一种净水剂及其制备方法与流程

1.本技术涉及污水处理领域，更具体地说，它涉及一种净水剂及其制备方法


背景技术：

2.在畜牧养殖过程中会产生大量含牲畜排泄物的污水，污水最终被排放到水池中，如果不及时处理，污水会在散发恶臭的同时滋生蚊虫，从而影响人们的身体健康。水池中的有机物大量沉淀在水池的底部，将水池底部的有机物降解是污水处理过程中的关键步骤。
3.目前污水处理的过程中普遍使用氯系消毒剂降解有机物，氯系消毒剂处理污水的效率高，但水中残余的氯离子会对人体健康产生影响。高铁酸钾是一种新型高效的污水处理剂，具有极强的氧化性，对废水中的氨氮、亚硝酸盐铅、镉、硫等具有良好的去除作用。但高铁酸钾降解有机物速度较慢，并且高铁酸钾易溶于水，无法沉到水池底部开始发挥作用，除此之外，单一的高铁酸钾难以达到净水水质。


技术实现要素：

4.为了使高铁酸钾沉到水池底部快速将大部分有机物降解，本技术提供一种净水剂及其制备方法。
5.本技术提供的一种净水剂及其制备方法采用如下的技术方案：第一方面，本技术提供一种净水剂，包括高铁酸钾5-50份，负载氧化铜的活性炭纤维毡10-40份，高岭土15-30份，表面活性剂0.1-0.5份。
6.所述高铁酸钾填充在活性炭纤维毡的孔隙中，所述活性炭纤维毡当量颗粒直径为0.1-1mm。
7.通过采用上述技术方案，高铁酸钾具有极强的氧化性，对废水中的氨氮、亚硝酸盐铅、镉、硫等具有良好的去除作用。
8.但高铁酸钾降解有机物速度较慢，单一的高铁酸钾降解有机物难以达到净水水质；本技术将高铁酸钾填充到负载了氧化铜的活性炭纤维毡的孔隙中，活性炭纤维毡吸附水中的有机物效果好，但能够吸附有机物的有限，活性炭纤维毡上负载氧化铜，增加了活性位点，使得活性炭纤维毡能够吸附更多的有机物，活性炭纤维毡与水接触的瞬间，负载了氧化铜的活性炭纤维毡快速对水中的有机物进行吸附，活性炭纤维毡周围的有机物浓度升高，同时，活性炭纤维毡上负载的氧化铜催化高铁酸钾快速氧化周围的有机物，水池底部的有机物浓度减小。
9.活性炭纤维内部或者周围的高铁酸钾氧化被活性炭纤维毡吸附的有机物，一定程度上再生了活性炭纤维毡，使活性炭纤维毡能够吸附更多的有机物，同时活性炭纤维毡吸附的有机物又被高铁酸钾氧化，形成正向循环，最终使得水池底部的有机物大量地减少，提高了排水水质。解决了高铁酸钾降解有机物速度较慢，难以达到净水水质的问题。
10.除此之外，高铁酸钾易溶于水并且活性炭纤维毡比较轻，无法沉到水池底部开始发挥作用，本技术将将高岭土和填充了高铁酸钾的活性炭纤维毡混合起来压片，将压成的
片剂投入水中，由于高岭土本身的重量和粘性，片剂在下沉过程中不会立刻溶化分散，片剂下沉到水池底部溶化后，活性炭纤维毡与高铁酸钾共同处理污水。解决了高铁酸钾无法沉入水底的问题。
11.由上总结，高岭土将活性炭纤维毡以及高铁酸钾粘结起来并且利用自身的重量，使得片剂下沉到水池底部溶化，活性炭纤维毡吸附有机物，活性炭纤维毡负载的氧化铜催化活性炭纤维毡内部或者周围高铁酸钾快速氧化有机物，同时活性炭纤维毡不断暴露出空的吸附位点，活性炭纤维毡能够源源不断地吸附有机物，高铁酸钾降解被吸附的有机物，提高水体水质。
12.可选地，量取适量的0.5-1mol/l的硝酸铜溶液中浸渍活性炭纤维毡30-40min,过滤，在80℃下烘干，在250-450℃的温度下煅烧2-3h,得到负载氧化铜的活性炭纤维毡。
13.可选的，所述高铁酸钾的份数为30-50份。
14.通过采用上述技术方案，高铁酸钾小于30份，有机物浓度变化较小，高铁酸钾大于50份，难以将全部的高铁酸钾填充到活性炭纤维毡的孔隙中，因此，30-50份的高铁酸钾具有比较好的降解有机物的效果。
15.可选地，负载氧化铜的活性炭纤维毡的份数为25-40份。
16.通过采用上述技术方案，活性炭纤维毡的份数小于25份，承载的高铁酸钾份数少，有机物降解效果差，活性炭纤维毡的份数大于40份，高岭土难以将全部的活性炭包裹粘结，活性炭纤维毡的份数为25-40份降解有机物的效果最优。
17.可选地，所述表面活性剂为硬脂酸镁、滑石粉或聚乙二醇中的任意一种或多种。
18.通过采用上述技术方案，硬脂酸镁、滑石粉和聚乙二醇都是效果比较好的润滑剂，能够使得高岭土和活性炭纤维混合的更均匀。
19.可选地，所述高岭土份数为15-25份。
20.通过采用上述技术方案，在其他组分以及质量不变的条件下，高岭土份数超过25份，净水剂在水池底部难以溶解，高岭土份数少于15份，净水剂容易在下沉过程中溶解，难以落到水池底部。
21.可选地，所述表面活性剂为0.1-0.3份。
22.通过采用上述技术方案，在其他组分以及质量不变的条件下，表面活性剂超过0.3份，有机物降解率变化不大。
23.第二方面，本技术提供一种净水剂的制备方法，包括以下步骤：s1：先将10-40份负载氧化铜的活性炭纤维毡切割当量颗粒直径为0.1-1mm大小的块状活性炭纤维毡，再将块状活性炭纤维毡与5-50份高铁酸钾粉末混合均匀,使得高铁酸钾填充到活性炭纤维毡的孔隙中，得到混合物a；s2:将15-30份高岭土、混合物a和0.1-0.5份表面活性剂混合均匀，得到混合物b；s3：将混合物b投入压片机中压片，得到多片净水剂成品。
24.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、高岭土将活性炭纤维毡以及高铁酸钾粘结起来并且利用自身的重量，使得片剂下沉到水池底部开始溶化，活性炭纤维毡吸附有机物，活性炭纤维毡负载的氧化铜催化活性炭纤维毡内部或者周围高铁酸钾快速氧化有机物，同时活性炭纤维毡不断暴露出空的吸附位点，活性炭纤维毡能够源源不断地吸附有机物，高铁酸钾降解被吸附的有机物，提高出
水水质；2、高铁酸钾小于30份，有机物浓度变化较小，高铁酸钾大于50份，难以将全部的高铁酸钾填充到活性炭纤维毡的孔隙中，因此，30-50份的高铁酸钾具有比较好的降解有机物的效果。
具体实施方式
25.实施例中所使用的原料均可通过市售获得。
26.其中高铁酸钾来自河南铭之鑫化工产品有限公司，活性炭纤维毡来自紫川炭纤维有限公司，硝酸铜来自苏州斌顺化工有限公司，硬脂酸镁来自河南铭之鑫化工产品有限公司，滑石粉来自泉州粉体原料有限公司，聚乙二醇来自海安石油化工厂。
27.制备例制备例1一种负载氧化铜的活性炭纤维的制备包括以下步骤：将活性炭纤维毡放入坩埚中，量取适量的0.5mol/l的硝酸铜溶液中浸渍活性炭纤维毡30min,过滤，在80℃下烘干，放入马弗炉中在300℃的温度下煅烧2h,得到负载氧化铜的活性炭纤维毡。
28.制备例2-6制备例1与制备例2-6的区别在于原料配比不同，具体原料配比入表1所示。
29.表1制备例1-6的具体原料配比 制备例1制备例2制备例3制备例4制备例5制备例6硝酸铜(mol/l)0.500.811.21浸渍时间(min)303030303040煅烧温度(℃)250250250250250450煅烧时间(h)222223实施例
30.实施例1一种净水剂，包括高铁酸钾5kg，负载氧化铜的活性炭纤维毡10kg，负载氧化铜的活性炭纤维来自制备例4，高岭土15kg，硬脂酸镁0.1kg。
31.高铁酸钾填充在活性炭纤维毡的孔隙中，活性炭纤维毡当量颗粒直径为0.1mm。
32.一种净水剂的制备方法，包括以下步骤：s1：先将10份负载氧化铜的活性炭纤维毡切割当量颗粒直径为0.1mm大小的块状活性炭纤维毡，再将块状活性炭纤维毡与5份高铁酸钾粉末混合均匀,使得高铁酸钾填充到活性炭纤维毡的孔隙中，得到混合物a；s2:将15份高岭土、混合物a和0.1份硬脂酸镁混合均匀，得到混合物b；s3：将混合物b投入压片机中压片，得到多片净水剂成品。
33.实施例2-8实施例2-8与实施例1的区别在于原料配比不同，具体原料配比入表2所示。
34.表2实施例2-8以及对比例1-2的原料配比2的原料配比性能检测试验有机物降解率测试：在深度为1米，底面面积为1平方米的水箱中加满水，添加20g甲基橙，搅拌均匀，吸取水箱底部的液体，按照gb11914-89测试初始cod浓度，记录下来，将10片净水剂成品投进水箱，使净水剂在水箱底部均匀分散，在20min后时吸取水箱底部的液体，用同样的方法检测cod浓度，记录下来。有机物降解率按照以下公式计算：有机物降解率(％)＝(初始cod浓度-20min时cod浓度)/初始cod浓度
×
100％表2实施例1-8以及对比例1-2的有机物降解率与对比例1相比，实施例1-3添加了负载了氧化铜的活性炭纤维毡，有机物的降解率增大。
35.对比实施例1-3的数据结果分析，活性炭纤维毡的质量增大，有机物的降解率增大。
36.与对比例2相比，实施例3的数据结果显示，在其他组份不变的情况下，活性炭纤维毡的质量超过40kg,有机物的降解率变化不大。
37.综上所述，负载了氧化铜的活性炭纤维毡吸附了废水中的有机物，但在其他组份不变的情况下，氧化铜的活性炭纤维毡质量超过40kg，高岭土难以将全部的活性炭纤维毡包裹粘结，有机物的降解率变化不大，所以活性炭纤维毡的质量为25-40kg时降解有机物的
效果最优。
38.与实施例5相比，实施例2以及实施例4和实施例6-8在活性炭纤维毡上负载了氧化铜，增加了活性炭的吸附位点，从而增大了有机物的降解率。
39.分析实施例2以及实施例4和实施例6-7的数据结果显示，制备例中的硝酸铜浓度越高，负载在活性炭纤维毡上的氧化铜越多，从而增大了有机物的降解率。
40.实施例9-15实施例9-15以及对比例3-6与实施例1的区别在于原料配比不同，具体原料配比入表3所示。
41.表3实施例9-15以及对比例3-6的原料配比实施例9-15以及对比例3-6的有机物降解率实验数据如下表所示：表4实施例9-15以及对比例3-6的有机物降解率与实施例2相比，实施例9-10的数据结果显示，活性炭纤维毡当量颗粒直径越大，高铁酸钾难以将活性炭纤维毡的孔隙填充完，从而有机物降解率减小。
42.与对比例3相比，实施例2以及实施例11-12添加了高铁酸钾，高铁酸钾氧化性强，增大了有机物的降解率。
43.实施例2以及实施例11-12的数据结果显示，高铁酸钾越多，有机物降解率越大。
44.与对比例4相比，实施例12的数据显示，在其他组分以及质量不变的情况下，高铁酸钾的质量超过50kg,有机物变化率不大。
45.综上所述，高铁酸钾氧化性强，在质量为30-50kg的范围内，效果最优。
46.与对比例5相比，实施例2以及实施例13-14添加了高岭土，高岭土将活性炭纤维毡包裹住，减小了活性炭纤维毡漂浮在水面上的可能性，添加高岭土有利于净水剂降解有机物。
47.对比例6、实施例2以及实施例13-14的数据显示，在其他组分以及质量不变的情况下，高岭土质量超过25kg，活性炭纤维毡就越难以与水接触，有机物降解率越低。所以高岭土的质量范围为15-25kg,有机物降解效果最优。
48.实施例16-23实施例16-23与实施例1的区别在于原料配比不同，具体原料配比入表5所示。
49.表5实施例16-23以及对比例3-6的原料配比实施例9-15以及对比例3-6的有机物降解率实验数据如下表所示：表6实施例16-23的有机降解率与实施例2相比，实施例16-20变换了表面活性剂的种类，实验数据显示，表面活性剂为硬脂酸镁或者滑石粉或者聚乙二醇均对有机物降解率影响不大。
50.与实施例2相比，实施例21-22增加了硬脂酸镁的量，实验数据发现，在其他组分质量不变的条件下，硬脂酸镁的质量在0.1-0.3kg的范围内，有机物降解率效果最优。
51.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本
申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。