本发明涉及污染处理技术领域，具体是一种工业污水处理用重金属絮凝剂及其制备方法及应用。
背景技术：
重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。重金属(如含镉、汞、锌等)废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一，其水质水量与生产工艺有关。废水中的重金属一般不能分解破坏，只能转移其存在位置和转变其物化形态。处理方法可分为两类：一是使废水中呈溶解状态的重金属转变成不溶的重金属化合物或元素，经沉淀或上浮从废水中去除，可应用中和沉淀法、硫化物沉淀法、离子浮选法、电解沉淀等；二是将废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分离，可应用反渗透法、蒸发法、离子交换法等。第二类方法比第一类优越，因为用第二类方法处理，重金属是以原状浓缩，不添加任何化学药剂，可直接回用于生产过程。而用第一类方法，重金属要借助于多次使用的化学药剂，经过多次的化学形态的转化才能回收利用。但是第二类方法受到经济和技术上的一些限制，目前还不适于处理大流量的工业废水如矿冶废水。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种只需投加一次、投加量少、效果好的工业污水处理用重金属絮凝剂及其制备方法及应用。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种工业污水处理用重金属絮凝剂，按照重量份数计，由以下原料组成：膨化云母石52-60份、聚懒氨酸6-9份、柠檬酸22-28份、硫铵素16-22份、腐殖酸钠12-18份、水80-110份；所述的膨化云母石的制备步骤为：将云母石置于其质量的4-6倍的浓度为25-30％的硝酸溶液中浸泡1-2h后，用清水冲洗干净，干燥得酸处理云母石；接着将酸处理云母石置于3-氨丙基三甲氧基硅烷中，在温度为55-58℃、超声波功率为320-340W、超声波频率为45-52kHz的条件下进行超声处理10-14min，过滤得滤渣；将滤渣置于空气中放置16-20h后，再转移至1250-1320℃温度下进行煅烧2-4h，自然冷却至常温，粉碎，过40-60目筛，得膨化云母石。
作为本发明进一步的方案：按照重量份数计，由以下原料组成：膨化云母石55-58份、聚懒氨酸7-8份、柠檬酸24-25份、硫铵素19-20份、腐殖酸钠14-16份、水92-95份；所述的膨化云母石的制备步骤为：将云母石置于其质量的5倍的浓度为27-28％的硝酸溶液中浸泡1-2h后，用清水冲洗干净，干燥得酸处理云母石；接着将酸处理云母石置于3-氨丙基三甲氧基硅烷中，在温度为56℃、超声波功率为340W、超声波频率为48kHz的条件下进行超声处理10-14min，过滤得滤渣；将滤渣置于空气中放置18h后，再转移至1280-1300℃温度下进行煅烧3h，自然冷却至常温，粉碎，过60目筛，得膨化云母石。
作为本发明进一步的方案：按照重量份数计，由以下原料组成：膨化云母石57份、聚懒氨酸8份、柠檬酸24份、硫铵素20份、腐殖酸钠15份、水94份；所述的膨化云母石的制备步骤为：将云母石置于其质量的5倍的浓度为28％的硝酸溶液中浸泡1h后，用清水冲洗干净，干燥得酸处理云母石；接着将酸处理云母石置于3-氨丙基三甲氧基硅烷中，在温度为56℃、超声波功率为340W、超声波频率为48kHz的条件下进行超声处理12min，过滤得滤渣；将滤渣置于空气中放置18h后，再转移至1290℃温度下进行煅烧3h，自然冷却至常温，粉碎，过60目筛，得膨化云母石。
所述的工业污水处理用重金属絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述质量份数称取原材料，备用；
(2)首先将膨化云母石与配方量一半的水一同倒入搅拌机中，搅拌15-20min；
(3)接着将柠檬酸缓慢加入搅拌机内，搅拌2-3min；
(4)然后将聚懒氨酸和硫铵素缓慢加入搅拌机内，搅拌4-6min；
(5)最后将腐殖酸钠和剩余的水加入搅拌机内，搅拌8-12min，得到所述的工业污水处理用重金属絮凝剂。
所述的重金属絮凝剂在制备工业污水处理用药剂方面的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的重金属絮凝剂适用于各种水质，尤其适用于重金属含量较高的高浓度生活污水、垃圾渗滤液、反冲洗废水及化工污水的瞬时沉淀，只需要投加一次、且投加量少，就可以实现污水的达标排放，具有重要的环境、社会和经济效益。
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。
实施例1
本发明实施例中，一种工业污水处理用重金属絮凝剂，按照重量份数计，由以下原料组成：膨化云母石52份、聚懒氨酸9份、柠檬酸22份、硫铵素22份、腐殖酸钠12份、水110份；膨化云母石的制备：将云母石置于其质量的4倍的浓度为30％的硝酸溶液中浸泡1h后，用清水冲洗干净，干燥得酸处理云母石；接着将酸处理云母石置于3-氨丙基三甲氧基硅烷中，在温度为58℃、超声波功率为320W、超声波频率为52kHz的条件下进行超声处理10min，过滤得滤渣；将滤渣置于空气中放置20h后，再转移至1250℃温度下进行煅烧4h，自然冷却至常温，粉碎，过40目筛，得膨化云母石。
所述的工业污水处理用重金属絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述质量份数称取原材料，备用；
(2)首先将膨化云母石与配方量一半的水一同倒入搅拌机中，搅拌18min；
(3)接着将柠檬酸缓慢加入搅拌机内，搅拌3min；
(4)然后将聚懒氨酸和硫铵素缓慢加入搅拌机内，搅拌5min；
(5)最后将腐殖酸钠和剩余的水加入搅拌机内，搅拌10min，得到所述的工业污水处理用重金属絮凝剂。
实施例2
本发明实施例中，一种工业污水处理用重金属絮凝剂，按照重量份数计，由以下原料组成：膨化云母石60份、聚懒氨酸6份、柠檬酸28份、硫铵素16份、腐殖酸钠18份、水80份；膨化云母石的制备：将云母石置于其质量的6倍的浓度为25％的硝酸溶液中浸泡2h后，用清水冲洗干净，干燥得酸处理云母石；接着将酸处理云母石置于3-氨丙基三甲氧基硅烷中，在温度为55℃、超声波功率为340W、超声波频率为45kHz的条件下进行超声处理14min，过滤得滤渣；将滤渣置于空气中放置16h后，再转移至1320℃温度下进行煅烧2h，自然冷却至常温，粉碎，过60目筛，得膨化云母石。
所述的工业污水处理用重金属絮凝剂的制备方法，与实施例1相同。
实施例3
本发明实施例中，一种工业污水处理用重金属絮凝剂，按照重量份数计，由以下原料组成：膨化云母石55份、聚懒氨酸8份、柠檬酸24份、硫铵素20份、腐殖酸钠14份、水95份；膨化云母石的制备：将云母石置于其质量的5倍的浓度为27％的硝酸溶液中浸泡2h后，用清水冲洗干净，干燥得酸处理云母石；接着将酸处理云母石置于3-氨丙基三甲氧基硅烷中，在温度为56℃、超声波功率为340W、超声波频率为48kHz的条件下进行超声处理14min，过滤得滤渣；将滤渣置于空气中放置18h后，再转移至1300℃温度下进行煅烧3h，自然冷却至常温，粉碎，过60目筛，得膨化云母石。
所述的工业污水处理用重金属絮凝剂的制备方法，与实施例1相同。
实施例4
本发明实施例中，一种工业污水处理用重金属絮凝剂，按照重量份数计，由以下原料组成：膨化云母石58份、聚懒氨酸7份、柠檬酸25份、硫铵素19份、腐殖酸钠16份、水92份；膨化云母石的制备：将云母石置于其质量的5倍的浓度为28％的硝酸溶液中浸泡1h后，用清水冲洗干净，干燥得酸处理云母石；接着将酸处理云母石置于3-氨丙基三甲氧基硅烷中，在温度为56℃、超声波功率为340W、超声波频率为48kHz的条件下进行超声处理14min，过滤得滤渣；将滤渣置于空气中放置18h后，再转移至1280℃温度下进行煅烧3h，自然冷却至常温，粉碎，过60目筛，得膨化云母石。
所述的工业污水处理用重金属絮凝剂的制备方法，与实施例1相同。
实施例5
本发明实施例中，一种工业污水处理用重金属絮凝剂，按照重量份数计，由以下原料组成：膨化云母石57份、聚懒氨酸8份、柠檬酸24份、硫铵素20份、腐殖酸钠15份、水94份；膨化云母石的制备：将云母石置于其质量的5倍的浓度为28％的硝酸溶液中浸泡1h后，用清水冲洗干净，干燥得酸处理云母石；接着将酸处理云母石置于3-氨丙基三甲氧基硅烷中，在温度为56℃、超声波功率为340W、超声波频率为48kHz的条件下进行超声处理12min，过滤得滤渣；将滤渣置于空气中放置18h后，再转移至1290℃温度下进行煅烧3h，自然冷却至常温，粉碎，过60目筛，得膨化云母石。
所述的工业污水处理用重金属絮凝剂的制备方法，与实施例1相同。
对比例1
在实施例5的基础上，以云母石取代膨化云母石，其余与实施例5完全相同。
对比例2
在实施例5的基础上，删除硫铵素这一组分，其余与实施例5完全相同。
对比例3
在实施例5的基础上，以云母石取代膨化云母石，并删除硫铵素这一组分，其余与实施例5完全相同。
以中度重金属污染的工业废水、轻度重金属污染的工业废水两种废水为对象，其中中度重金属污染的工业废水中汞的含量为9.1mg/L，镉的含量为28.0mg/L，锌的含量为114mg/L；轻度重金属污染的工业废水中汞的含量为0.6mg/L，镉的含量为3.9mg/L，锌的含量为15mg/L。利用上述实施例1-5以及对比例1-3制得的工业污水处理用重金属絮凝剂对其进行处理，各重金属絮凝剂的添加量为废水量的千分之一，经添加、混合、静置、沉降得到处理后的出水，经检测，各出水中重金属的含量如表1所示。
表1各例处理后的出水中重金属的含量值
由表1可以看出：经实施例1-5制得的工业污水处理用重金属絮凝剂处理后的废水出水中重金属含量大大降低了，可以实现污水的达标排放；尤其实施例5与对比例1-3的对比可知，本发明重金属絮凝剂是通过膨化云母石、硫铵素与其他组分共同作用，才具有如此显著的重金属絮凝效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。