1-10份、钠长石1-10份、伊利石1-10份、凹凸棒石10-40份、海泡石0.1-5份。本发明还提供了该复合水处理剂的制备方法和应用。本发明提供的复合水处理剂成本低廉、比表面积大、活性高、分散性高、处理效率高。
Description
技术领域
本发明属于水处理领域，特别涉及一种复合水处理剂，还涉及该复合水处理剂的制备方法与应用。
背景技术
当前，水污染问题已成为我国城市环境最主要问题之一。全国江河水域和湖泊普遍受到不同程度的污染，尤其是大中城市中下游河段污染更严重。城市河流是我国水环境的重要组成部分，由于人工业废水及城市生活污水的排放，城市河流污染状况相当严重，且普遍存在富营养化问题。据统计，到20世纪初期，世界上几乎已经没有一条完整的自然河流，城市河流的严重破坏与退化已被公认为一个全球性的生态环境问题。由此可见，水环境的修复成为我国环境保护的重要内容。
然而，城市污染水体的治理相当困难，治理工程量大，涉及面广。现有城市污染水体主要污染控制技术有物理法、化学法、生物法等。物理法往往治标不治本，且曝气复氧技术、底泥疏浚技术等都存在投入大的缺点，不具有规模治污的能力，且底泥疏浚中被清除的污染底泥的最终处理也是一个很棘手的问题；化学法主要是采用各种化学药剂，如加入化学药剂杀藻、加入铁盐等促进磷的沉淀(化学固磷)等，化学方法虽可使水质暂时得到改善,但会造成二次污染；生物法是一种具有良好发展前景的主体修复技术，治理费用低，环境无影响，最大限度的降解污染，但存在高效菌株的筛选、微生物的生长控制等难点，使得生物法修复技术难以推广。因此，结合城市水体的特点，着眼于对水体生态***和自净能力的修复，寻求一种成本低廉、高效的新型污水处理剂成为当前的主要课题。
发明内容
发明目的：本发明的第一目的是提供一种成本低、效率高的复合水处理剂。
本发明的第二目的是提供该复合水处理剂的制备方法。
本发明的第三目的是提供该复合水处理剂的应用。
技术方案：本发明提供的一种复合水处理剂，由以下重量份的组份制成：羟基磷灰石0.1-5份、天然沸石40-65份、石英1-10份、钠长石1-10份、伊利石1-10份、凹凸棒石10-40份、海泡石0.1-5份。
作为优选，由以下重量份的组份制成：羟基磷灰石2-4份、天然沸石45-55份、石英4-6份、钠长石4-6份、伊利石4-6份、凹凸棒石20-30份、海泡石2-4份。
作为进一步优选，由以下重量份的组份制成：羟基磷灰石3份、天然沸石50份、石英5份、钠长石5份、伊利石5份、凹凸棒石25份、海泡石2.5份。
作为进一步优选，由以下重量份的组份制成：羟基磷灰石1份、天然沸石55份、石英5份、钠长石5份、伊利石5份、凹凸棒石28份、海泡石2份。
作为另一种优选，所述复合水处理剂的粒径为0.01-10μm。
本发明还提供了一种复合水处理剂的制备方法，将羟基磷灰石、天然沸石、石英、钠长石、伊利石、凹凸棒石和海泡石混匀，250-350℃活化处理后，超细粉碎至粒径为0.01-10μm，即得。
本发明还提供了复合水处理剂在处理废水中的应用，具体为：将复合水处理剂加入废水中，恒温搅拌，沉降后过滤即得处理后水。
作为优选，复合水处理剂与废水的用量比为（0.1-20）g：1L。
作为进一步优选，搅拌温度为20-30℃，搅拌时间为0.5-2h，沉降时间为20-30min。
有益效果：本发明提供的复合水处理剂成本低廉、比表面积大、活性高、分散性高、处理效率高，其相对于现有技术具有以下突出的优点：
1.本发明复合水处理剂的原料为天然沉积物，储量丰富，来源广泛，价格低廉，运营成本低，易再生，能有效降低水处理成本；同时对环境无污染，也不会造成二次污染，制备的复合水处理剂是一种环境友好型材料。
2.本发明复合水处理剂充分利用了各组份特性，如沸石和伊利石的吸附性和离子交换性，海泡石的吸附性、离子交换性和脱色性等；同时各组分的互相配合使复合水处理剂在处理时不仅具有简单的吸附作用，同时还存在表面效应、孔道效应、结构效应、离子交换效应、结晶效应、溶解效应、水合效应以及氧化还原效应等，使各组分互相配合，协同增效，有效去除废水中的氮、磷、重金属、有机染料等，相同条件下比单一非金属矿物对污染物去除率提高30-50％，并且去除污染物速度极快，达到稳态时间短。
3.本发明复合水处理剂的制备方法中采用超细粉碎工艺，使所制备的复合水处理剂的尺寸达到纳米级，从而使该复合水处理剂具备纳米材料的通性，具有高的比表面积、高活性和高分散性。
4.本发明复合水处理剂在应用于处理废水时处理工艺简单、具有较高的化学活性和生物稳定性，应用范围广泛，处理对象多元化，可用于城市受污水体的治理，还可用于各种水处理工程项目，如河道、生活污水、土壤修复、工业废水、印染废水、造纸废水处理、电镀废水等，应用前景广阔。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
复合水处理剂，粒径为0.01-10μm，由以下重量份的组份制成：羟基磷灰石5份、天然沸石65份、石英10份、钠长石10份、伊利石10份、凹凸棒石40份、海泡石5份。
其制备方法，包括以下步骤：将羟基磷灰石、天然沸石、石英、钠长石、伊利石、凹凸棒石和海泡石混匀，350℃活化处理后，超细粉碎至粒径为0.01-10μm，即得。
实施例2
复合水处理剂，粒径为0.01-10μm，由以下重量份的组份制成：羟基磷灰石0.1份、天然沸石40份、石英1份、钠长石1份、伊利石1份、凹凸棒石10份、海泡石0.1份。
其制备方法，包括以下步骤：将羟基磷灰石、天然沸石、石英、钠长石、伊利石、凹凸棒石和海泡石混匀，250℃活化处理后，超细粉碎至粒径为0.01-10μm，即得。
实施例3
复合水处理剂，粒径为0.01-10μm，由以下重量份的组份制成：羟基磷灰石2份、天然沸石45份、石英4份、钠长石6份、伊利石6份、凹凸棒石30份、海泡石4份。
其制备方法，包括以下步骤：将羟基磷灰石、天然沸石、石英、钠长石、伊利石、凹凸棒石和海泡石混匀，300℃活化处理后，超细粉碎至粒径为0.01-10μm，即得。
实施例4
复合水处理剂，粒径为0.01-10μm，由以下重量份的组份制成：羟基磷灰石2份、天然沸石55份、石英6份、钠长石4份、伊利石4份、凹凸棒石20份、海泡石2份。
其制备方法，包括以下步骤：将羟基磷灰石、天然沸石、石英、钠长石、伊利石、凹凸棒石和海泡石混匀，300℃活化处理后，超细粉碎至粒径为0.01-10μm，即得。
实施例5
复合水处理剂，粒径为0.01-10μm，由以下重量份的组份制成：羟基磷灰石3份、天然沸石50份、石英5份、钠长石5份、伊利石5份、凹凸棒石25份、海泡石2.5份。
其制备方法，包括以下步骤：将羟基磷灰石、天然沸石、石英、钠长石、伊利石、凹凸棒石和海泡石混匀，300℃活化处理后，超细粉碎至粒径为0.01-10μm，即得。
实施例6
复合水处理剂，粒径为0.01-10μm，由以下重量份的组份制成：羟基磷灰石1份、天然沸石55份、石英5份、钠长石5份、伊利石5份、凹凸棒石28份、海泡石2份。
其制备方法，包括以下步骤：将羟基磷灰石、天然沸石、石英、钠长石、伊利石、凹凸棒石和海泡石混匀，300℃活化处理后，超细粉碎至粒径为0.01-10μm，即得。
实施例7
将实施例1至6制得的复合水处理剂处理废水，包括以下步骤：将复合水处理剂加入废水中，140r/min恒温搅拌，沉降后0.45μm滤膜过滤即得处理后水。
按照国标方法测定处理前后溶液中的污染物浓度，计算去除率，并在同等试验条件下进行单一的非金属矿的对照试验，检测方法如下：
TN:GB11894-89
TP:GB11893-89
BOD5:GB7488-87
COD:GB11914-89
Cd2+Pb2+Zn2+Cu2+：GB7475-87
Cr6+:GB7467-87,
Hg：GB7468-87
浊度:GB13200-91
色度:GB11903-89
处理条件见表1，处理效果见表2。
表1实施例1至6制得的复合水处理剂处理废水条件
表2实施例1至6制得的复合水处理剂处理废水效果
由表1和表2可以看出，本发明复合水处理剂对废水中的各种污染物的处理效果比沸石大大提高。
Claims (8)
1.一种复合水处理剂，其特征在于：由以下重量份的组份制成：羟基磷灰石0.1-5份、天然沸石40-65份、石英1-10份、钠长石1-10份、伊利石1-10份、凹凸棒石10-40份、海泡石0.1-5份；所述复合水处理剂的粒径为0.01-10μm。
2.根据权利要求1所述的一种复合水处理剂，其特征在于：由以下重量份的组份制成：羟基磷灰石2-4份、天然沸石45-55份、石英4-6份、钠长石4-6份、伊利石4-6份、凹凸棒石20-30份、海泡石2-4份。
3.根据权利要求1所述的一种复合水处理剂，其特征在于：由以下重量份的组份制成：羟基磷灰石3份、天然沸石50份、石英5份、钠长石5份、伊利石5份、凹凸棒石25份、海泡石2.5份。
4.根据权利要求1所述的一种复合水处理剂，其特征在于：由以下重量份的组份制成：羟基磷灰石1份、天然沸石55份、石英5份、钠长石5份、伊利石5份、凹凸棒石28份、海泡石2份。
5.一种权利要求1至4任一项所述的复合水处理剂的制备方法，其特征在于：将羟基磷灰石、天然沸石、石英、钠长石、伊利石、凹凸棒石和海泡石混匀，250-350℃活化处理后，超细粉碎至粒径为0.01-10μm，即得。
6.权利要求1至4任一项所述的复合水处理剂在处理废水中的应用，其特征在于：将复合水处理剂加入废水中，恒温搅拌，沉降后过滤即得处理后水。
7.权利要求6所述的应用，其特征在于：复合水处理剂与废水的用量比为(0.1-20)g：1L。
8.权利要求6所述的应用，其特征在于：搅拌温度为20-30℃，搅拌时间为0.5-2h，沉降时间为20-30min。
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