本發明涉及污染處理技術領域，具體是一種工業污水處理用高效混凝劑及其制備方法及應用。
背景技術：
我國是一個水資源匱乏的國家，如何緩解水資源匱乏以及污染等問題已經成為一個刻不容緩的問題。
目前污水處理劑常用的混凝劑主要有無機絮凝劑和有機高分子絮凝劑兩類，無機絮凝劑是在傳統的鋁鹽、鐵鹽絮凝劑基礎上發展起來的一類新型水處理藥劑，隨著工廠排放的廢水種類和數量越來越多，水質越來越復雜，單純的鋁鹽及鐵鹽類無機高分子絮凝劑已不能滿足廢水處理過程中提出的越來越高的要求。所以，聚硅酸鐵鋁混凝劑、聚鐵鋁硅絮凝劑、聚鋁鐵硅絮凝劑等研究成為發展的技術重點。但這類絮凝劑仍然存在絮凝體強度較差、絮凝劑使用量較大的問題，絮凝效果也有待于進一步改善。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種環保無毒、反應速度快、處理效果好的工業污水處理用高效混凝劑及其制備方法及應用。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種工業污水處理用高效混凝劑，按照質量份數計，由以下原料組成：改性蛭石45-51份、腐殖酸12-17份、乙二胺四乙酸二鈉4-7份、亞硫酸氫鈉3-5份、松香甘油脂7-10份、木質素磺酸鈉8-12份、去離子水78-84份；所述的改性蛭石的制備步驟為：將蛭石粉碎，過80-120目篩，置于105-110℃溫度下烘干，備用；將蛭石置于其質量的6-8倍的濃度為25-30％的氫氧化鈉溶液中浸泡4-5h后，以3500-4000r/min速度離心分離得濾渣；接著將濾渣置于其質量的3-4倍量的濃度為3-5％的檸檬酸溶液中，在微波功率為300-340W、微波頻率為15-18GHz的條件下進行微波處理35-40s，過濾，烘干，研磨過200-250目篩，得改性蛭石。
作為本發明進一步的方案：按照質量份數計，由以下原料組成：改性蛭石48-50份、腐殖酸14-16份、乙二胺四乙酸二鈉5-6份、亞硫酸氫鈉4-5份、松香甘油脂8-9份、木質素磺酸鈉9-11份、去離子水80-83份；所述的改性蛭石的制備步驟為：將蛭石粉碎，過120目篩，置于108℃溫度下烘干，備用；將蛭石置于其質量的7倍的濃度為27-30％的氫氧化鈉溶液中浸泡5h后，以3800r/min速度離心分離得濾渣；接著將濾渣置于其質量的4倍量的濃度為3-4％的檸檬酸溶液中，在微波功率為320W、微波頻率為17GHz的條件下進行微波處理36-38s，過濾，烘干，研磨過250目篩，得改性蛭石。
作為本發明進一步的方案：按照質量份數計，由以下原料組成：改性蛭石49份、腐殖酸15份、乙二胺四乙酸二鈉6份、亞硫酸氫鈉4份、松香甘油脂8份、木質素磺酸鈉10份、去離子水82份；所述的改性蛭石的制備步驟為：將蛭石粉碎，過120目篩，置于108℃溫度下烘干，備用；將蛭石置于其質量的7倍的濃度為28％的氫氧化鈉溶液中浸泡5h后，以3800r/min速度離心分離得濾渣；接著將濾渣置于其質量的4倍量的濃度為4％的檸檬酸溶液中，在微波功率為320W、微波頻率為17GHz的條件下進行微波處理36s，過濾，烘干，研磨過250目篩，得改性蛭石。
所述的工業污水處理用高效混凝劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將腐殖酸烘干，超微粉碎至420-450目，得腐殖酸粉末，備用；
(2)按比例將改性蛭石、亞硫酸氫鈉和去離子水混合，加熱至75-82℃并保溫4-9min，得到混合物A；
(3)按比例將腐殖酸粉末與松香甘油脂加入到步驟(2)的混合物A中混合，加熱至74-79℃并保溫12-18min，得到混合物B；
(4)按比例將木質素磺酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉加入到步驟(3)的混合物B中混合，加熱至65-70℃并保溫18-24min，得到混合物C；
(5)采用熱空氣進口溫度為130-135℃、熱空氣出口溫度為75-80℃的噴霧干燥方式，將步驟(4)得到的混合物C制成球形顆粒狀，即為所述的工業污水處理用高效混凝劑。
所述的混凝劑在制備處理工業污水用藥劑方面的應用。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明生產原料來源廣，環保無毒，處理的污染物范圍廣。本發明無需增加設備和附加材料，工藝流程短，反應速度快，反應過程中無有毒有害氣體產生，反應后的生成物穩定，不會再分解成有毒物質，工藝操作安全性高，處理效果好，出水質量好。本發明混凝劑可以處理各種污水，例如油田、礦山、鋼鐵、電鍍廢水，染料、農藥、制酒、化工等化學廢水，以及生活污水、造紙廠廢水、江河湖水、垃圾滲出水、制革廢水等。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
實施例1
本發明實施例中，一種工業污水處理用高效混凝劑，按照質量份數計，由以下原料組成：改性蛭石45份、腐殖酸17份、乙二胺四乙酸二鈉4份、亞硫酸氫鈉5份、松香甘油脂7份、木質素磺酸鈉12份、去離子水78份；改性蛭石的制備：將蛭石粉碎，過80目篩，置于110℃溫度下烘干，備用；將蛭石置于其質量的6倍的濃度為30％的氫氧化鈉溶液中浸泡4h后，以4000r/min速度離心分離得濾渣；接著將濾渣置于其質量的3倍量的濃度為5％的檸檬酸溶液中，在微波功率為300W、微波頻率為18GHz的條件下進行微波處理35s，過濾，烘干，研磨過250目篩，得改性蛭石。
所述的工業污水處理用高效混凝劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將腐殖酸烘干，超微粉碎至420目，得腐殖酸粉末，備用；
(2)按比例將改性蛭石、亞硫酸氫鈉和去離子水混合，加熱至82℃并保溫4min，得到混合物A；
(3)按比例將腐殖酸粉末與松香甘油脂加入到步驟(2)的混合物A中混合，加熱至79℃并保溫12min，得到混合物B；
(4)按比例將木質素磺酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉加入到步驟(3)的混合物B中混合，加熱至70℃并保溫18min，得到混合物C；
(5)采用熱空氣進口溫度為135℃、熱空氣出口溫度為75℃的噴霧干燥方式，將步驟(4)得到的混合物C制成球形顆粒狀，即為所述的工業污水處理用高效混凝劑。
實施例2
本發明實施例中，一種工業污水處理用高效混凝劑，按照質量份數計，由以下原料組成：改性蛭石51份、腐殖酸12份、乙二胺四乙酸二鈉7份、亞硫酸氫鈉3份、松香甘油脂10份、木質素磺酸鈉8份、去離子水84份；改性蛭石的制備：將蛭石粉碎，過120目篩，置于105℃溫度下烘干，備用；將蛭石置于其質量的8倍的濃度為25％的氫氧化鈉溶液中浸泡5h后，以3500r/min速度離心分離得濾渣；接著將濾渣置于其質量的4倍量的濃度為3％的檸檬酸溶液中，在微波功率為340W、微波頻率為15GHz的條件下進行微波處理40s，過濾，烘干，研磨過200目篩，得改性蛭石。
所述的工業污水處理用高效混凝劑的制備方法，與實施例1相同。
實施例3
本發明實施例中，一種工業污水處理用高效混凝劑，按照質量份數計，由以下原料組成：改性蛭石48份、腐殖酸16份、乙二胺四乙酸二鈉5份、亞硫酸氫鈉5份、松香甘油脂8份、木質素磺酸鈉11份、去離子水80份；改性蛭石的制備：將蛭石粉碎，過120目篩，置于108℃溫度下烘干，備用；將蛭石置于其質量的7倍的濃度為27％的氫氧化鈉溶液中浸泡5h后，以3800r/min速度離心分離得濾渣；接著將濾渣置于其質量的4倍量的濃度為4％的檸檬酸溶液中，在微波功率為320W、微波頻率為17GHz的條件下進行微波處理36s，過濾，烘干，研磨過250目篩，得改性蛭石。
所述的工業污水處理用高效混凝劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將腐殖酸烘干，超微粉碎至450目，得腐殖酸粉末，備用；
(2)按比例將改性蛭石、亞硫酸氫鈉和去離子水混合，加熱至75℃并保溫9min，得到混合物A；
(3)按比例將腐殖酸粉末與松香甘油脂加入到步驟(2)的混合物A中混合，加熱至74℃并保溫18min，得到混合物B；
(4)按比例將木質素磺酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉加入到步驟(3)的混合物B中混合，加熱至65℃并保溫24min，得到混合物C；
(5)采用熱空氣進口溫度為130℃、熱空氣出口溫度為80℃的噴霧干燥方式，將步驟(4)得到的混合物C制成球形顆粒狀，即為所述的工業污水處理用高效混凝劑。
實施例4
本發明實施例中，一種工業污水處理用高效混凝劑，按照質量份數計，由以下原料組成：改性蛭石50份、腐殖酸14份、乙二胺四乙酸二鈉6份、亞硫酸氫鈉4份、松香甘油脂9份、木質素磺酸鈉9份、去離子水83份；改性蛭石的制備：將蛭石粉碎，過120目篩，置于108℃溫度下烘干，備用；將蛭石置于其質量的7倍的濃度為30％的氫氧化鈉溶液中浸泡5h后，以3800r/min速度離心分離得濾渣；接著將濾渣置于其質量的4倍量的濃度為3％的檸檬酸溶液中，在微波功率為320W、微波頻率為17GHz的條件下進行微波處理38s，過濾，烘干，研磨過250目篩，得改性蛭石。
所述的工業污水處理用高效混凝劑的制備方法，與實施例3相同。
實施例5
本發明實施例中，一種工業污水處理用高效混凝劑，按照質量份數計，由以下原料組成：改性蛭石49份、腐殖酸15份、乙二胺四乙酸二鈉6份、亞硫酸氫鈉4份、松香甘油脂8份、木質素磺酸鈉10份、去離子水82份；改性蛭石的制備：將蛭石粉碎，過120目篩，置于108℃溫度下烘干，備用；將蛭石置于其質量的7倍的濃度為28％的氫氧化鈉溶液中浸泡5h后，以3800r/min速度離心分離得濾渣；接著將濾渣置于其質量的4倍量的濃度為4％的檸檬酸溶液中，在微波功率為320W、微波頻率為17GHz的條件下進行微波處理36s，過濾，烘干，研磨過250目篩，得改性蛭石。
所述的工業污水處理用高效混凝劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將腐殖酸烘干，超微粉碎至450目，得腐殖酸粉末，備用；
(2)按比例將改性蛭石、亞硫酸氫鈉和去離子水混合，加熱至78℃并保溫7min，得到混合物A；
(3)按比例將腐殖酸粉末與松香甘油脂加入到步驟(2)的混合物A中混合，加熱至76℃并保溫15min，得到混合物B；
(4)按比例將木質素磺酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉加入到步驟(3)的混合物B中混合，加熱至68℃并保溫22min，得到混合物C；
(5)采用熱空氣進口溫度為135℃、熱空氣出口溫度為75℃的噴霧干燥方式，將步驟(4)得到的混合物C制成球形顆粒狀，即為所述的工業污水處理用高效混凝劑。
對比例1
在實施例5的基礎上，以蛭石取代改性蛭石，其余與實施例5完全相同。
對比例2
在實施例5的基礎上，刪除腐殖酸這一組分，其余與實施例5完全相同。
對比例3
在實施例5的基礎上，以蛭石取代改性蛭石，并刪除腐殖酸這一組分，其余與實施例5完全相同。
將待處理污水質量的0.001倍的上述實施例1-5以及對比例1-3制得的工業污水處理用高效混凝劑分別用于處理垃圾滲出液和化工廢水，然后對處理前和處理后的垃圾滲出液和化工廢水進行采樣分析檢測其中的COD、氨氮和懸浮物，其中垃圾滲出液處理前上述污染物的含量為：COD為29000mg/L，氨氮為1310mg/L，懸浮物為1850mg/L；化工廢水處理前上述污染物的含量為：COD為3700mg/L，氨氮為18.8mg/L，懸浮物為250mg/L。處理后的垃圾滲出液和化工廢水中上述污染物的含量如表1所示。
表1各組處理后的垃圾滲出液和化工廢水中污染物的含量
由表1可以看出：本發明利用實施例1-5制得的工業污水處理用高效混凝劑對垃圾滲出液和化工廢水進行處理，能有效去除其中的COD、氨氮和懸浮物，且可以明顯觀察到污水中的懸浮物被高效去除，濁度明顯降低，水質變清。同時，實施例5與對比例1-3的比較，可知本發明中經亞硫酸氫鈉處理后的改性蛭石以及經松香甘油脂處理后的腐殖酸的共同作用，對工業污水處理的效果非常明顯。
對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。