CN110354824A - 一种用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，属于污水处理技术领域，该吸附剂的原料按重量份包括如下组分：磺化煤15‑21份、沸石分子筛40‑60份、麦饭石粉15‑25份、石斛叶10‑21份、氢氧化钠18‑25份、纳米四氧化三铁14‑18份、羟甲基淀粉15‑18份、聚合氯化铝3‑5份、竹炭粉13‑15份、聚丙烯酰胺3‑5份、活性炭5‑8份；本发明制备的用于浸润剂废水吸附处理的吸附剂，工艺制作简单，原材料成本低，原材料来源广泛，该吸附剂含有多种活性基团，可以与污染物发生络合、螯合、吸附、交换等反应，从而可以把水质中的油脂、COD、重金属离子以及SS去除，使得废水达标排放，经济效益显著。

Description

一种用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂
技术领域
本发明涉及污水处理领域，特别是涉及一种用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂。
背景技术
玻璃纤维池窑拉丝过程，需对玻璃纤维涂覆浸润剂，该浸润剂起着集束、粘合及改善原纱纺织性能的作用，由于在拉丝过程拉丝机头在高速运转，有大量的不同配方浸润剂被离心甩出进入废水池，同时清洁拉丝设备的废水也一起共同进入废水池中，形成大量的浸润剂废剂。浸润剂为乳化液，当它流入废水池与其他废水混合后，浓度虽有所降低，但仍然呈乳化状。
浸润剂废水是一种有机废水，其性质与所含浸润剂种类有关；通常，浸润剂可分为淀粉型、增强型和石蜡型等几类，这几类浸润剂的化学成分相差很大，即使是同一类浸润剂，由于产品的用途不同，化学组成的配方也有很大的差别。浸润剂废水结构复杂，品种繁多，化学稳定性高而生物可降解性低，从而成为重要的环境污染物。
对于浸润剂废水，现有的方法多采用过滤、吸附分离法进行处理，但是由于此类废水的成分较为复杂，即使经过滤吸附后，处理液的各项指标仍无法满足现有的环保标准，且处理流程较为复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，以解决上述现有技术存在的问题，使处理液的各项指标满足现有的环保标准，简化处理流程。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，所述吸附剂的原料按重量份包括如下组分：
磺化煤15-21份、沸石分子筛40-60份、麦饭石粉15-25份、石斛叶10-21份、氢氧化钠18-25份、纳米四氧化三铁14-18份、羟甲基淀粉15-18份、聚合氯化铝3-5份、竹炭粉13-15份、聚丙烯酰胺3-5份、活性炭5-8份。
作为本发明进一步改进，所述磺化煤的粒径为0.8-1.1mm。
作为本发明进一步改进，麦饭石粉的粒径为130-140目，且所述麦饭石粉中二氧化硅含量≥60％。
作为本发明进一步改进，所述聚合氯化铝中氧化铝的含量≥30％。
作为本发明进一步改进，所述竹炭粉的粒径为0.7-0.8mm。
作为本发明进一步改进，所述羟甲基淀粉中有效物质含量≥95％。
作为本发明进一步改进，所述聚丙烯酰胺为两性离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺中的一种或两种组成的混合物。
作为本发明进一步改进，所述活性炭为椰壳或果壳为原料制成，粒径0.4～3mm，强度≥90％，碘吸附值≥1000mg/g，比表面积650-1470m2/g。
作为本发明进一步改进，所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将羟甲基淀粉、磺化煤与沸石分子筛混合，然后将混合物在30-35℃环境下搅拌1.5-3h；
(2)向步骤(1)所得的混合物中加入纳米四氧化三铁，搅拌20-30min，再依次加入麦饭石粉、石斛叶、氢氧化钠、聚合氯化铝、竹炭粉、活性炭和聚丙烯酰胺，每种加入后搅拌3-5min，混合均匀；
(3)在惰性气体氛围下，将步骤(2)所得的混合物以5-15℃/min的升温速率升温至300-400℃，保温4-5h，即得。
作为本发明进一步改进，所述升温速率为10℃/min。
本发明公开了以下技术效果：
本发明制备的用于浸润剂废水吸附处理的吸附剂，工艺制作简单，原材料成本低，原材料来源广泛，该吸附剂含有多种活性基团，可以与污染物发生络合、螯合、吸附、交换等反应，从而可以把水质中的油脂、COD、重金属离子以及SS去除，使得废水达标排放，经济效益显著。
本发明中用于制备吸附剂的各原料组分无毒无害，而且具含有大量的活性基团，如磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)、羟基(-OH)、氨基(-NH2)等活性基团，这些原料混合后，碱性环境可以通过破乳破坏其稳定状态，在水中呈微粒悬浊液，不仅能够相互配合与废水中重金属离子发生络合、离子交换等反应，从而稳定地吸附重金属离子，提高吸附稳定性，形成不溶于水的沉淀物质，还能够与废水中的有机化合物如油脂等发生亲和、吸附而形成氢键等，从而同时吸附重金属离子和有机化合物等有害物质。
纳米四氧化三铁本身就具有吸附重金属离子的功能，本发明将纳米四氧化三铁与石斛叶、竹炭粉等混合后，能够在纳米四氧化三铁表面引入含氮含氧活性基团，这些活性基团能够与重金属离子发生络合等反应，实现了通过纳米四氧化三铁自身的吸附作用结合表面活性基团与重金属离子之间的络合作用，共同吸附废水中的油脂等有机物和SS，进而大大地提高了纳米四氧化三铁的吸附作用，发挥了各原料组分之间的相互协同、相互配合作用。
由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用，聚合氯化铝相对分子质量较大、电荷较高，能够对废水中胶体和颗粒物实现高度电中和及桥联作用，从而强力去除废水中重金属、胶体以及放射性有毒害物质等；聚丙烯酰胺的酰胺基可与许多物质亲和、吸附而形成氢键，同时聚丙烯酰胺在被吸附的粒子间形成“桥联”，生成絮团，有利于微粒下沉；麦饭石粉和竹炭粉因其自身特有的疏松多孔结构，具有较高的比表面积和表面活性，能够增大与废水的接触面积，因而具有独特的吸附、筛分、交换阴阳离子以及催化性能，能够吸附废水中的有机化合物和重金属离子等有害物质。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例中提供的用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，所述吸附剂的原料按重量份包括如下组分：
磺化煤15-21份、沸石分子筛40-60份、麦饭石粉15-25份、石斛叶10-21份、氢氧化钠18-25份、纳米四氧化三铁14-18份、羟甲基淀粉15-18份、聚合氯化铝3-5份、竹炭粉13-15份、聚丙烯酰胺3-5份、活性炭5-8份。
在本实施例中，所述磺化煤的粒径为0.8-1.1mm。
在本实施例中，麦饭石粉的粒径为130-140目，且所述麦饭石粉中二氧化硅含量≥60％。
在本实施例中，所述聚合氯化铝中氧化铝的含量≥30％。
在本实施例中，所述竹炭粉的粒径为0.7-0.8mm。
在本实施例中，所述羟甲基淀粉中有效物质含量≥95％。
在本实施例中，所述聚丙烯酰胺为两性离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺中的一种或两种组成的混合物。
在本实施例中，所述活性炭为椰壳或果壳为原料制成，粒径0.4～3mm，强度≥90％，碘吸附值≥1000mg/g，比表面积650-1470m2/g。
在本实施例中，所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将羟甲基淀粉、磺化煤与沸石分子筛混合，然后将混合物在30-35℃环境下搅拌1.5-3h；
(2)向步骤(1)所得的混合物中加入纳米四氧化三铁，搅拌20-30min，再依次加入麦饭石粉、石斛叶、氢氧化钠、聚合氯化铝、竹炭粉、活性炭和聚丙烯酰胺，每种加入后搅拌3-5min，混合均匀；
(3)在惰性气体氛围下，将步骤(2)所得的混合物以5-15℃/min的升温速率升温至300-400℃，保温4-5h，即得。
在本实施例中，采用的沸石分子筛具有高岭土和氧化铝为主的硅铝载体，具有较大的比表面积和孔体积，这种多孔结构的材料具有较强的吸附性能和离子交换能力。
在本实施例中，所述升温速率为10℃/min。大量实践证明，以10℃/min的升温速度升温制得的吸附剂比表面积、总孔体积较好，如果升温速度过快，得到的吸附剂裂纹现象严重，内部微孔不能最大限度的膨胀扩大，产生的微孔数量较少，膨大后的孔隙结构不够均匀；升温速度过慢影响生产率，增加生产费用。升温至300-400℃保温4-5h可得到理想的吸附剂，如果温度过高保温时间太长，吸附剂的产率降低，灰分含量上升，随着裂解温度的升高，吸附剂的官能团总量逐渐减少；如果温度过低保温时间太短，得到的吸附剂比表面积、总孔体积和微孔孔容较小，达不到理想的使用效果。
实施例1
一种用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，所述吸附剂的原料按重量份包括如下组分：
磺化煤19份、沸石分子筛50份、麦饭石粉22份、石斛叶18份、氢氧化钠22份、纳米四氧化三铁16份、羟甲基淀粉16份、聚合氯化铝4份、竹炭粉14份、聚丙烯酰胺4份、活性炭6份。
所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将羟甲基淀粉、磺化煤与沸石分子筛混合，然后将混合物在33℃环境下搅拌2.5h；
(2)向步骤(1)所得的混合物中加入纳米四氧化三铁，搅拌25min，再依次加入麦饭石粉、石斛叶、氢氧化钠、聚合氯化铝、竹炭粉、活性炭和聚丙烯酰胺，每种加入后搅拌4min，混合均匀；
(3)在惰性气体氛围下，将步骤(2)所得的混合物以10℃/min的升温速率升温至350℃，保温5h，即得。
实施例2
一种用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，所述吸附剂的原料按重量份包括如下组分：
磺化煤15份、沸石分子筛60份、麦饭石粉15份、石斛叶21份、氢氧化钠18份、纳米四氧化三铁18份、羟甲基淀粉15份、聚合氯化铝5份、竹炭粉13份、聚丙烯酰胺5份、活性炭5份。
所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将羟甲基淀粉、磺化煤与沸石分子筛混合，然后将混合物在35℃环境下搅拌1.5h；
(2)向步骤(1)所得的混合物中加入纳米四氧化三铁，搅拌30min，再依次加入麦饭石粉、石斛叶、氢氧化钠、聚合氯化铝、竹炭粉、活性炭和聚丙烯酰胺，每种加入后搅拌3min，混合均匀；
(3)在惰性气体氛围下，将步骤(2)所得的混合物以10℃/min的升温速率升温至400℃，保温4h，即得。
实施例3
一种用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，所述吸附剂的原料按重量份包括如下组分：
磺化煤21份、沸石分子筛40份、麦饭石粉25份、石斛叶10份、氢氧化钠25份、纳米四氧化三铁14份、羟甲基淀粉18份、聚合氯化铝3份、竹炭粉15份、聚丙烯酰胺3份、活性炭8份。
所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将羟甲基淀粉、磺化煤与沸石分子筛混合，然后将混合物在30℃环境下搅拌3h；
(2)向步骤(1)所得的混合物中加入纳米四氧化三铁，搅拌20min，再依次加入麦饭石粉、石斛叶、氢氧化钠、聚合氯化铝、竹炭粉、活性炭和聚丙烯酰胺，每种加入后搅拌5min，混合均匀；
(3)在惰性气体氛围下，将步骤(2)所得的混合物以10℃/min的升温速率升温至300℃，保温5h，即得。
实施例4
一种用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，所述吸附剂的原料按重量份包括如下组分：
磺化煤19份、沸石分子筛50份、麦饭石粉22份、石斛叶18份、氢氧化钠22份、纳米四氧化三铁16份、羟甲基淀粉16份、聚合氯化铝4份、竹炭粉14份、聚丙烯酰胺4份、活性炭6份。
所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将羟甲基淀粉、磺化煤与沸石分子筛混合，然后将混合物在33℃环境下搅拌2.5h；
(2)向步骤(1)所得的混合物中加入纳米四氧化三铁，搅拌25min，再依次加入麦饭石粉、石斛叶、氢氧化钠、聚合氯化铝、竹炭粉、活性炭和聚丙烯酰胺，每种加入后搅拌4min，混合均匀；
(3)在惰性气体氛围下，将步骤(2)所得的混合物以15℃/min的升温速率升温至350℃，保温5h，即得。
实施例5
一种用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，所述吸附剂的原料按重量份包括如下组分：
磺化煤19份、沸石分子筛50份、麦饭石粉22份、石斛叶18份、氢氧化钠22份、纳米四氧化三铁16份、羟甲基淀粉16份、聚合氯化铝4份、竹炭粉14份、聚丙烯酰胺4份、活性炭6份。
所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将羟甲基淀粉、磺化煤与沸石分子筛混合，然后将混合物在33℃环境下搅拌2.5h；
(2)向步骤(1)所得的混合物中加入纳米四氧化三铁，搅拌25min，再依次加入麦饭石粉、石斛叶、氢氧化钠、聚合氯化铝、竹炭粉、活性炭和聚丙烯酰胺，每种加入后搅拌4min，混合均匀；
(3)在惰性气体氛围下，将步骤(2)所得的混合物以5℃/min的升温速率升温至350℃，保温5h，即得。
采用实施例1至实施例5制得的吸附剂对模拟含浸润剂废水进行吸附处理：
处理方法为：将吸附剂放入到调试好的模拟含浸润剂废水中，吸附剂与废水的比例为4g：1L；调节废水的pH值为8.0-9.0，在温度360℃，压力22Mpa，220-250rpm转速下吸附处理至少4小时。
对吸附处理前和吸附处理后的含浸润剂废水中各污染物指标进行测试，结果见下表1：
表1
由上表可知，采用本发明制得的吸附剂对于含浸润剂废水中的油脂、COD、重金属和SS悬浮物均能够达到较好的吸附去除效果，适用于对含浸润剂废水进行吸附处理。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂的原料按重量份包括如下组分：
磺化煤15-21份、沸石分子筛40-60份、麦饭石粉15-25份、石斛叶10-21份、氢氧化钠18-25份、纳米四氧化三铁14-18份、羟甲基淀粉15-18份、聚合氯化铝3-5份、竹炭粉13-15份、聚丙烯酰胺3-5份、活性炭5-8份。
2.根据权利要求1所述的用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，其特征在于，所述磺化煤的粒径为0.8-1.1mm。
3.根据权利要求1所述的用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，其特征在于，麦饭石粉的粒径为130-140目，且所述麦饭石粉中二氧化硅含量≥60％。
4.根据权利要求1所述的用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，其特征在于，所述聚合氯化铝中氧化铝的含量≥30％。
5.根据权利要求1所述的用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，其特征在于，所述竹炭粉的粒径为0.7-0.8mm。
6.根据权利要求1所述的用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，其特征在于，所述羟甲基淀粉中有效物质含量≥95％。
7.根据权利要求1所述的用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，其特征在于，所述聚丙烯酰胺为两性离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺中的一种或两种组成的混合物。
8.根据权利要求1所述的用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，其特征在于，所述活性炭为椰壳或果壳为原料制成，粒径0.4～3mm，强度≥90％，碘吸附值≥1000mg/g，比表面积650-1470m2/g。
9.根据权利要求1所述的用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将羟甲基淀粉、磺化煤与沸石分子筛混合，然后将混合物在30-35℃环境下搅拌1.5-3h；
(2)向步骤(1)所得的混合物中加入纳米四氧化三铁，搅拌20-30min，再依次加入麦饭石粉、石斛叶、氢氧化钠、聚合氯化铝、竹炭粉、活性炭和聚丙烯酰胺，每种加入后搅拌3-5min，混合均匀；
(3)在惰性气体氛围下，将步骤(2)所得的混合物以5-15℃/min的升温速率升温至300-400℃，保温4-5h，即得。
10.根据权利要求9所述的用于含浸润剂废水吸附处理的吸附剂，其特征在于，所述升温速率为10℃/min。
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