一种污水处理材料的制备方法及其应用与流程

文档序号:11205551
本发明涉及一种废水处理材料,具体涉及一种去除废水中颗粒物的水处理材料及其应用,属于环保领域。
背景技术
:污染废水是当今全球较大的污染源之一。比如电镀废水,尤其是综合电镀废水具有污染物种类多、成分复杂、毒性大以及危害严重的特点,其主要污染物是多种重金属离子、氰化物、废酸和废碱等。电镀、印染工厂排出的废水和废液,如镀件漂洗水、废槽液、设备冷却水和冲洗地面水等,其水质因生产工艺而异,往往含有多种有机物,废水有毒,危害大。如氰可引起人畜急性中毒,致死,低浓度长期作用也能造成慢性中毒。镉可使肾脏发生病变,并会引起痛痛病。六价铬可引起肺癌、肠胃道疾病和贫血,并会在骨、脾和肝脏内蓄积。因此,有机物废水必须严格控制,妥善处理。现有的含有有机物的废水的处理方法为:直接通过污水管网排到污水处理厂进行氨氮和有机物的处理。具体水处理工艺很多,包括树脂交换、电解法、化学法与气浮等。现有的废水处理方法存在以下不足:电解法能耗高,电耗和铁耗均高,对高浓度含铬废水产生污泥量太多,不适应,同时对含氰废水处理不理想;化学药剂和气浮法采用化学药品氧化还原中和,用气浮上浮方法进行泥水分离,因污泥比重大,并且废水中含有多种有机添加剂,实际使用时气浮分离不彻底,并且运行管理不便;化学药剂和沉淀是最早应用的方法,也是最有效的处理工艺上来,但实际固液分离运行时间长后,沉淀池会有污泥翻上来,出水难以保证稳定达标。而且有机物废水是随机性排入污水管网的,给污水处理厂的建设规划带来极大不便;污水输送到污水处理厂的途中会散发出浓重的臭味、滋生蚊蝇、难以对臭味进行处理,不利于环境卫生。所以,为了实现有机物废水的真正有效处理,需要研发一种新的水处理剂,其能够用于废水的高效处理。技术实现要素:本发明的目的是提供一种污水处理材料,可以用于废水处理,能够大幅降低废水中的有机物含量。为达到上述发明目的,本发明采用的技术方案是:一种污水处理材料的制备方法,包括以下步骤:将硅胶球加入硫酸双氧水水溶液中,回流反应45分钟;然后抽滤反应液,将滤饼洗涤后加入十六烷基三甲基氯化铵与丙醇的混合物中,搅拌15分钟,再加入水,搅拌5分钟,再加入n-异丙基丙烯酰胺;然后搅拌1小时后过滤,滤饼烘干后加入丙烯酸钠水溶液中,搅拌20分钟;再加入丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,75℃反应6小时,继续反应20分钟;最后干燥反应液得到固体,即水处理剂。本发明中,所述硅胶球与硫酸双氧水水溶液的质量比为1∶2;硅胶球的粒径为260~400nm;硫酸双氧水水溶液中,硫酸的浓度为1mol/l,双氧水的浓度为0.5mol/l。优选的,所述硅胶球的粒径为300~320nm。本发明中,所述硅胶球、十六烷基三甲基氯化铵、丙醇、n-异丙基丙烯酰胺的质量比为1∶(23~25)∶100∶10。优选的,所述硅胶球、十六烷基三甲基氯化铵、丙醇、n-异丙基丙烯酰胺的质量比为1∶24∶100∶10。发明中,所述滤饼、丙烯酸钠、丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为100∶20∶19∶(5~8)∶(12~17)。优选的,所述滤饼、丙烯酸钠、丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为100∶20∶19∶6∶15。本发明还公开了上述制备方法制备的污水处理材料。本发明还公开了上述污水处理材料在废水处理中的应用。本发明中,滤饼洗涤方式为将滤饼依次经过去离子水、乙醇、去离子水洗涤。在去离子水洗涤中间加入乙醇洗涤,可以加速硅胶球表面杂质的去除,有利于十六烷基三甲基氯化铵的附着。本发明利用十六烷基三甲基氯化铵与n-异丙基丙烯酰胺对表面处理过的硅胶球进行有机改性,在丙烯酸聚合过程中,硅胶球可以很好地分散在聚合物网络中;同时在尿素的作用下,丙烯酸聚合物聚合程度高,增加了聚合物的稳定性,改善了硅胶球的活性,利于聚合物与硅胶球的界面稳定性,从而提供了性能优异稳定的水处理剂,为废水处理打下良好的基础。吸附技术是通过吸附材料捕集排入环境中的有害物达到处理的目的,可避免对环境的破坏,其核心在于吸附材料,以活性炭为代表的传统吸附材料以及相关吸附技术在吸附效果和工艺操作方面存在的缺陷,无法达到工业化的治理要求,尤其是颗粒状活性炭用于废水有机物污染事故处置时,根本无法实现对水面漂浮有毒有机污染物的清理回收,本发明首次利用盐酸处理过的硅胶球外接聚合物作为废水有机物处理剂,有效的解决了废水中的有机污染物,又避免了现有化学处理、生物处理方法带来的副作用。具体实施方式实施例一:将硅胶球加入硫酸双氧水水溶液中,回流反应45分钟;然后抽滤反应液,将滤饼洗涤后加入十六烷基三甲基氯化铵与丙醇的混合物中,搅拌15分钟,再加入水,搅拌5分钟,再加入n-异丙基丙烯酰胺;然后搅拌1小时后过滤,滤饼烘干后加入丙烯酸钠水溶液中,搅拌20分钟;再加入丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,75℃反应6小时,继续反应20分钟;最后干燥反应液得到固体,即水处理剂。硅胶球、十六烷基三甲基氯化铵、丙醇、n-异丙基丙烯酰胺的质量比为1∶23∶100∶10;滤饼、丙烯酸钠、丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为100∶20∶19∶5∶12;硅胶球与硫酸双氧水水溶液的质量比为1∶2;硅胶球的粒径为260nm;硫酸双氧水水溶液中,硫酸的浓度为1mol/l,双氧水的浓度为0.5mol/l。实施例二:将硅胶球加入硫酸双氧水水溶液中,回流反应45分钟;然后抽滤反应液,将滤饼洗涤后加入十六烷基三甲基氯化铵与丙醇的混合物中,搅拌15分钟,再加入水,搅拌5分钟,再加入n-异丙基丙烯酰胺;然后搅拌1小时后过滤,滤饼烘干后加入丙烯酸钠水溶液中,搅拌20分钟;再加入丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,75℃反应6小时,继续反应20分钟;最后干燥反应液得到固体,即水处理剂。硅胶球、十六烷基三甲基氯化铵、丙醇、n-异丙基丙烯酰胺的质量比为1∶23∶100∶10;滤饼、丙烯酸钠、丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为100∶20∶19∶8∶17;硅胶球与硫酸双氧水水溶液的质量比为1∶2;硅胶球的粒径为400nm;硫酸双氧水水溶液中,硫酸的浓度为1mol/l,双氧水的浓度为0.5mol/l。实施例三:将硅胶球加入硫酸双氧水水溶液中,回流反应45分钟;然后抽滤反应液,将滤饼洗涤后加入十六烷基三甲基氯化铵与丙醇的混合物中,搅拌15分钟,再加入水,搅拌5分钟,再加入n-异丙基丙烯酰胺;然后搅拌1小时后过滤,滤饼烘干后加入丙烯酸钠水溶液中,搅拌20分钟;再加入丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,75℃反应6小时,继续反应20分钟;最后干燥反应液得到固体,即水处理剂。硅胶球、十六烷基三甲基氯化铵、丙醇、n-异丙基丙烯酰胺的质量比为1∶23∶100∶10;滤饼、丙烯酸钠、丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为100∶20∶19∶8∶17;硅胶球与硫酸双氧水水溶液的质量比为1∶2;硅胶球的粒径为400nm;硫酸双氧水水溶液中,硫酸的浓度为1mol/l,双氧水的浓度为0.5mol/l。实施例四:将硅胶球加入硫酸双氧水水溶液中,回流反应45分钟;然后抽滤反应液,将滤饼洗涤后加入十六烷基三甲基氯化铵与丙醇的混合物中,搅拌15分钟,再加入水,搅拌5分钟,再加入n-异丙基丙烯酰胺;然后搅拌1小时后过滤,滤饼烘干后加入丙烯酸钠水溶液中,搅拌20分钟;再加入丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,75℃反应6小时,继续反应20分钟;最后干燥反应液得到固体,即水处理剂。硅胶球、十六烷基三甲基氯化铵、丙醇、n-异丙基丙烯酰胺的质量比为1∶25∶100∶10;滤饼、丙烯酸钠、丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为100∶20∶19∶5∶12;硅胶球与硫酸双氧水水溶液的质量比为1∶2;硅胶球的粒径为300nm;硫酸双氧水水溶液中,硫酸的浓度为1mol/l,双氧水的浓度为0.5mol/l。实施例五:将硅胶球加入硫酸双氧水水溶液中,回流反应45分钟;然后抽滤反应液,将滤饼洗涤后加入十六烷基三甲基氯化铵与丙醇的混合物中,搅拌15分钟,再加入水,搅拌5分钟,再加入n-异丙基丙烯酰胺;然后搅拌1小时后过滤,滤饼烘干后加入丙烯酸钠水溶液中,搅拌20分钟;再加入丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,75℃反应6小时,继续反应20分钟;最后干燥反应液得到固体,即水处理剂。硅胶球、十六烷基三甲基氯化铵、丙醇、n-异丙基丙烯酰胺的质量比为1∶23∶100∶10;滤饼、丙烯酸钠、丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为100∶20∶19∶5∶17;硅胶球与硫酸双氧水水溶液的质量比为1∶2;硅胶球的粒径为320nm;硫酸双氧水水溶液中,硫酸的浓度为1mol/l,双氧水的浓度为0.5mol/l。实施例六:将硅胶球加入硫酸双氧水水溶液中,回流反应45分钟;然后抽滤反应液,将滤饼洗涤后加入十六烷基三甲基氯化铵与丙醇的混合物中,搅拌15分钟,再加入水,搅拌5分钟,再加入n-异丙基丙烯酰胺;然后搅拌1小时后过滤,滤饼烘干后加入丙烯酸钠水溶液中,搅拌20分钟;再加入丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,75℃反应6小时,继续反应20分钟;最后干燥反应液得到固体,即水处理剂。硅胶球、十六烷基三甲基氯化铵、丙醇、n-异丙基丙烯酰胺的质量比为1∶24∶100∶10;滤饼、丙烯酸钠、丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为100∶20∶19∶5∶12;硅胶球与硫酸双氧水水溶液的质量比为1∶2;硅胶球的粒径为300nm;硫酸双氧水水溶液中,硫酸的浓度为1mol/l,双氧水的浓度为0.5mol/l。实施例七:将硅胶球加入硫酸双氧水水溶液中,回流反应45分钟;然后抽滤反应液,将滤饼洗涤后加入十六烷基三甲基氯化铵与丙醇的混合物中,搅拌15分钟,再加入水,搅拌5分钟,再加入n-异丙基丙烯酰胺;然后搅拌1小时后过滤,滤饼烘干后加入丙烯酸钠水溶液中,搅拌20分钟;再加入丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,75℃反应6小时,继续反应20分钟;最后干燥反应液得到固体,即水处理剂。硅胶球、十六烷基三甲基氯化铵、丙醇、n-异丙基丙烯酰胺的质量比为1∶25∶100∶10;滤饼、丙烯酸钠、丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为100∶20∶19∶6∶15;硅胶球与硫酸双氧水水溶液的质量比为1∶2;硅胶球的粒径为310nm;硫酸双氧水水溶液中,硫酸的浓度为1mol/l,双氧水的浓度为0.5mol/l。实施例八:将硅胶球加入硫酸双氧水水溶液中,回流反应45分钟;然后抽滤反应液,将滤饼洗涤后加入十六烷基三甲基氯化铵与丙醇的混合物中,搅拌15分钟,再加入水,搅拌5分钟,再加入n-异丙基丙烯酰胺;然后搅拌1小时后过滤,滤饼烘干后加入丙烯酸钠水溶液中,搅拌20分钟;再加入丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,75℃反应6小时,继续反应20分钟;最后干燥反应液得到固体,即水处理剂。硅胶球、十六烷基三甲基氯化铵、丙醇、n-异丙基丙烯酰胺的质量比为1∶24∶100∶10;滤饼、丙烯酸钠、丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为100∶20∶19∶6∶15;硅胶球与硫酸双氧水水溶液的质量比为1∶2;硅胶球的粒径为300nm;硫酸双氧水水溶液中,硫酸的浓度为1mol/l,双氧水的浓度为0.5mol/l。实施例九:将硅胶球加入硫酸双氧水水溶液中,回流反应45分钟;然后抽滤反应液,将滤饼洗涤后加入十六烷基三甲基氯化铵与丙醇的混合物中,搅拌15分钟,再加入水,搅拌5分钟,再加入n-异丙基丙烯酰胺;然后搅拌1小时后过滤,滤饼烘干后加入丙烯酸钠水溶液中,搅拌20分钟;再加入丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,75℃反应6小时,继续反应20分钟;最后干燥反应液得到固体,即水处理剂。硅胶球、十六烷基三甲基氯化铵、丙醇、n-异丙基丙烯酰胺的质量比为1∶24∶100∶10;滤饼、丙烯酸钠、丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为100∶20∶19∶6∶15;硅胶球与硫酸双氧水水溶液的质量比为1∶2;硅胶球的粒径为320nm;硫酸双氧水水溶液中,硫酸的浓度为1mol/l,双氧水的浓度为0.5mol/l。实施例十:将硅胶球加入硫酸双氧水水溶液中,回流反应45分钟;然后抽滤反应液,将滤饼洗涤后加入十六烷基三甲基氯化铵与丙醇的混合物中,搅拌15分钟,再加入水,搅拌5分钟,再加入n-异丙基丙烯酰胺;然后搅拌1小时后过滤,滤饼烘干后加入丙烯酸钠水溶液中,搅拌20分钟;再加入丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,75℃反应6小时,继续反应20分钟;最后干燥反应液得到固体,即水处理剂。硅胶球、十六烷基三甲基氯化铵、丙醇、n-异丙基丙烯酰胺的质量比为1∶24∶100∶10;滤饼、丙烯酸钠、丙烯酸、尿素以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为100∶20∶19∶6∶15;硅胶球与硫酸双氧水水溶液的质量比为1∶2;硅胶球的粒径为310nm;硫酸双氧水水溶液中,硫酸的浓度为1mol/l,双氧水的浓度为0.5mol/l。利用上述水处理剂进行废水处理,结果见表1,可以看出,本发明的水处理剂有效的将废水处理为符合排放标准的水体。表1水处理前后各物质含量(mg/l)cn-fe2+/3+cr6+codph处理前19816.321.9286.45.1实施例一无0.010.01107.2实施例二无0.010.01127.1实施例三无0.010.01117.2实施例四无0.010.01127.1实施例五无0.010.01107.2实施例六无0.010.01117.1实施例七无0.010.01117.1实施例八无0.010.01117.1实施例九无0.010.01127.2实施例十无0.010.01117.0以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的
技术领域
,均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12
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