一種水凈化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水凈化劑及其制備方法。所述水凈化劑，按質量分數(shù)含有：硅藻土粉、沸石粉、麥飯石粉、電氣石粉、海泡石粉、平均粒徑在80-160μm的無機絮凝劑，重均分子量40萬-80萬的陽離子表面活性劑。本發(fā)明的水凈化劑可以在較短的時間、較少的用量下獲得較好的處理效果，是用于處理家庭和團體單位生活飲用水與工業(yè)用水器械的理想選擇材料。
【專利說明】一種水凈化劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及凈化劑及其制備方法，尤其涉及一種用于水處理的凈化劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著現(xiàn)代城市化和工業(yè)化進程的加快，人類賴以生存的河流及水源的污染越來越嚴重，水體出現(xiàn)季節(jié)性或終年發(fā)黑發(fā)臭。據(jù)報道，我國經(jīng)流城市的河段普遍受到不同程度的污染,如上海的蘇州河、蘇州的外城河、南京的秦淮河、廣東的珠江、北京的永定河等以及無數(shù)的排水溝、池塘、海濱或河濱濕地、公園濕地等等都受到嚴重的污染，有的地方甚至威脅到人類飲用水源、水庫等。水質的污染嚴重威脅到居民的生活質量和健康，限制了城市自身的發(fā)展，破壞了城市的美好形象。因此，對污水的治理對于提高人們生活質量，保證身體健康起著至關重要的作用。
[0003]目前，對污水的凈化有物理處理法、化學處理法、物理化學法和生物處理法。物理處理法是通過物理作用，以分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)污染物質(包括油膜和油珠)，常用的有重力分離法、離心分離法、過濾法等?；瘜W處理法是向污水中投加某種化學物質，利用化學反應來分離、回收污水中的污染物質，常用的有化學沉淀法、聚凝法、中和法、氧化還原(包括電解)法等。物理化學法是利用物理化學作用去除廢水中的污染物質，主要有吸附法、離子交換法、膜分離法、萃取法等。生物處理法是通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態(tài)的有機性污染物質轉化為穩(wěn)定、無害的物質，可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法。
[0004]污水處理中的物理`法操作方便，但是處理效果一般，不能深度去除污水中的有毒有害物質；生物處理法的處理周期很長，而有的方法甚至會存在生態(tài)風險或對環(huán)境造成二次污染；化學處理法則既可以深度去除污水中的有毒有害物質，而且處理周期相對于生物處理法短很多，因此是目前使用較為廣泛的一種污水處理方法。但是化學處理方法中的處理劑對于污水的處理效果起著重要的作用。
[0005]如CN101607750A公開了一種污水凈化劑，所述的污水凈化劑中各組分的重量配比為:三氧化二鋁粉10%~20%、高含量硅石粉10%~15%、硅藻土 15%~25%、硅藻土培育基30%~40%、醫(yī)用石膏粉5%~15%、石英石粉5%~15%。所述的污水凈化劑中各組分的重量配比為:三氧化二鋁粉10%~20%、高含量硅石粉10%~15%、硅藻土15%~25%、硅藻土培育基30%~40%、醫(yī)用石膏粉5%~15%、石英石粉5%~15%。CN103269983A公開了一種洗衣漂洗水的凈化劑組合物，所述組合物包含:a.30-70重量％的選自鋁鹽和鐵鹽的電解質絮凝劑；b.0.5-5重量％的中性和/或陰離子改性的聚合物凝聚劑(MW>100kD) ；c.15-35重量％的無機填料，其密度為至少1.5kg/dm3 ;和d.20-40重量％的季銨陽離子表面活性劑和/或季銨化合物的聚合物的溶液。
[0006]凈化劑在水處理中可以縮短處理時間，提高處理的質量。
【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種在處理時間較短、用量較少的情況下獲得較好處理效果的水凈化劑。
[0008]本發(fā)明配制的水凈化劑比表面大而且均勻，對水中有害物質的吸附分解效果好。所材料均采用天然材料制成無污染，材料易得，價格低廉，性價比高。將回收的廢料經(jīng)200-300°C的高溫處理后可以二次利用，同時也是養(yǎng)花等種植業(yè)的增氧調濕劑和家養(yǎng)寵物撲圈除味的理想選擇材料，避免造成二次污染。
[0009]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案: [0010]一種水凈化劑，按質量分數(shù)含有:320-360目硅藻土粉25_55%，例如為26%、28%、33%、36%、42%、50%、54% 等，360-400 目沸石粉 8-24%,例如為 10%、14%、17%、21%、23% 等，360-400目麥飯石粉18-34%，例如為19%、21%、23%、26%、32%等，1000目以上電氣石粉2_4%，例如為 2.2%、2.8%、3.5%、3.8% 等，360-400 目海泡石粉 6_10%，例如為 7%、8.5%、9%、9.6% 等，平均粒徑在80-160 μ m的無機絮凝劑3-7%，例如為3.5%、4%、5.2%、6%、6.6%等，重均分子量40萬-80萬的陽離子表面活性劑4-8%，例如為4.5%、5%、6%、7%等，上述各組分含量之和為
100% ο
[0011]作為優(yōu)選技術方案，本發(fā)明所述的水凈化劑，按質量分數(shù)含有:320-360目娃藻土粉30-45%，360-400目沸石粉10-20%，360-400目麥飯石粉20-30%，1000目以上電氣石粉2-4%，360-400目海泡石粉6-10%，平均粒徑在80-160 μ m的無機絮凝劑4_7%，重均分子量40萬-80萬的陽離子表面活性劑5-8%，上述各組分含量之和為100%。
[0012]硅藻土
[0013]硅藻是一種單細胞藻類，形體非常小，只有幾微米到幾十微米。硅藻能進行光合作用，不僅可以當做水生生物的食物，也可以為需氧動物提供氧氣。硅藻的遺骸沉積到水底，經(jīng)過億萬年的累積和地質變遷成為硅藻土，因硅藻土無毒無味早些年災荒時被世人食之可用來充饑，所以又被世人稱之為“觀音土”。
[0014]硅藻土主要成分是非晶質SiO2,具有較好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，除氫氟酸以外，硅藻殼體不溶于硫酸等其他強酸，是一種惰性非金屬礦物質，也是一種天然的環(huán)保功能性納米級微孔材料。因為其孔隙度高、比表面積大，吸附性強、質輕、堅固、隔音、隔熱、耐磨、耐酸和熱傳導性低等多種特性，可用作環(huán)境治理、耐火、絕熱、填充、磨光、助濾劑、土壤改良劑、無害殺蟲劑等材料。應用領域非常廣泛，包括食品工業(yè)，建材、交通、釀造、食品、水處理、化工、橡膠、醫(yī)藥、冶金、農業(yè)等行業(yè)。
[0015]沸石粉
[0016]沸石是火山熔巖形成的一種架狀結構的鋁硅酸鹽礦物。它含有水產動物生長發(fā)育所需的全部常量元素和大部分微量元素。這些元素都以離子狀態(tài)存在，能被水產動物所利用。此外沸石還具有獨特的吸附性、催化性、離子交換性，離子的選擇性、耐酸性、熱穩(wěn)定性、多成份性及很高的生物活性和抗毒性等。沸石孔穴和通道中的陽離子還有較強的選擇性離子交換性能?？蓪游镉泻Φ闹亟饘匐x子和氰化物除掉，使有益的金屬離子被釋放出來。
[0017]沸石是當今世界廣為注目的新興的礦物原料，已被國內外，特別是世界先進發(fā)達國家廣泛應用于工農業(yè)各個領域，被譽為“工業(yè)味精”。沸石粉是天然的沸石巖磨細而成，顏色為白色。可去除水中氨氮95%，凈化水質，緩解轉水現(xiàn)象。沸石粉被廣泛地應用于化工、輕工、建材、農牧漁、醫(yī)藥、環(huán)保及國防工業(yè)等。特級品沸石主要用于高科技尖端科學領域。
[0018]海泡石粉
[0019]海泡石具有大的比表面積，較大的離子交換能力，因而在化學催化領域、廢水、廢氣的處理等方面的應用日益廣泛。呈纖維狀存在的海泡石，具有極大的潛在比表面積，具有很大的吸附能力。
[0020]海泡石擁有包括貫穿整個結構的沸石水通道和孔洞以及大的表面積，理論上具有大量孔徑為0.36nm — 1.06nm的管狀孔道及部分中孔和少量大孔結構。海泡石有高達900m2/g的理論表面積，在通道和孔洞中可以吸附大量的水或極性物質，包括低極性物質。因此，海泡石具有很強的吸附能力。
[0021]海泡石粉在工、農業(yè)生產中有廣泛的用途，在地熱鉆井和深海石油鉆井中作為配制泥漿的優(yōu)良原料；在石油和油脂工業(yè)中用作油脂吸附劑、脫色劑和凈化劑；在醫(yī)藥工業(yè)中用作離子交換劑、凈化劑和發(fā)殼劑以及葡萄糖工業(yè)的發(fā)酵劑，在釀酒工業(yè)中作為澄清劑；陶瓷工業(yè)中可作為玻璃琺瑯的原料和陶瓷泥漿的粘合劑等等.[0022]電氣石粉
[0023]優(yōu)質的電氣石是一種寶石級礦物，俗稱碧璽。在國際寶石市場上同海蘭寶石、蘭寶石、紫牙烏等同屬中上檔次寶石，身價僅次于祖母綠。電氣石也是一種工業(yè)礦物，是一種難得的保健、環(huán)境、聲電、電磁等多功能材料。電氣石化學成分復雜，是以含硼為特征的鋁、鈉、鐵、鎂、鋰的環(huán)狀結構硅酸鹽礦物。電氣石具有壓電性、熱電性、編光性、多色性及較高的硬度。主要的功能表現(xiàn)在:①永久存在類似磁鐵磁極的自然電極發(fā)射遠紅外線在空氣中產生空氣負離子；④與水作用能產生負氧離子；⑤含有多種有益健康的微量元素。
[0024]基于電氣石的上述性能，被公認為一種功能性環(huán)保材料。
[0025]電氣石可用于化妝品，紡織品領域，發(fā)射遠紅外線改善人體血液循環(huán)。還具有促進植物發(fā)育生長作用。與水作用能產生負離子，可增強飲用水的活性，降低水分子的締合度，用于水的凈化處理，提高水的溶解能力，環(huán)境治理方面，對空氣粉塵的吸附和有害氣體的吸附降解，可以在空氣中產生空氣負離子。電氣石粉具有消除室內空氣污染和有益人體健康功能，電氣石還可用于住宅室內裝修材料和室內用品，由于電氣石不斷釋放負離子，能起到改善室內空氣質量的效果。用于電磁輻身源，可以減少電磁波的輻射等等?？傊姎馐潜话l(fā)現(xiàn)的新型環(huán)境保護材料，具有廣泛的應用前景。
[0026]麥飯石粉
[0027]麥飯石是一種對生物無毒、無害并具有一定生物活性的復合礦物或藥用巖石。麥飯石具有礦化凈化水質，增加水的生物活性，改善機體生理功能和雙向調節(jié)水的酸堿平衡等特性。
[0028]麥飯石在浸泡時向水中緩慢地釋放出麥飯石中含有的多種人體所需的微量元素，并能夠吸附一定的有害物質。
[0029]長期飲用由麥飯石浸泡的水，可促進循環(huán)，延年益壽、強壯骨骼，促進發(fā)育，止血消腫。
[0030] 麥飯石廣泛地用于民用、工業(yè)水處理、醫(yī)療衛(wèi)生、食品保健、釀酒、除臭劑、農作物和花卉栽培、家禽養(yǎng)殖及水產養(yǎng)殖等行業(yè)。
[0031]優(yōu)選地，所述的硅藻土粉、沸石粉、麥飯石粉、電氣石粉、海泡石粉均為一級。[0032]本發(fā)明使用廉價、來源廣泛的原料組合作為污水處理劑取得了出乎預料的水處理效果。在用量為l_5g/L的用量下，3h后常見重金屬的脫除率即可達到90%以上，三氯甲烷、四氯甲烷、氟化物的脫除率達到90%以上?？梢姳景l(fā)明的水凈化劑成本低廉且高效。
[0033]作為優(yōu)選技術方案，本發(fā)明所述的水凈化劑，所述的無機絮凝劑為聚合硫酸鐵和/或硫酸鋁，優(yōu)選為聚合硫酸鐵和硫酸鋁以1:0.5-3，例如為1:0.8、1:1.1、1:1.5、1:2.1、1:2.5、1:2.8等的比例混合。
[0034]作為優(yōu)選技術方案，本發(fā)明所述的水凈化劑，所述陽離子表面活性劑為聚丙烯酰胺和/和十六烷基溴化吡啶的混合物，優(yōu)選聚丙烯酰胺和十六烷基溴化吡啶以質量比1:0.5-3，例如為 1:0.8,1:1.1、1:1.5,1:2.1,1:2.5,1:2.8 等的比例混合。
[0035]本發(fā)明的目的之一還在于提供所述凈化劑的制備方法，包括如下步驟:
[0036]I)將硅藻土粉、沸石粉、麥飯石粉、海泡石粉、無機絮凝劑，陽離子表面活性劑混合，充分攪拌，得混合粉體；
[0037]2)將步驟I)所得混合粉體添加15-30%的清水攪拌后用圓盤造粒機造粒；
[0038]3)烘干步驟2)造粒后所得混合物；
[0039]4)燒制步驟3)所得混合物即得所述凈化劑。
[0040]作為優(yōu)選技術方案，本發(fā)明所述的制備方法，步驟2)中所述造粒的直徑為
1.2-1.6mm的圓形顆粒。
`[0041]作為優(yōu)選技術方案，本發(fā)明所述的制備方法，步驟3)中烘干的溫度為低于100°C，例如為45°C、50°C、60°C、70°C、85°C、9(rC等，烘干的時間為30min以上，例如為40min、60min、80min、IOOmin 等。
[0042]優(yōu)選地，步驟3)中烘干的溫度為80_95°C，烘干的時間為l_2h。
[0043]作為優(yōu)選技術方案，本發(fā)明所述的制備方法，步驟3)中燒制的溫度為高于500°C，例如為550°c、600°c、65(rc、71(rc、78(rc、90(rc等，燒制的時間為Ih以上，例如為1.5、
2.1,2.6、3、6 等。
[0044]優(yōu)選地，步驟3)中燒制的溫度為500-700°C，燒制的時間為l_2h。
[0045]本發(fā)明的提供的水凈化劑組分簡單、成本低廉，在較小的用量、較短的時間下達到了對無機重金屬離子及有機污染物的良好的脫除效果。
[0046]下面對本發(fā)明進一步詳細說明。但下述的實例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權利保護范圍，本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準。
【具體實施方式】
[0047]下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
[0048]為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實施例如下:
[0049]實施例1
[0050]一種水凈化劑，按質量分數(shù)含有:320-360目一級硅藻土粉54%，360-400目一級沸石粉8%，360-400目一級麥飯石粉18%，1000目以上一級電氣石粉4%，360-400目一級海泡石粉9%，平均粒徑在80-160 μ m的無機絮凝劑3%，重均分子量40萬-80萬的陽離子表面活性劑4%。[0051 ] 使用本發(fā)明的方法制備水凈化劑。
[0052]實施例2
[0053]一種水凈化劑，按質量分數(shù)含有:320-360目硅藻土粉25%，360-400目沸石粉22%，360-400目麥飯石粉30%，1000目以上一級電氣石粉2%，360-400目海泡石粉6%，平均粒徑在80-160 μ m的無機絮凝劑7%，重均分子量40萬-80萬的陽離子表面活性劑8%。
[0054]使用本發(fā)明的方法制備水凈化劑。
[0055]實施例3
[0056]一種水凈化劑，按質量分數(shù)含有:320-360目硅藻土粉33%，360-400目沸石粉15%，360-400目麥飯石粉30%，1000目以上一級電氣石粉3%，360-400目海泡石粉7%，平均粒徑在80-160 μ m的無機絮凝劑6%，重均分子量40萬-80萬的陽離子表面活性劑6%。
[0057]使用本發(fā)明的方法制備水凈化劑。
[0058]實施例4
[0059]一種水凈化劑，按質量分數(shù)含有:320-360目一級硅藻土粉40%，360-400目一級沸石粉20%，360-400目一級麥飯石粉25%，1000目以上一級電氣石粉3%，360-400目一級海泡石粉8%，平均粒徑在80-160 μ m的無機絮凝劑7%，重均分子量40萬-80萬的陽離子表面活性劑7%。
[0060]使用本發(fā)明的方法制備水凈化劑。
[0061]取生活用水或工廠污水，按l_5g/L的加入量加入本發(fā)明制得的水凈化劑，在加入凈化劑前，及加入l_4h后測試污水中的常見重金屬及有機物的含量，經(jīng)計算得到加入本發(fā)明的水凈化劑Ih后的的重金屬及有`機物的脫除率達到65%以上，加入本發(fā)明的水凈化劑2h后的的重金屬及有機物的脫除率達到80%以上，加入本發(fā)明的水凈化劑3h后的的重金屬及有機物的脫除率達到90%以上，加入本發(fā)明的水凈化劑4h后的的重金屬及有機物的脫除率達到95%以上?？梢姳景l(fā)明制得的水處理劑具有很高的脫除效率。
[0062] 申請人:聲明，所屬【技術領域】的技術人員在上述實施例的基礎上，將上述實施例某組分的具體含量點值，與
【發(fā)明內容】
部分的技術方案相組合，從而產生的新的數(shù)值范圍，也是本發(fā)明的記載范圍之一，本申請為使說明書簡明，不再羅列這些數(shù)值范圍。
[0063] 申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的制作工藝，但本發(fā)明并不局限于上述制作步驟，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述制作步驟才能實施。所屬【技術領域】的技術人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明所選用原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內。
[0064]以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0065]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0066]此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內容。
【權利要求】
1.一種水凈化劑，其特征在于，按質量分數(shù)含有:320-360目硅藻土粉25-55%，360-400目沸石粉8-24%，360-400目麥飯石粉18-34%，1000目以上電氣石粉2_4%，360-400目海泡石粉6-10%，平均粒徑在80-160 μ m的無機絮凝劑3_7%，重均分子量40萬-80萬的陽離子表面活性劑4-8%，上述各組分含量之和為100%。
2.如權利要求1所述的水凈化劑，其特征在于，按質量分數(shù)含有:320-360目硅藻土粉30-45%，360-400目沸石粉10_20%，360-400目麥飯石粉20_30%，1000目以上電氣石粉2-4%，360-400目海泡石粉6-10%，平均粒徑在80-160 μ m的無機絮凝劑4_7%，重均分子量40萬-80萬的陽離子表面活性劑5-8%，上述各組分含量之和為100%。
3.如權利要求1或2所述的水凈化劑，其特征在于，所述的硅藻土粉、沸石粉、麥飯石粉、電氣石粉、海泡石粉均為一級。
4.如權利要求1或2所述的水凈化劑，其特征在于，所述的無機絮凝劑為聚合硫酸鐵和/或硫酸鋁，優(yōu)選為聚合硫酸鐵和硫酸鋁以1:0.5-3的比例混合。
5.如權利要求1或2所述的水凈化劑，其特征在于，所述陽離子表面活性劑為聚丙烯酰胺和/和十六烷基溴化吡啶的混合物，優(yōu)選聚丙烯酰胺和十六烷基溴化吡啶以質量比1:0.5-3的比例混合。
6.一種權利要求1-5任一項所述凈化劑的制備方法，包括如下步驟: 1)將硅藻土粉、沸石粉、麥飯石粉、海泡石粉、無機絮凝劑，陽離子表面活性劑混合，充分攪拌，得混合粉體； 2)將步驟I)所得混合粉體添加15-30%的清水攪拌后用圓盤造粒機造粒； 3)烘干步驟2)造粒后所得混合物； 4)燒制步驟3)所得混合物即得所述凈化劑。
7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中所述造粒的直徑為1.2-1.6mm的圓形顆粒。
8.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中烘干的溫度為低于100°C，烘干的時間為30min以上。 優(yōu)選地，所述烘干的溫度為80-95°C，烘干的時間為l_2h。
9.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中燒制的溫度為高于500°C，燒制的時間為Ih以上。
10.如權利要求9所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中燒制的溫度為500-700°C，燒制的時間為l_2h。
【文檔編號】C02F1/30GK103754975SQ201410012925
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權日:2014年1月10日
【發(fā)明者】李存昌, 陶普華, 李凱文 申請人:青島川山國際投資開發(fā)有限公司