CN103754975B

CN103754975B - 一种水净化剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103754975B
Application number: CN201410012925.8A
Authority: CN
Inventors: 李存昌; 陶普华; 李凯文
Original assignee: QINGDAO CHUANSHAN INTERNATIONAL INVESTMENT AND DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: QINGDAO CHUANSHAN NEW MATERIALS CO., LTD.
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2034-01-10
Also published as: CN103754975A

Abstract

本发明涉及一种水净化剂及其制备方法。所述水净化剂，按质量分数含有：硅藻土粉、沸石粉、麦饭石粉、电气石粉、海泡石粉、平均粒径在80-160μm的无机絮凝剂，重均分子量40万-80万的阳离子表面活性剂。本发明的水净化剂可以在较短的时间、较少的用量下获得较好的处理效果，是用于处理家庭和团体单位生活饮用水与工业用水器械的理想选择材料。

Description

一种水净化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及净化剂及其制备方法，尤其涉及一种用于水处理的净化剂及其制备方法。

背景技术

随着现代城市化和工业化进程的加快，人类赖以生存的河流及水源的污染越来越严重，水体出现季节性或终年发黑发臭。据报道，我国经流城市的河段普遍受到不同程度的污染，如上海的苏州河、苏州的外城河、南京的秦淮河、广东的珠江、北京的永定河等以及无数的排水沟、池塘、海滨或河滨湿地、公园湿地等等都受到严重的污染，有的地方甚至威胁到人类饮用水源、水库等。水质的污染严重威胁到居民的生活质量和健康，限制了城市自身的发展，破坏了城市的美好形象。因此，对污水的治理对于提高人们生活质量，保证身体健康起着至关重要的作用。

目前，对污水的净化有物理处理法、化学处理法、物理化学法和生物处理法。物理处理法是通过物理作用，以分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态污染物质（包括油膜和油珠），常用的有重力分离法、离心分离法、过滤法等。化学处理法是向污水中投加某种化学物质，利用化学反应来分离、回收污水中的污染物质，常用的有化学沉淀法、聚凝法、中和法、氧化还原（包括电解）法等。物理化学法是利用物理化学作用去除废水中的污染物质，主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法等。生物处理法是通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机性污染物质转化为稳定、无害的物质，可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。

污水处理中的物理法操作方便，但是处理效果一般，不能深度去除污水中的有毒有害物质；生物处理法的处理周期很长，而有的方法甚至会存在生态风险或对环境造成二次污染；化学处理法则既可以深度去除污水中的有毒有害物质，而且处理周期相对于生物处理法短很多，因此是目前使用较为广泛的一种污水处理方法。但是化学处理方法中的处理剂对于污水的处理效果起着重要的作用。

如CN101607750A公开了一种污水净化剂，所述的污水净化剂中各组分的重量配比为：三氧化二铝粉10％～20％、高含量硅石粉10％～15％、硅藻土15％～25％、硅藻土培育基30％～40％、医用石膏粉5％～15％、石英石粉5％～15％。所述的污水净化剂中各组分的重量配比为：三氧化二铝粉10％～20％、高含量硅石粉10％～15％、硅藻土15％～25％、硅藻土培育基30％～40％、医用石膏粉5％～15％、石英石粉5％～15％。CN103269983A公开了一种洗衣漂洗水的净化剂组合物，所述组合物包含：a.30-70重量%的选自铝盐和铁盐的电解质絮凝剂；b.0.5-5重量%的中性和/或阴离子改性的聚合物凝聚剂(MW>100kD)；c.15-35重量%的无机填料，其密度为至少1.5kg/dm³；和d.20-40重量%的季铵阳离子表面活性剂和/或季铵化合物的聚合物的溶液。

净化剂在水处理中可以缩短处理时间，提高处理的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在处理时间较短、用量较少的情况下获得较好处理效果的水净化剂。

本发明配制的水净化剂比表面大而且均匀，对水中有害物质的吸附分解效果好。所材料均采用天然材料制成无污染，材料易得，价格低廉，性价比高。将回收的废料经200-300℃的高温处理后可以二次利用，同时也是养花等种植业的增氧调湿剂和家养宠物撲圈除味的理想选择材料，避免造成二次污染。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种水净化剂，按质量分数含有：320-360目硅藻土粉25-55%，例如为26%、28%、33%、36%、42%、50%、54%等，360-400目沸石粉8-24%，例如为10%、14%、17%、21%、23%等，360-400目麦饭石粉18-34%，例如为19%、21%、23%、26%、32%等，1000目以上电气石粉2-4%，例如为2.2%、2.8%、3.5%、3.8%等，360-400目海泡石粉6-10%，例如为7%、8.5%、9%、9.6%等，平均粒径在80-160μm的无机絮凝剂3-7%，例如为3.5%、4%、5.2%、6%、6.6%等，重均分子量40万-80万的阳离子表面活性剂4-8%，例如为4.5%、5%、6%、7%等，上述各组分含量之和为100%。

作为优选技术方案，本发明所述的水净化剂，按质量分数含有：320-360目硅藻土粉30-45%，360-400目沸石粉10-20%，360-400目麦饭石粉20-30%，1000目以上电气石粉2-4%，360-400目海泡石粉6-10%，平均粒径在80-160μm的无机絮凝剂4-7%，重均分子量40万-80万的阳离子表面活性剂5-8%，上述各组分含量之和为100%。

硅藻土

硅藻是一种单细胞藻类，形体非常小，只有几微米到几十微米。硅藻能进行光合作用，不仅可以当做水生生物的食物，也可以为需氧动物提供氧气。硅藻的遗骸沉积到水底，经过亿万年的累积和地质变迁成为硅藻土,因硅藻土无毒无味早些年灾荒时被世人食之可用来充饥，所以又被世人称之为“观音土”。

硅藻土主要成分是非晶质SiO₂,具有较好的化学稳定性和热稳定性，除氢氟酸以外，硅藻壳体不溶于硫酸等其他强酸，是一种惰性非金属矿物质，也是一种天然的环保功能性纳米级微孔材料。因为其孔隙度高、比表面积大，吸附性强、质轻、坚固、隔音、隔热、耐磨、耐酸和热传导性低等多种特性，可用作环境治理、耐火、绝热、填充、磨光、助滤剂、土壤改良剂、无害杀虫剂等材料。应用领域非常广泛，包括食品工业，建材、交通、酿造、食品、水处理、化工、橡胶、医药、冶金、农业等行业。

沸石粉

沸石是火山熔岩形成的一种架状结构的铝硅酸盐矿物。它含有水产动物生长发育所需的全部常量元素和大部分微量元素。这些元素都以离子状态存在，能被水产动物所利用。此外沸石还具有独特的吸附性、催化性、离子交换性，离子的选择性、耐酸性、热稳定性、多成份性及很高的生物活性和抗毒性等。沸石孔穴和通道中的阳离子还有较强的选择性离子交换性能。可将对动物有害的重金属离子和氰化物除掉，使有益的金属离子被释放出来。

沸石是当今世界广为注目的新兴的矿物原料，已被国内外，特别是世界先进发达国家广泛应用于工农业各个领域，被誉为“工业味精”。沸石粉是天然的沸石岩磨细而成，颜色为白色。可去除水中氨氮95%，净化水质，缓解转水现象。沸石粉被广泛地应用于化工、轻工、建材、农牧渔、医药、环保及国防工业等。特级品沸石主要用于高科技尖端科学领域。

海泡石粉

海泡石具有大的比表面积，较大的离子交换能力，因而在化学催化领域、废水、废气的处理等方面的应用日益广泛。呈纤维状存在的海泡石，具有极大的潜在比表面积，具有很大的吸附能力。

海泡石拥有包括贯穿整个结构的沸石水通道和孔洞以及大的表面积，理论上具有大量孔径为0.36nm－1.06nm的管状孔道及部分中孔和少量大孔结构。海泡石有高达900m²/g的理论表面积，在通道和孔洞中可以吸附大量的水或极性物质，包括低极性物质。因此，海泡石具有很强的吸附能力。

海泡石粉在工、农业生产中有广泛的用途，在地热钻井和深海石油钻井中作为配制泥浆的优良原料；在石油和油脂工业中用作油脂吸附剂、脱色剂和净化剂；在医药工业中用作离子交换剂、净化剂和发壳剂以及葡萄糖工业的发酵剂，在酿酒工业中作为澄清剂；陶瓷工业中可作为玻璃珐琅的原料和陶瓷泥浆的粘合剂等等.

电气石粉

优质的电气石是一种宝石级矿物，俗称碧玺。在国际宝石市场上同海兰宝石、兰宝石、紫牙乌等同属中上档次宝石，身价仅次于祖母绿。电气石也是一种工业矿物，是一种难得的保健、环境、声电、电磁等多功能材料。电气石化学成分复杂，是以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物。电气石具有压电性、热电性、编光性、多色性及较高的硬度。主要的功能表现在：①永久存在类似磁铁磁极的自然电极；②发射远红外线；③在空气中产生空气负离子；④与水作用能产生负氧离子；⑤含有多种有益健康的微量元素。

基于电气石的上述性能，被公认为一种功能性环保材料。

电气石可用于化妆品，纺织品领域，发射远红外线改善人体血液循环。还具有促进植物发育生长作用。与水作用能产生负离子，可增强饮用水的活性，降低水分子的缔合度，用于水的净化处理，提高水的溶解能力，环境治理方面，对空气粉尘的吸附和有害气体的吸附降解，可以在空气中产生空气负离子。电气石粉具有消除室内空气污染和有益人体健康功能，电气石还可用于住宅室内装修材料和室内用品，由于电气石不断释放负离子，能起到改善室内空气质量的效果。用于电磁辐身源，可以减少电磁波的辐射等等。总之，电气石是被发现的新型环境保护材料，具有广泛的应用前景。

麦饭石粉

麦饭石是一种对生物无毒、无害并具有一定生物活性的复合矿物或药用岩石。麦饭石具有矿化净化水质，增加水的生物活性，改善机体生理功能和双向调节水的酸碱平衡等特性。

麦饭石在浸泡时向水中缓慢地释放出麦饭石中含有的多种人体所需的微量元素，并能够吸附一定的有害物质。

长期饮用由麦饭石浸泡的水，可促进循环，延年益寿、强壮骨骼，促进发育，止血消肿。

麦饭石广泛地用于民用、工业水处理、医疗卫生、食品保健、酿酒、除臭剂、农作物和花卉栽培、家禽养殖及水产养殖等行业。

优选地，所述的硅藻土粉、沸石粉、麦饭石粉、电气石粉、海泡石粉均为一级。

本发明使用廉价、来源广泛的原料组合作为污水处理剂取得了出乎预料的水处理效果。在用量为1-5g/L的用量下，3h后常见重金属的脱除率即可达到90%以上，三氯甲烷、四氯甲烷、氟化物的脱除率达到90%以上。可见本发明的水净化剂成本低廉且高效。

作为优选技术方案，本发明所述的水净化剂，所述的无机絮凝剂为聚合硫酸铁和/或硫酸铝，优选为聚合硫酸铁和硫酸铝以1:0.5-3，例如为1:0.8、1:1.1、1:1.5、1:2.1、1:2.5、1:2.8等的比例混合。

作为优选技术方案，本发明所述的水净化剂，所述阳离子表面活性剂为聚丙烯酰胺和/和十六烷基溴化吡啶的混合物，优选聚丙烯酰胺和十六烷基溴化吡啶以质量比1:0.5-3，例如为1:0.8、1:1.1、1:1.5、1:2.1、1:2.5、1:2.8等的比例混合。

本发明的目的之一还在于提供所述净化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将硅藻土粉、沸石粉、麦饭石粉、海泡石粉、无机絮凝剂，阳离子表面活性剂混合，充分搅拌，得混合粉体；

2)将步骤1)所得混合粉体添加15-30%的清水搅拌后用圆盘造粒机造粒；

3)烘干步骤2)造粒后所得混合物；

4)烧制步骤3)所得混合物即得所述净化剂。

作为优选技术方案，本发明所述的制备方法，步骤2)中所述造粒的直径为1.2-1.6mm的圆形颗粒。

作为优选技术方案，本发明所述的制备方法，步骤3)中烘干的温度为低于100℃，例如为45℃、50℃、60℃、70℃、85℃、90℃等，烘干的时间为30min以上，例如为40min、60min、80min、100min等。

优选地，步骤3)中烘干的温度为80-95℃，烘干的时间为1-2h。

作为优选技术方案，本发明所述的制备方法，步骤3)中烧制的温度为高于500℃，例如为550℃、600℃、650℃、710℃、780℃、900℃等，烧制的时间为1h以上，例如为1.5、2.1、2.6、3、6等。

优选地，步骤3)中烧制的温度为500-700℃，烧制的时间为1-2h。

本发明的提供的水净化剂组分简单、成本低廉，在较小的用量、较短的时间下达到了对无机重金属离子及有机污染物的良好的脱除效果。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

一种水净化剂，按质量分数含有：320-360目一级硅藻土粉54%，360-400目一级沸石粉8%，360-400目一级麦饭石粉18%，1000目以上一级电气石粉4%，360-400目一级海泡石粉9%，平均粒径在80-160μm的无机絮凝剂3%，重均分子量40万-80万的阳离子表面活性剂4%。

使用本发明的方法制备水净化剂。

实施例2

一种水净化剂，按质量分数含有：320-360目硅藻土粉25%，360-400目沸石粉22%，360-400目麦饭石粉30%，1000目以上一级电气石粉2%，360-400目海泡石粉6%，平均粒径在80-160μm的无机絮凝剂7%，重均分子量40万-80万的阳离子表面活性剂8%。

使用本发明的方法制备水净化剂。

实施例3

一种水净化剂，按质量分数含有：320-360目硅藻土粉33%，360-400目沸石粉15%，360-400目麦饭石粉30%，1000目以上一级电气石粉3%，360-400目海泡石粉7%，平均粒径在80-160μm的无机絮凝剂6%，重均分子量40万-80万的阳离子表面活性剂6%。

使用本发明的方法制备水净化剂。

实施例4

一种水净化剂，按质量分数含有：320-360目一级硅藻土粉40%，360-400目一级沸石粉20%，360-400目一级麦饭石粉25%，1000目以上一级电气石粉 3%，360-400目一级海泡石粉8%，平均粒径在80-160μm的无机絮凝剂7%，重均分子量40万-80万的阳离子表面活性剂7%。

使用本发明的方法制备水净化剂。

取生活用水或工厂污水，按1-5g/L的加入量加入本发明制得的水净化剂，在加入净化剂前，及加入1-4h后测试污水中的常见重金属及有机物的含量，经计算得到加入本发明的水净化剂1h后的的重金属及有机物的脱除率达到65%以上，加入本发明的水净化剂2h后的的重金属及有机物的脱除率达到80%以上，加入本发明的水净化剂3h后的的重金属及有机物的脱除率达到90%以上，加入本发明的水净化剂4h后的的重金属及有机物的脱除率达到95%以上。可见本发明制得的水处理剂具有很高的脱除效率。

申请人声明，所属技术领域的技术人员在上述实施例的基础上，将上述实施例某组分的具体含量点值，与发明内容部分的技术方案相组合，从而产生的新的数值范围，也是本发明的记载范围之一，本申请为使说明书简明，不再罗列这些数值范围。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的制作工艺，但本发明并不局限于上述制作步骤，即不意味着本发明必须依赖上述制作步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种水净化剂，其特征在于，按质量分数含有：320-360目硅藻土粉25-55％，360-400目沸石粉8-24％，360-400目麦饭石粉18-34％，1000目以上电气石粉2-4％，360-400目海泡石粉6-10％，平均粒径在80-160μm的无机絮凝剂3-7％，重均分子量40万-80万的阳离子表面活性剂4-8％，上述各组分含量之和为100％；所述阳离子表面活性剂为十六烷基溴化吡啶，或聚丙烯酰胺和十六烷基溴化吡啶的混合物。

2.如权利要求1所述的水净化剂，其特征在于，按质量分数含有：320-360目硅藻土粉30-45％，360-400目沸石粉10-20％，360-400目麦饭石粉20-30％，1000目以上电气石粉2-4％，360-400目海泡石粉6-10％，平均粒径在80-160μm的无机絮凝剂4-7％，重均分子量40万-80万的阳离子表面活性剂5-8％，上述各组分含量之和为100％。

3.如权利要求1或2所述的水净化剂，其特征在于，所述的硅藻土粉、沸石粉、麦饭石粉、电气石粉、海泡石粉均为一级。

4.如权利要求1或2所述的水净化剂，其特征在于，所述的无机絮凝剂为聚合硫酸铁和/或硫酸铝。

5.如权利要求4所述的水净化剂，其特征在于，所述的无机絮凝剂为聚合硫酸铁和硫酸铝以1:0.5-3的比例混合。

6.如权利要求1或2所述的水净化剂，其特征在于，所述阳离子表面活性剂为聚丙烯酰胺和十六烷基溴化吡啶以质量比1:0.5-3的比例混合。

7.一种权利要求1-6任一项所述净化剂的制备方法，包括如下步骤：

2)将步骤1)所得混合粉体添加15-30％的清水搅拌后用圆盘造粒机造粒；

3)烘干步骤2)造粒后所得混合物；

4)烧制步骤3)所得混合物即得所述净化剂。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述造粒的直径为1.2-1.6mm的圆形颗粒。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中烘干的温度为低于100℃，烘干的时间为30min以上。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述烘干的温度为80-95℃，烘干的时间为1-2h。

11.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中烧制的温度为高于500℃，烧制的时间为1h以上。

12.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中烧制的温度为550-700℃，烧制的时间为1-2h。