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印染废水用处理剂及其制备方法

发布时间:2021-1-15 8:56:18  中国污水处理工程网

申请日 20200908

公开(公告)日 20201215

IPC分类号 B01J23/75; B01J35/02; C02F1/30; C02F103/30

摘要

本发明公开了一种印染废水用处理剂及其制备方法,属于污水处理技术领域。本发明研制的产品为层状结构,所述层状结构包括层状硅酸盐和氧化石墨烯;所述层状硅酸盐和所述氧化石墨烯之间的质量比为1:3‑1:10;所述层状硅酸盐和所述氧化石墨烯至少部分或全部相互插层;所述层状硅酸盐和所述氧化石墨烯之间通过化学键连接;所述层状硅酸盐和所述氧化石墨烯之间嵌入有催化剂粉体。其中,催化剂粉体选用纳米钛酸钴粉体;另外,层状结构为褶皱层状结构,其粗糙度Ra不低于10。本发明所得产品对印染废水具有优异的处理效果,且产品性状稳定,回收后经过简单处理即可回用。

权利要求书

1.一种印染废水用处理剂,其特征在于,所述处理剂为层状结构;

所述层状结构包括层状硅酸盐和氧化石墨烯;

所述层状硅酸盐和所述氧化石墨烯之间的质量比为1:3-1:10;

所述层状硅酸盐和所述氧化石墨烯至少部分或全部相互插层;

所述层状硅酸盐和所述氧化石墨烯之间通过化学键连接;

所述层状硅酸盐和所述氧化石墨烯之间嵌入有催化剂粉体。

2.根据权利要求1所述的一种印染废水用处理剂,其特征在于,所述催化剂粉体为钛酸钴;所述钛酸钴为纳米钛酸钴。

3.根据权利要求1所述的一种印染废水用处理剂,其特征在于,所述层状结构为褶皱层状结构,所述褶皱层状结构表面平均粗糙度Ra不小于10。

4.根据权利要求1所述的一种印染废水用处理剂,其特征在于,所述层状硅酸盐为水滑石、蒙脱土、锂皂石、白云母、高岭土、蛭石中的任意一种。

5.根据权利要求4所述的一种印染废水用处理剂,其特征在于,所述层状硅酸盐骨架结构中的金属离子被氢离子取代。

6.一种印染废水用处理剂的制备方法,其特征在于,具体制备步骤包括:

将层状硅酸盐和氧化石墨烯按质量比为1:3-1:10于水中超声分散,得分散液;

向分散液中加入分散液质量5-10%的乳化剂,剪切乳化后,得乳液;再将乳液喷雾干燥,得干燥粉体;

将干燥粉体和催化剂粉体按质量比为20:1-50:1混合球磨36-72h后,于惰性气体保护状态下,升温至1500-1800℃,保温反应后,冷却,出料,得印染废水用处理剂。

7.根据权利要求6所述的一种印染废水用处理剂的制备方法,其特征在于,具体制备步骤还包括:

层状硅酸盐的预处理:

将层状硅酸盐和盐酸按照质量比为1:5-1:10混合后,水热反应,再经过滤,洗涤和干燥,得干燥滤饼,再将干燥滤饼焙烧2-3h,得预处理层状硅酸盐。

8.根据权利要求6所述的一种印染废水用处理剂的制备方法,其特征在于,所述催化剂粉体为钛酸钴;所述钛酸钴为纳米钛酸钴。

9.根据权利要求6或7任一项所述的一种印染废水用处理剂的制备方法,其特征在于,所述层状硅酸盐为水滑石、蒙脱土、锂皂石、白云母、高岭土、蛭石中的任意一种。

说明书

一种印染废水用处理剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域,具体是一种印染废水用处理剂及其制备方法。

背景技术

目前,随着工业的蓬勃发展和城市飞速扩容,以及农村城镇化步伐的加快,资源的使用量也在不断的增加,特别是水资源,而我国是一个水资源匮乏的国家,如何能够节约水资源和水资源的重复利用成为人们关注的问题,而在水资源的重复利用中,污水处理是重中之重。我国95%以上的城市和企业,仍然采用传统的活性污泥法处理污水,存在着流程复杂、投资大、能耗高、运行管理繁琐、处理效果差的缺点,同时会产生大量活性污泥,污泥中含有大量重金属、高致癌、高致病菌群和有机污染物,释放出恶臭气味,污染周边环境。许多单位地区采用填埋方式处理这些污泥,需要占用大量土地,且容易造成地下水的二次污染。有些地区采用污水处理剂或污水净化剂,但是大部分经处理或净化后的水质虽然有所改善,但是还是具有微弱的污染程度,达不到清澈透明。印染废水属工业废水中较难治理的一种。由于技术、经济等原因,目前大多数采用的生物、物理治理方法只能达到基本排放要求。虽然在色度上略有下降,但对有机物质只是分解成较小物质,对这些分解产物性质很难控制也很难掌握,无法保证对环境不产生危害。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点,属难处理的工业废水之一,废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。中国专利CN 105060367A公开了一种污水处理剂,所述污水处理剂由以下重量份的原料制成:活性污泥90~120份、立德粉和聚天冬氨酸颗粒混合物30~60份、焦炭渣粉10~20份、质量浓度为90%以上的浓硫酸15~20份、氧化锌8~10份、复合增效剂10~30份。其一,其所需原料种类繁多,较为复杂,其二,其使用高浓度硫酸,会对水源造成一定污染,其三,其最终处理后的污水排放质量达到了国家一级标准,但是在一定程度上还是属于污水,而非清澈的水质,说明其处理效果并没有达到最佳,进而也影响了其处理后的水源的再利用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种印染废水用处理剂及其制备方法,以解决现有技术中的印染废水处理剂在使用过程中,处理效率低,且处理后回收利用复杂,回收后的实际处理效果下降明显的弊端。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种印染废水用处理剂,所述处理剂为层状结构;

所述层状结构包括层状硅酸盐和氧化石墨烯;

所述层状硅酸盐和所述氧化石墨烯之间的质量比为1:3-1:10;

所述层状硅酸盐和所述氧化石墨烯至少部分或全部相互插层;

所述层状硅酸盐和所述氧化石墨烯之间通过化学键连接;

所述层状硅酸盐和所述氧化石墨烯之间嵌入有催化剂粉体。

上述技术方案通过利用层状硅酸盐的单片层结构和氧化石墨烯的单片层结构相互插层形成插层结构,并在插层结构内部嵌入催化剂粉体;在实际使用过程中,首先插层结构可以为催化剂粉体有效地捕获水体中的有机物,并且由于催化剂粉体嵌入了插层结构中,有机物的分子链容易以催化剂粉体为结合位点,挂靠于插层结构中,经过催化降解后,分子量降低,又容易脱离;再者由于层状硅酸盐呈现亲水性,而氧化石墨烯共轭区呈现疏水性,两者的插层可以使得产品具有单面亲水,另一面疏水的复合结构,从而使产品具备良好的乳化性能,可以在印染废水中良好的悬浮分散,使得催化反应可在体系中稳定进行;并且,由于相互插层的结构可以对整体起到良好的支撑稳定作用,使产品结构保持稳定,使用一段时间后,只需要将产品于无氧条件下低温煅烧,去除杂质,即可重复利用,不会破坏产品结构。

优选地,所述催化剂粉体为钛酸钴;所述钛酸钴为纳米钛酸钴。

通过引入钛酸钴粉体作为催化剂粉体,首先,钴离子本身就具备良好的催化活性,制成钛酸钴之后,可以利用钛元素调整整体的晶体结构,使产品的催化耐久性得到进一步提升,有效避免了重复使用过程中产品的催化性能下降。

优选地,所述层状结构为褶皱层状结构,所述褶皱层状结构表面平均粗糙度Ra不小于10。

采用上述褶皱结构的层状结构,可以有效提高产品对催化剂粉体的附着力,避免在使用过程中发生脱落,同时可以有效提升产品对有机污染物的截留作用,提高处理效率。

优选地,所述层状硅酸盐为水滑石、蒙脱土、锂皂石、白云母、高岭土、蛭石中的任意一种。

优选地,所述层状硅酸盐骨架结构中的金属离子被氢离子取代。

一种印染废水用处理剂的制备方法,具体制备步骤包括:

将层状硅酸盐和氧化石墨烯按质量比为1:3-1:10于水中超声分散,得分散液;

向分散液中加入分散液质量5-10%的乳化剂,剪切乳化后,得乳液;再将乳液喷雾干燥,得干燥粉体;

将干燥粉体和催化剂粉体按质量比为20:1-50:1混合球磨36-72h后,于惰性气体保护状态下,升温至1500-1800℃,保温反应后,冷却,出料,得印染废水用处理剂。

优选地,具体制备步骤还包括:

层状硅酸盐的预处理:

将层状硅酸盐和盐酸按照质量比为1:5-1:10混合后,水热反应,再经过滤,洗涤和干燥,得干燥滤饼,再将干燥滤饼焙烧2-3h,得预处理层状硅酸盐。

上述技术方案通过使得产品层状硅酸盐的骨架结构中的金属离子被氢离子取代,使得层状硅酸盐的硅氧骨架转变为硅羟基;在高温处理过程中,随着温度的升高,硅羟基容易和氧化石墨烯共轭区羟基发生脱水缩合,从而形成化学键合,同时产生的水分容易导致插层结构的内部局部膨胀,使产品形成褶皱结构,提升比表面积。

优选地,所述催化剂粉体为钛酸钴;所述钛酸钴为纳米钛酸钴。

优选地,所述层状硅酸盐为水滑石、蒙脱土、锂皂石、白云母、高岭土、蛭石中的任意一种。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

(1)本发明所得产品对印染废水具有优异的催化降解性能,且使用过程中可以稳定悬浮分散于待处理废水中,形状稳定;

(2)本发明所得产品完成处理后,回收简单,只需在无氧环境下进行简单的煅烧处理即可回用,且结构稳定,不会因为高温煅烧引起结构坍塌等问题。

发明人 (黎云)

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