一种多功能水质净化剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种多功能水质净化剂及其制备方法，所述净化剂包括金属盐水溶液和凝胶剂水溶液，所述金属盐水溶液与凝胶剂水溶液的体积比为1～3：1，所述金属盐水溶液为铁盐水溶液、铝盐水溶液、镁盐水溶液、钙盐水溶液中的两种以上的任意组合，所述胶凝剂水溶液是明胶水溶液、琼脂水溶液、黄原胶水溶液中的一种。本发明将金属盐与胶凝剂的胶凝性质合二为一，不仅具有金属盐对COD、TP、NH3-N等污染物的高效去除效果，且具有胶凝剂的胶凝性、可塑性、疏松多孔性与生物降解性等优点，同时还具有适用范围广，便于运输，容易分离，可重复利用，利用率高，对环境无害等特点。
【专利说明】一种多功能水质净化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水污染处理【技术领域】，具体地说是涉及一种多功能水质净化剂及其制备方法。
【背景技术】[0002]我国水污染问题严重，污水、废水排放量每天约为IXlO8m3之多。全国目前已有82%的江河湖泊受到不同程度的污染，每年由于水污染造成的经济损失高达377亿元。水污染源于工业废水、生活污水、面源污染等。由于水污染来源的多样性和不确定性，导致水被严重污染，COD、TP、NH3-N等指标都远远超过国家规定的排放标准。水质净化剂具有反应快速、效果稳定等优点。目前环保市场上较常见的是针对单一污染物的去除剂，如除磷剂、有机物去除剂、氨氮去除剂等，其功能比较单一，一般不能同时有效的去除废水的COD、TP、NH3-N等污染物。
[0003]化学沉淀法是一种重要的废水处理技术，较常用的化学沉淀剂有铁盐、铝盐、钙盐、镁盐等金属盐，对废水的COD、TP、NH3-N等都有较好的去除效果，具有去除效率高、工艺简单、操作方便、运行可靠等优点。但传统的金属盐沉淀法存在沉淀速度慢、固液分离差、污泥含水率高、脱水处理复杂和资源回收利用困难等缺点。
[0004]琼脂、明胶、黄原胶具有胶凝性、稳定性、疏松多孔性，能与一些物质形成络合物等物理化学性质，在食品工业、医药工业、日用化工、生物工程等许多方面有着广泛的应用。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种将金属盐与胶凝剂的胶凝性质合二为一，可同时有效的去除废水的COD、TP、NH3-N等污染物的多功能水质净化剂及其制备方法。
[0006]一种多功能水质净化剂，所述净化剂包括金属盐水溶液和凝胶剂水溶液，所述金属盐水溶液与凝胶剂水溶液的体积比为I~3:1，所述金属盐水溶液为铁盐水溶液、铝盐水溶液、镁盐水溶液、钙盐水溶液中的两种以上的任意组合，所述胶凝剂水溶液是明胶水溶液、琼脂水溶液、黄原胶水溶液中的一种。
[0007]优选地，所述铁盐为硫酸铁、氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铁中的一种。
[0008]优选地，所述铝盐为氯化铝、氧化铝、硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝中的一种。
[0009]优选地，所述镁盐为氯化镁、氢氧化镁、氧化镁、硫酸镁中的一种。
[0010]优选地，所述钙盐为氯化钙、氧化钙、氢氧化钙、硫酸钙中的一种。
[0011]优选地，所述金属盐水溶液为铁盐水溶液、铝盐水溶液和钙盐水溶液的组合，所述铁盐水溶液、铝盐水溶液、钙盐水溶液、琼脂水溶液的体积比为1:1.5:0.5:2.5。
[0012]一种多功能水质净化剂的制备方法，包括下述步骤:
(I)将10~60g金属盐分别置于IOOmL水中，不断搅拌至完全溶解，得到相应的金属盐水溶液，备用；其中，所述金属盐水溶液为铁盐水溶液、铝盐水溶液、镁盐水溶液、钙盐水溶液中的两种以上的任意组合；
(2)将2.5~8.5g胶凝剂置于IOOmL水中，加热溶解，并维持溶液状态，得到胶凝剂水溶液，备用；其中，所述胶凝剂水溶液是明胶水溶液、琼脂水溶液、黄原胶水溶液中的一种；
(3)将步骤(1)、(2)获得的金属盐水溶液与胶凝剂水溶液按体积比I~3:1趁热混合，以60~120rpm揽拌10~15min,充分混匀；
(4)将混合溶液在20~25°C条件下静置至固化，制得多功能水质净化剂。
[0013]优选地，所述多功能水质净化剂的制备方法，包括下述步骤:
(1)将30g氯化铁、30g硫酸铝、30g氯化钙、30g氧化镁分别置于IOOmL水中，不断搅拌至完全溶解，得到相应的水溶液，备用；
(2)将5.5g琼脂置于IOOmL水中，加热溶解，并维持溶液状态，得到胶凝剂水溶液，备
用；
(3 )将氯化铁水溶液、硫酸铝水溶液、氯化钙水溶液、氧化镁水溶液、琼脂水溶液以体积比1:1:1:1:4趁热混合，以IOOrpm搅拌12min，充分混匀；
(4)将混合溶液在25°C条件下静置至固化，制得多功能水质净化剂。
[0014]优选地，所述多功能水质净化剂的制备方法，包括下述步骤:
(1)将40g硫酸铁、20g聚合氯化铝、IOg氯化镁分别置于IOOmL水中，不断搅拌至完全溶解，得到相应的水溶液，备`用；
(2)将6.0g明胶置于IOOmL水中，加热溶解，并维持溶液状态，得到胶凝剂水溶液，备
用；
(3)将硫酸铁水溶液、聚合氯化铝水溶液、氯化镁水溶液、明胶水溶液以体积比1:1:1:3趁热混合，以IOOrpm搅拌12min,充分混匀；
(4)将混合溶液在20°C条件下静置至固化，制得多功能水质净化剂。
[0015]本发明胶凝剂具有下述优点:
(1)具有胶凝性、可塑性，处理前后保持固体状态，便于运输，容易分离，且可重复利用，利用率高；
(2)具有疏松多孔性，以胶凝剂为载体，可在内部形成高浓度有效沉淀盐类，去除效率
闻;
(3)可制成块状、颗粒状、饼状等，适用范围广；
(4)可生物降解，对环境无害，无二次污染。
[0016]本发明将金属盐与胶凝剂的胶凝性质合二为一，以铁盐、铝盐、钙盐、镁盐、琼脂、明胶、黄原胶作为主原料，利用胶凝剂高温融化低温凝固的特性，在高温条件下，将一定配比的金属盐溶解于胶凝剂溶液中，然后在搅拌条件下，使金属盐与胶凝剂混合均匀，在20~25°C条件下，静置至固化，制得水质净化剂。本发明不仅具有金属盐对COD、TP、NH3-N等污染物的高效去除效果，且具有胶凝剂的胶凝性、可塑性、疏松多孔性与生物降解性等优点，同时还具有适用范围广，便于运输，容易分离，可重复利用，利用率高，对环境无害等特点。
【具体实施方式】[0017]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0018]实施例1
取30g氯化铁、30g硫酸铝、30g氯化钙、30g氧化镁分别置于IOOmL水中，在不断搅拌条件下至完全溶解，得到溶液，备用；将5.5g琼脂置于IOOmL水中，加热溶解，维持溶液状态，备用；将氯化铁溶液、硫酸铝溶液、氯化钙溶液、氧化镁溶液、琼脂溶液按体积比1:1:1:1:4趁热混合，以IOOrpm搅拌12min，充分混匀；将混合溶液于25°C下静置至固化，制得多功能水质净化剂(Y-001)。
[0019]水质净化剂Y-001制成5 X 5 X IOmm的块状待用；取浙江某农药厂废水200 mL于250mL 烧杯中，废水 COD 1512.5mg/L、TP 89.6mg/L、NH3-N 62.8mg/L，在废水中加入 4 块水质净化剂Y-001，以90rpm搅拌15min，静置30min。取上清液过滤测定指标C0D、TP、NH3_N。试验结果表明，废水COD、TP、NH3-N的去除率分别为73.2%,97.4%,83.7%。
[0020]实施例2
取40g硫酸铁、20g聚合氯化铝、IOg氯化镁分别置于IOOmL水中，在不断搅拌条件下至完全溶解，得到溶液，备用；将6.0g明胶置于IOOmL水中，加热溶解，维持溶液状态，备用；将硫酸铁溶液、聚合氯化铝溶液、氯化镁溶液、明胶溶液按体积比1:1:1:3趁热混合，以IOOrpm搅拌12min，充分混匀；将混合溶液于20°C下静置至固化，制得多功能水质净化剂(Y-002)。 [0021]水质净化剂Y-002制成5X5X IOmm的块状待用；取杭州某食品厂废水200mL于250mL 烧杯中，废水 COD 923.6mg/L、TP 52.8mg/L、NH3-N 4L 5mg/L，在废水中加入 4 块Y-002,以90rpm搅拌15min，静置30min。取上清液过滤测定指标COD、TP、NH3-N。试验结果表明，废水COD、TP、NH3-N的去除率分别为80.2%,98.8%,87.5%。
[0022]实施例3
取35g聚合氯化铁、25g氯化钙分别置于IOOmL水中，在不断搅拌条件下至完全溶解，得到溶液，备用；将4.5g琼脂置于IOOmL水中,加热溶解,维持溶液状态,备用；将聚合氯化铁溶液、氯化钙溶液、琼脂溶液按体积比1:1:2趁热混合，以IOOrpm搅拌12min，充分混匀；将混合溶液于22°C静置至固化，制得多功能水质净化剂(Y-003)。
[0023]水质净化剂Y-003制成5X5X IOmm的块状待用；取杭州某化工厂废水200mL于250mL 烧杯中，废水 COD 2415.2mg/L、TP 124.6mg/L、NH3-N 97.3mg/L，在废水中加入 4 块Y-003,以90rpm搅拌15min，静置30min。取上清液过滤测定指标COD、TP、NH3_N。试验结果表明，废水COD、TP、NH3-N的去除率分别为77.2%,98.0%、80.3%。
[0024]实施例4
取20g硫酸铁、40g聚合氯化铝、5g氢氧化钙分别置于IOOmL水中，在不断搅拌条件下至完全溶解，得到溶液，备用；将4.0g琼脂置于IOOmL水中，加热溶解，维持溶液状态，备用；将硫酸铁溶液、聚合氯化铝溶液、氢氧化钙溶液、琼脂溶液按体积比1:1.5:0.5:2.5趁热混合，以IOOrpm搅拌12min,充分混匀；将混合溶液于25°C静置至固化,制得多功能水质净化剂(Y-004)。
[0025]水质净化剂Y-004制成5X5X IOmm的块状待用；取绍兴某印染厂废水200mL于250mL 烧杯中，废水 COD 1625.0mg/L、TP 15.3mg/L、NH3-N 78.4mg/L，在废水中加入 4 块Y-004,以90rpm搅拌15min，静置30min。取上清液过滤测定指标COD、TP、NH3-N。试验结果表明，废水COD、TP、NH3-N的去除率分别为80.6%,96.8%,84.1%。
【权利要求】
1.一种多功能水质净化剂，其特征在于:所述净化剂包括金属盐水溶液和凝胶剂水溶液，所述金属盐水溶液与凝胶剂水溶液的体积比为I~3:1，所述金属盐水溶液为铁盐水溶液、铝盐水溶液、镁盐水溶液、钙盐水溶液中的两种以上的任意组合，所述胶凝剂水溶液是明胶水溶液、琼脂水溶液、黄原胶水溶液中的一种。
2.根据权利要求1中所述的多功能水质净化剂，其特征在于:所述铁盐为硫酸铁、氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铁中的一种。
3.根据权利要求1中所述的多功能水质净化剂，其特征在于:所述铝盐为氯化铝、氧化铝、硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝中的一种。
4.根据权利要求1中所述的多功能水质净化剂，其特征在于:所述镁盐为氯化镁、氢氧化镁、氧化镁、硫酸镁中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种多功能水质净化剂，其特征在于:所述钙盐为氯化钙、氧化钙、氢氧化钙、硫酸钙中的一种。
6.根据权利要求1中所述的多功能水质净化剂，其特征在于:所述金属盐水溶液为铁盐水溶液、铝盐水溶液和钙盐水溶液的组合，所述铁盐水溶液、铝盐水溶液、钙盐水溶液、琼脂水溶液的体积比为1:1.5:0.5:2.5。
7.—种权利要求1所述多功能水质净化剂的制备方法，其特征在于包括下述步骤: (1)将10~60g金属盐分别置于IOOmL水中，不断搅拌至完全溶解，得到相应的金属盐水溶液，备用；其中，所述金属盐水溶液为铁盐水溶液、铝盐水溶液、镁盐水溶液、钙盐水溶液中的两种以上的任意组合； (2)将2.5~8.5g胶凝剂置于IOOmL水中，加热溶解，并维持溶液状态，得到胶凝剂水溶液，备用；其中，所述胶凝剂水溶液是明胶水溶液、琼脂水溶液、黄原胶水溶液中的一种； (3)将步骤(1)、(2)获得的金属盐水溶液与胶凝剂水溶液按体积比I~3:1趁热混合，以60~120rpm揽拌10~15min,充分混匀； (4)将混合溶液在20~25°C条件下静置至固化，制得多功能水质净化剂。
8.根据权利要求7所述的多功能水质净化剂的制备方法，其特征在于包括下述步骤: (1)将30g氯化铁、30g硫酸铝、30g氯化钙、30g氧化镁分别置于IOOmL水中，不断搅拌至完全溶解，得到相应的水溶液，备用； (2)将5.5g琼脂置于IOOmL水中，加热溶解，并维持溶液状态，得到胶凝剂水溶液，备用； (3 )将氯化铁水溶液、硫酸铝水溶液、氯化钙水溶液、氧化镁水溶液、琼脂水溶液以体积比I:1:1:1:4趁热混合，以IOOrpm搅拌12min，充分混匀； (4)将混合溶液在25°C条件下静置至固化，制得多功能水质净化剂。
9.根据权利要求7所述的多功能水质净化剂的制备方法，其特征在于包括下述步骤: (1)将40g硫酸铁、20g聚合氯化铝、1Og氯化镁分别置于IOOmL水中，不断搅拌至完全溶解，得到相应的水溶液，备用； (2)将6.0g明胶置于IOOmL水中，加热溶解，并维持溶液状态，得到胶凝剂水溶液，备用； (3)将硫酸铁水溶液、 聚合氯化铝水溶液、氯化镁水溶液、明胶水溶液以体积比1:1:1:3趁热混合，以IOOrpm搅拌12min,充分混匀； (4)将混合溶液在20°C条件下静置至固化，制得多功能水质净化剂。
【文档编号】C02F1/52GK103864190SQ201410115791
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2014年3月26日
【发明者】陈建军, 吴昊, 黄进刚, 任松杰 申请人:杭州一清环保工程有限公司