本发明涉及凹凸棒土
技术领域：
，具体涉及一种凹凸棒土污水处理剂及其制备方法。
背景技术：
：污水处理技术对节水、节能等问题具有十分重要的作用，但同时污水处理药剂的使用过程中也给环境造成一定的影响。在冷却水系统中，水温高于环境温度的各种场合下，碳酸钙等无机盐的结垢会带来严重的后果。近年来，在水处理领域中，应用碱性、不调节pH值的水处理技术日益增长，其中添加缓蚀阻垢药剂，低磷、无磷配方的的应用越来越广泛，无磷的绿色水处理药剂已成为国内外水处理剂研究方面的热点课题。科学利用水处理药剂可有效防腐蚀和防止结垢，从而提高设备及水的利用率而达到节约水源和能源的目的。此外，在各种水系统中，不可避免地存在各种污染源，特别是一些微生物如菌藻，可大规模繁殖蔓延，严重破坏水质，并且对存储水系统的容器产生极大的腐蚀破坏作用。当前，环境保护已成为世界关注的问题，寻求一种有效的污水处理剂，能够使污水处理后能达到污水排放要求，是众多企业急需解决的难题。技术实现要素：本发明的目的是提供一种凹凸棒土污水处理剂及其制备方法，以凹凸棒土为原料并做改性处理，分散性、悬浮性和吸附作用好。本发明提供了如下的技术方案：一种凹凸棒土污水处理剂，按重量份计包括凹凸棒土150~200份、空心玻璃微珠200~250份、去离子水80~100份、硫酸溶液20~25份、交联累托石20~25份、三氯化铁2~5份、硫酸亚铁2~5份、硫酸镁2~5份、聚丙烯酰胺2~5份、氯化铝2~5份、聚合硫酸铁2~5份、氢氧化钠2~5份、苯甲酸钠2~5份、玉米淀粉2~5份、秸秆2~5份、棉子壳渣1~3份、改性硅藻土1~3份、柠檬酸1~3份、助剂1~3份和适量水。优选地，按重量份计包括凹凸棒土175份、空心玻璃微珠225份、去离子水90份、硫酸溶液22份、交联累托石22份、三氯化铁3份、硫酸亚铁3份、硫酸镁3份、聚丙烯酰胺3份、氯化铝3份、聚合硫酸铁3份、氢氧化钠3份、苯甲酸钠3份、玉米淀粉3份、秸秆3份、棉子壳渣2份、改性硅藻土2份、柠檬酸2份、助剂1~3份和适量水。优选地，所述交联累托石为铝交联累托石。优选地，所述助剂按重量份计包括纳米碳酸钙5~10份、沉香精油5~10份、氨基树脂2~8份、羟基丙烯酸树脂2~8份、端羧基聚酯树脂1~5份、三氯化铝2~5份、纳米沸石粉2~4份、硅油2~4份、沉淀碳酸钙1~3份。优选地，所述硫酸溶液的浓度为8~8.5％。本发明中还提供一种凹凸棒土污水处理剂的制备方法，包括如下步骤：（1）、凹凸棒土纯化按照配比向去离子水中加入凹凸棒土，并加入分散剂，搅拌均匀后做分散处理1~2小时，然后静置2～3h，弃去上层清液以及下层沙土，得到凹凸棒土的悬浊液，将悬浊液离心分离后得到的凹凸棒土置于烘箱中干燥，备用；（2）、凹凸棒土改性处理将步骤（1）中提纯过的凹凸棒土加入到硫酸溶液中，搅拌均匀进行第一次改性，第一次改性时间为0.5~1h，然后进行加热，加热温度保持为60～85℃，在加热的同时持续加入氢氧化钠进行第二次改性，并搅拌使凹凸棒土的改性环境的pH值保持为5.1～6.3，第二次改性时间为2.5～3h；（3）、助剂制备将纳米碳酸钙、沉淀碳酸钙、纳米沸石粉、二醋酸纤维素混合研磨均匀，得到粉末，再将其他剩余成分混合并搅拌均匀，与所得的粉末混合研磨10~15min，再加热至50~55℃，过滤静置冷却后即得所述助剂；（4）、制作浆料将交联累托石、秸秆、棉子壳渣和改性硅藻土按照配比取出，粉碎，过50~80目筛，得粉末状混合物，将三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸镁、聚丙烯酰胺、氯化铝、聚合硫酸铁、苯甲酸钠和柠檬酸按照配比取出与粉末状混合物、助剂混合，加入剩余水，充分搅拌，得到浆料；（5）、混合向改性后的凹凸棒土吹75~80℃的热空气使其翻腾，再向翻腾的凹凸棒土粉末中喷入步骤（4）中得到的浆料，使充分混合后，保持温度为80~85℃，继续翻腾50~60min，得到浆状混合物，冷却后备用；（6）、将空心玻璃微珠浸入步骤（5）得到的浆状混合物中，慢速搅拌30~40min，然后过滤、烘干；（7）、将步骤（5）的混合物转移入马弗炉中，空气气氛，500～700℃下热处理0.5～1h，制得所述凹凸棒土污水处理剂。优选地，所述分散剂为六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵中的任一种。优选地，所述分散处理为超声分散、砂磨分散和高剪切乳化机分散中的任一种。本发明的有益效果：以凹凸棒土为原料并做改性处理，分散性、悬浮性和吸附作用好，具体如下：（1）、由于采用空心玻璃微珠为载体，所以本发明中的凹凸棒土污水处理剂具有轻质特性，使用时可漂浮于水体表面，可用作污水表面污染物的净化处理；（2）、在通常情况下，凹凸棒土作为一种粉体材料很难以分散的独立棒状晶体状态存在，而是形成一定形式的晶体聚集体，因此在实际应用中，必须对凹凸棒土进行提纯与活化处理，本发明中的改性方法能够最大限度的活化凹凸棒土，使其层间距离增大，吸附作用强；（3）、本发明中所使用的凹凸棒土粉末资源丰富、原料廉价，制造成本低；（4）、本发明中添加了氯化铝、聚合硫酸铁，用于增强络合效果，添加苯甲酸钠，用于提高抑菌性能，助剂用于加强凹凸棒土的分散性和悬浮性；（5）、本发明添加的交联累托石结构稳定，不发生膨胀，具有较大的比表面积、离子交换容量和微孔孔径而且具有热稳定性好、表面酸性强等特点，吸附能力增大70％以上，具有较大的层厚度，是一种性能优异的催化剂和吸附剂；（6）、本发明添加的硫酸亚铁和硫酸镁混合得到铁镁复合絮凝剂，配合有机絮凝剂聚丙烯酰胺，实现将无机絮凝剂和有机絮凝剂复合配制，解决了无机絮凝剂絮体小不易沉降的问题，达到了增强絮体沉降性能的目的。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例1一种凹凸棒土污水处理剂，按重量份计包括凹凸棒土150份、空心玻璃微珠200份、去离子水80份、硫酸溶液20份、交联累托石20份、三氯化铁2份、硫酸亚铁2份、硫酸镁2份、聚丙烯酰胺2份、氯化铝2份、聚合硫酸铁2份、氢氧化钠2份、苯甲酸钠2份、玉米淀粉2份、秸秆2份、棉子壳渣1份、改性硅藻土1份、柠檬酸1份、助剂1份和适量水。其中，所述交联累托石为铝交联累托石。其中，所述助剂按重量份计包括纳米碳酸钙5份、沉香精油5份、氨基树脂2份、羟基丙烯酸树脂2份、端羧基聚酯树脂1份、三氯化铝2份、纳米沸石粉2份、硅油2份、沉淀碳酸钙1份。其中，所述硫酸溶液的浓度为8％。本实施例中提供一种凹凸棒土污水处理剂的制备方法，包括如下步骤：（1）、凹凸棒土纯化按照配比向去离子水中加入凹凸棒土，并加入分散剂，搅拌均匀后做分散处理1小时，然后静置2h，弃去上层清液以及下层沙土，得到凹凸棒土的悬浊液，将悬浊液离心分离后得到的凹凸棒土置于烘箱中干燥，备用；（2）、凹凸棒土改性处理将步骤（1）中提纯过的凹凸棒土加入到硫酸溶液中，搅拌均匀进行第一次改性，第一次改性时间为0.5h，然后进行加热，加热温度保持为60℃，在加热的同时持续加入氢氧化钠进行第二次改性，并搅拌使凹凸棒土的改性环境的pH值保持为5.1，第二次改性时间为2.5h；（3）、助剂制备将纳米碳酸钙、沉淀碳酸钙、纳米沸石粉、二醋酸纤维素混合研磨均匀，得到粉末，再将其他剩余成分混合并搅拌均匀，与所得的粉末混合研磨10min，再加热至50℃，过滤静置冷却后即得所述助剂；（4）、制作浆料将交联累托石、秸秆、棉子壳渣和改性硅藻土按照配比取出，粉碎，过50目筛，得粉末状混合物，将三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸镁、聚丙烯酰胺、氯化铝、聚合硫酸铁、苯甲酸钠和柠檬酸按照配比取出与粉末状混合物、助剂混合，加入剩余水，充分搅拌，得到浆料；（5）、混合向改性后的凹凸棒土吹75℃的热空气使其翻腾，再向翻腾的凹凸棒土粉末中喷入步骤（4）中得到的浆料，使充分混合后，保持温度为80℃，继续翻腾50min，得到浆状混合物，冷却后备用；（6）、将空心玻璃微珠浸入步骤（5）得到的浆状混合物中，慢速搅拌30min，然后过滤、烘干；（7）、将步骤（5）的混合物转移入马弗炉中，空气气氛，500℃下热处理0.5h，制得所述凹凸棒土污水处理剂。其中，所述分散剂为六偏磷酸钠。其中，所述分散处理为超声分散。实施例2一种凹凸棒土污水处理剂，按重量份计包括凹凸棒土200份、空心玻璃微珠250份、去离子水100份、硫酸溶液25份、交联累托石25份、三氯化铁5份、硫酸亚铁5份、硫酸镁5份、聚丙烯酰胺5份、氯化铝5份、聚合硫酸铁5份、氢氧化钠5份、苯甲酸钠5份、玉米淀粉5份、秸秆5份、棉子壳渣3份、改性硅藻土3份、柠檬酸3份、助剂3份和适量水。其中，所述交联累托石为铝交联累托石。其中，所述助剂按重量份计包括纳米碳酸钙10份、沉香精油10份、氨基树脂8份、羟基丙烯酸树脂8份、端羧基聚酯树脂5份、三氯化铝5份、纳米沸石粉4份、硅油4份、沉淀碳酸钙3份。其中，所述硫酸溶液的浓度为8.5％。本实施例中提供一种凹凸棒土污水处理剂的制备方法，包括如下步骤：（1）、凹凸棒土纯化按照配比向去离子水中加入凹凸棒土，并加入分散剂，搅拌均匀后做分散处理2小时，然后静置3h，弃去上层清液以及下层沙土，得到凹凸棒土的悬浊液，将悬浊液离心分离后得到的凹凸棒土置于烘箱中干燥，备用；（2）、凹凸棒土改性处理将步骤（1）中提纯过的凹凸棒土加入到硫酸溶液中，搅拌均匀进行第一次改性，第一次改性时间为1h，然后进行加热，加热温度保持为85℃，在加热的同时持续加入氢氧化钠进行第二次改性，并搅拌使凹凸棒土的改性环境的pH值保持为6.3，第二次改性时间为3h；（3）、助剂制备将纳米碳酸钙、沉淀碳酸钙、纳米沸石粉、二醋酸纤维素混合研磨均匀，得到粉末，再将其他剩余成分混合并搅拌均匀，与所得的粉末混合研磨15min，再加热至55℃，过滤静置冷却后即得所述助剂；（4）、制作浆料将交联累托石、秸秆、棉子壳渣和改性硅藻土按照配比取出，粉碎，过80目筛，得粉末状混合物，将三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸镁、聚丙烯酰胺、氯化铝、聚合硫酸铁、苯甲酸钠和柠檬酸按照配比取出与粉末状混合物、助剂混合，加入剩余水，充分搅拌，得到浆料；（5）、混合向改性后的凹凸棒土吹80℃的热空气使其翻腾，再向翻腾的凹凸棒土粉末中喷入步骤（4）中得到的浆料，使充分混合后，保持温度为85℃，继续翻腾60min，得到浆状混合物，冷却后备用；（6）、将空心玻璃微珠浸入步骤（5）得到的浆状混合物中，慢速搅拌40min，然后过滤、烘干；（7）、将步骤（5）的混合物转移入马弗炉中，空气气氛，700℃下热处理1h，制得所述凹凸棒土污水处理剂。其中，所述分散剂为焦磷酸钠。其中，所述分散处理为砂磨分散。实施例3一种凹凸棒土污水处理剂，按重量份计包括凹凸棒土175份、空心玻璃微珠225份、去离子水90份、硫酸溶液22份、交联累托石22份、三氯化铁3份、硫酸亚铁3份、硫酸镁3份、聚丙烯酰胺3份、氯化铝3份、聚合硫酸铁3份、氢氧化钠3份、苯甲酸钠3份、玉米淀粉3份、秸秆3份、棉子壳渣2份、改性硅藻土2份、柠檬酸2份、助剂1~3份和适量水。其中，所述交联累托石为铝交联累托石。其中，所述助剂按重量份计包括纳米碳酸钙8份、沉香精油8份、氨基树脂5份、羟基丙烯酸树脂5份、端羧基聚酯树脂3份、三氯化铝3份、纳米沸石粉3份、硅油3份、沉淀碳酸钙2份。其中，所述硫酸溶液的浓度为8.2％。本实施例中提供一种凹凸棒土污水处理剂的制备方法，包括如下步骤：（1）、凹凸棒土纯化按照配比向去离子水中加入凹凸棒土，并加入分散剂，搅拌均匀后做分散处理1.5小时，然后静置2.5h，弃去上层清液以及下层沙土，得到凹凸棒土的悬浊液，将悬浊液离心分离后得到的凹凸棒土置于烘箱中干燥，备用；（2）、凹凸棒土改性处理将步骤（1）中提纯过的凹凸棒土加入到硫酸溶液中，搅拌均匀进行第一次改性，第一次改性时间为1h，然后进行加热，加热温度保持为75℃，在加热的同时持续加入氢氧化钠进行第二次改性，并搅拌使凹凸棒土的改性环境的pH值保持为5.8，第二次改性时间为2.5h；（3）、助剂制备将纳米碳酸钙、沉淀碳酸钙、纳米沸石粉、二醋酸纤维素混合研磨均匀，得到粉末，再将其他剩余成分混合并搅拌均匀，与所得的粉末混合研磨12min，再加热至52℃，过滤静置冷却后即得所述助剂；（4）、制作浆料将交联累托石、秸秆、棉子壳渣和改性硅藻土按照配比取出，粉碎，过70目筛，得粉末状混合物，将三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸镁、聚丙烯酰胺、氯化铝、聚合硫酸铁、苯甲酸钠和柠檬酸按照配比取出与粉末状混合物、助剂混合，加入剩余水，充分搅拌，得到浆料；（5）、混合向改性后的凹凸棒土吹77℃的热空气使其翻腾，再向翻腾的凹凸棒土粉末中喷入步骤（4）中得到的浆料，使充分混合后，保持温度为82℃，继续翻腾55min，得到浆状混合物，冷却后备用；（6）、将空心玻璃微珠浸入步骤（5）得到的浆状混合物中，慢速搅拌35min，然后过滤、烘干；（7）、将步骤（5）的混合物转移入马弗炉中，空气气氛，600℃下热处理0.5h，制得所述凹凸棒土污水处理剂。其中，所述分散剂为聚丙烯酸铵。其中，所述分散处理为高剪切乳化机分散。实施例4采用根据实施例1~3的方法制备得到凹凸棒土污水处理剂，分别进行重金属废水处理测试，测试投入凹凸棒土污水处理剂后的离子去除效果，测试结果如下表1所示，单位为mg/L：表1组别投入量CODSSCu2+Pb2+Ni2+铬锰重金属废水水样/250180965.718.88.97.8实施例11002390.230.050.250.040.001实施例21002070.150.020.130.020.0007实施例31002180.160.040.160.030.0008去除率/≥90.8%≥95%≥99.8%≥99.1%≥98.7%≥99.6%≥99.9%由上表可知，本发明方法制备的凹凸棒土吸附颗粒，对废水中的Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+、、铬和锰等离子具有较强的去除效果，处理效果良好。参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 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