一种污水处理用磁性混凝剂的制作方法

文档序号:9538461
一种污水处理用磁性混凝剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属混凝剂领域,尤其设及一种污水处理用磁性混凝剂。
【背景技术】
[0002] 本发明针对传统混凝剂在污水处理中存在的诸如:去除效率低、可分离性差等不 足,发明了一种用于制备新型混凝剂的工艺方法。该法制备出的新型混凝剂应用去除水中 污染物时,具有去除效率高、可快速分离等优点。克服了传统混凝剂存在的不足,为污水处 理提供了 一种新的解决方案。
[0003] 污水中存在的颗粒物主要是胶体,水中胶粒由于胶粒的/电位的作用能维持稳定 的分散悬浮状态。混凝剂的作用主要是消除或降低胶粒的/电位,使微粒碰撞聚结、失去稳 定性。传统混凝剂用于污水处理时,存在投加量过低处理效果不明显;投加量过高时又给混 凝沉淀物分离带来麻烦的困扰。

【发明内容】

[0004] 针对传统混凝剂存在的上述技术问题,本发明提供一种解决方案,可W使得混凝 处理过程更加高效,实现混凝沉淀物快速分离。具体的技术解决方案为:采用FeCl3.6H2〇、 FeS〇4.7&0、曲拉通X-100、3-氨丙基S甲氧基硅烷、98%聚乙締亚胺溶液、25%戊二醒溶液 等试剂在适当条件下先制得磁性混凝剂材料;通过实验对比分析混凝剂去除效率影响因 素,得到磁性混凝剂最佳使用条件。
[0005] 新型磁性混凝剂制备步骤如下:
[0006] -种污水处理用磁性混凝剂,其特征在于,制备方法包括W下步骤:
[0007] (1)按照摩尔比1:1. 7-1.8称取化S04'7H20和化化'6&0,加入到反应瓶中,加入过 量的浓氨水,震荡20min左右,置于60°C左右的水浴锅中水浴化左右,然后用蒸馈水充分 的洗涂磁性铁,得到较纯的磁性纳米铁颗粒;
[0008](2)配制Triton-X-IOO和甲醇的混合水溶液,Triton-X-IOO:甲醇:水的摩尔比 为1:9-11:19-21,向其中依次加入步骤(1)所得的较纯的磁性纳米铁颗粒和TE0S,两种物 质加入量均为0. 9-1. 1111旨/1,再向上述混合液中加入少量的浓氨水,浓氨水与混合液的体积 比为1:9-11,置于振荡摇床上混合振荡3. 8-4. 2h,待混合液反应完全后,将反应液使用丙 酬破乳,将包埋产物用蒸馈水和乙醇反复多次洗涂后得到硅烷化的磁性铁;
[000引 做向似中得到的硅烷化磁性铁加入浓度为25%左右的戊二醒溶液中,W甲醇 的水溶液作为反应基底,加入适量的氨水或者憐酸盐缓冲溶液,使得反应体系的FiH保持在 7. 8左右,经过0. 8-1.化震荡后置于40-50°C的水浴锅中反应5. 5-6.化后,用水充分洗涂 材料得较纯材料;
[0010] (4)将(3)所得到的较纯材料加入聚乙締亚胺高浓度溶液中,W甲醇的水溶液作 为反应基底,加入适量的氨水或者憐酸盐缓冲溶液,使得反应体系的F>H保持在7. 8左右,再 经过0. 8-1.化震荡,后置于45°C左右水浴锅中反应化左右后,用水充分洗涂材料得到成 品。
[0011] 所述的一种污水处理用磁性混凝剂,其特征在于,步骤(I)所述的反应瓶容积为 100 血。
[0012] 所述的一种污水处理用磁性混凝剂,其特征在于,所述的聚乙締亚胺高浓度溶液 的浓度为97-99%。
[0013] 所述的一种污水处理用磁性混凝剂,其特征在于,所述的甲醇的水溶液中甲醇与 水体积比2. 2-1. 8:1。
[0014] 本发明的有益效果为:
[0015] (1)本发明的将磁性纳米铁作为载体,通过交联戊二醒、嫁接聚乙締亚胺进行修饰 制得了具有磁性及丰富高分子支链的新型混凝剂。该磁性混凝剂在应用于污废水处理中可 实现混凝沉淀与上清液的快速分离同时具有较高的处理效率。
[0016] 似本发明的将新型纳米材料制备相关技术应用于污水处理领域,克服了传统絮 凝剂产品存在的可分离程度差、去除效率偏低等不足,最终产品的效果是:通过模拟泥水分 离试验,不加混凝剂时70min达到泥水分离平衡,混凝去除率达到49%;按0. 725g/L加入 新型磁性混凝剂时30min达到平衡,反应速率很快,经磁性分离后混凝去除率达到95%。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明的制备流程图。
【具体实施方式】
[001引结合实例W及图1,说明该新型混凝剂使用效果。
[0019] 一种污水处理用磁性混凝剂,其特征在于,制备方法包括W下步骤:
[0020] (1)按照摩尔比1:1. 75称取化S04'7H20和化化'6&0,加入到100mL反应瓶中,加 入过量的浓氨水,震荡20min,置于60°C的水浴锅中水浴6h,然后用蒸馈水充分的洗涂磁性 铁,得到较纯的磁性纳米铁颗粒;
[002U似配制Triton-X-IOO和甲醇的混合水溶液,Triton-X-IOO:甲醇:水的摩尔比 为1:10:20,向其中依次加入步骤(1)所得的较纯的磁性纳米铁颗粒和TE0S,两种物质加入 量均为山旨/以再向上述混合液中加入适量氨水置于振荡摇床上混合振荡地,待混合液反 应完全后,将反应液使用丙酬破乳,将包埋产物用蒸馈水和乙醇反复多次洗涂后得到硅烷 化的磁性铁;
[0022] (3)向(2)中得到的硅烷化磁性铁加入浓度为25%的戊二醒溶液中,W甲醇的水 溶液作为反应基底,加入适量的氨水或者憐酸盐缓冲溶液,使得反应体系的FiH保持在7. 8, 经过比震荡后置于45°C的水浴锅中反应化后,用水充分洗涂材料得较纯材料;
[0023] (4)将(3)所得到的较纯材料加入98%的聚乙締亚胺高浓度溶液中,W甲醇的水 溶液作为反应基底,加入适量的氨水或者憐酸盐缓冲溶液,使得反应体系的抑保持在7. 8, 再经过Ih震荡,充分震荡后置于45°C水浴锅中反应化后,用水充分洗涂材料得到成品。
[0024] 甲醇的水溶液中甲醇与水体积比2:1。
[00巧]实验1
[0026] 采用粉尘模拟污废水中的悬浮物,称取0. 26mg粉尘加入蒸馈水定容至16ml。称取 I. 16mg成品磁性混凝剂加入蒸馈水揽拌均匀定容至200 Ji 1。
[0027] 将配置所得混凝剂溶液加入到16ml的泥水悬浊液中,缓缓揽拌混合均匀。
[0028] 混合反应15min后使用磁铁吸附去除混凝絮状沉淀,使用滤纸过滤上清液测得上 清液所含悬浊颗粒物含量Q,混凝剂对应去除量即得为0. 26-Q。
[0029]实验 2
[0030] 称取0. 26mg粉尘加入蒸馈水定容至16ml。称取2. 32mg成品磁性混凝剂加入蒸馈 水揽拌均匀定容至200 y 1。
[0031] 将配置所得混凝剂溶液加入到16ml的泥水悬浊液中,缓缓揽拌混合均匀。
[0032] 混合反应15min后使用磁铁吸附去除混凝絮状沉淀,使用滤纸过滤上清液测得上 清液所含悬浊颗粒物含量Q,混凝剂对应去除量即得为0. 26-Q。
[0033]实验 3
[0034] 称取0. 26mg粉尘加入蒸馈水定容至16ml。称取4. 64mg成品磁性混凝剂加入蒸馈 水揽拌均匀定容至200 y 1。
[0035] 将配置所得混凝剂溶液加入到16ml的泥水悬浊液中,缓缓揽拌混合均匀。
[0036] 混合反应15min后使用磁铁吸附去除混凝絮状沉淀,使用滤纸过滤上清液测得上 清液所含悬浊颗粒物含量Q,混凝剂对应去除量即得为0. 26-Q。
[0037]实验 4
[0038] 称取0. 26mg粉尘加入蒸馈水定容至16ml。称取5. Smg成品磁性混凝剂加入蒸
[0039] 馈水揽拌均匀定容至200 y 1。
[0040] 将配置所得混凝剂溶液加入到16ml的泥水悬浊液中,缓缓揽拌混合均匀。
[0041] 混合反应15min后使用磁铁吸附去除混凝絮状沉淀,使用滤纸过滤上清液测得上 清液所含悬浊颗粒物含量Q,混凝剂对应去除量即得为0. 26-Q。
[004引实验5
[0043] 称取0. 26mg粉尘加入蒸馈水定容至16ml。称取11. 6mg成品磁性混凝剂加入蒸馈 水揽拌均匀定容至200 y 1。
[0044] 将配置所得混凝剂溶液加入到16ml的泥水悬浊液中,缓缓揽拌混合均匀。
[0045] 混合反应15min后使用磁铁吸附去除混凝絮状沉淀,使用滤纸过滤上清液测得上 清液所含悬浊颗粒物含量Q,混凝剂对应去除量即得为0. 26-Q。
[0046] 表1为各实验混凝效果监测数据,由表1可W看出泥水悬浊液颗粒物去除量随吸 附剂投加量增加而增加,单位吸附剂对应去除率呈现先增大后减小趋势。给定条件下,磁性 吸附剂最佳投加量为5. 8mg。
[0047] 表1各实验混凝效果监测数据
[0048]
【主权项】
1. 一种污水处理用磁性混凝剂,其特征在于,制备方法包括以下步骤: (1) 按照摩尔比1:1. 7-1. 8称取FeS04'7H20和FeCl3'6H20,加入到反应瓶中,加入过量的 浓氨水,震荡20min左右,置于60°C左右的水浴锅中水浴6h左右,然后用蒸馏水充分的 洗涤磁性铁,得到较纯的磁性纳米铁颗粒; (2) 配制Triton-χ-ΙΟΟ和甲醇的混合水溶液,Triton-χ-ΙΟΟ:甲醇:水的摩尔比为 1:9-11:19-21,向其中依次加入步骤(1)所得的较纯的磁性纳米铁颗粒和TEOS,两种物质 加入量均为0.9-1. 1 mg /L,再向上述混合液中加入少量的浓氨水,浓氨水与混合液的体 积比为1:9-11,置于振荡摇床上混合振荡3. 8-4. 2h,待混合液反应完全后,将反应液使用 丙酮破乳,将包埋产物用蒸馏水和乙醇反复多次洗涤后得到硅烷化的磁性铁; (3) 向(2)中得到的硅烷化磁性铁加入浓度为25%左右的戊二醛溶液中,以甲醇的水溶 液作为反应基底,加入适量的氨水或者磷酸盐缓冲溶液,使得反应体系的pH保持在7. 8左 右,经过0. 8-1. 2h震荡后置于40-50°C的水浴锅中反应5. 5-6. 5h后,用水充分洗涤材料得 较纯材料; (4) 将(3)所得到的较纯材料加入聚乙烯亚胺高浓度溶液中,以甲醇的水溶液作为反 应基底,加入适量的氨水或者磷酸盐缓冲溶液,使得反应体系的pH保持在7. 8左右,再经过 0. 8-1. 2h震荡,后置于45°C左右水浴锅中反应6h左右后,用水充分洗涤材料得到成品。2. 根据权利要求1所述的一种污水处理用磁性混凝剂,其特征在于,步骤(1)所述的反 应瓶容积为100mL。3. 根据权利要求1所述的一种污水处理用磁性混凝剂,其特征在于,所述的聚乙烯亚 胺高浓度溶液的浓度为97-99%。4. 根据权利要求1所述的一种污水处理用磁性混凝剂,其特征在于,所述的甲醇的水 溶液中甲醇与水体积比2. 2-1. 8:1。
【专利摘要】本发明公开了一种污水处理用磁性混凝剂,制备所需原料有:FeCl3`6H2O、FeSO4`7H2O、曲拉通X-100、3-氨丙基三甲氧基硅烷、98%聚乙烯亚胺、25%戊二醛溶液25%、氨水、无水乙醇、甲醇、蒸馏水。其显著优点为:可以使得混凝处理过程更加高效,可实现混凝沉淀物快速分离。
【IPC分类】C02F1/52
【公开号】CN105293663
【申请号】CN201510830137
【发明人】唐建设, 项丽, 汪师园, 赵庆, 曹梓楷, 占霞飞
【申请人】安徽建筑大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月24日
再多了解一些
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