本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種活性復(fù)合堿及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：根據(jù)國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(gb8978-1996)，一切排污單位經(jīng)處理后最終出水的ph值必須控制在6～9范圍內(nèi)。微生物是環(huán)境工程領(lǐng)域水處理應(yīng)用的主力軍，最適生長ph值一般在7.0左右。國內(nèi)大量化工廠、化纖廠、電鍍廠、煤加工廠及金屬酸洗車間等都排出酸性廢水，需要將酸性廢水調(diào)節(jié)成中性后方可進(jìn)入后續(xù)生化處理工藝。諸多污(廢)水化學(xué)處理工藝如芬頓反應(yīng)法，也需要將出水調(diào)成中性，再進(jìn)入后續(xù)沉淀池。目前常用的水處理酸中和劑主要有燒堿、消石灰和純堿等。其中，燒堿反應(yīng)速度快、生成物少，但腐蝕性強(qiáng)、價(jià)格較高昂并呈逐年上升趨勢(shì)；消石灰價(jià)格低、生成物易脫水，但水中溶解度較低、用量較大、存儲(chǔ)及生成物處置費(fèi)用偏高；純堿價(jià)格高昂且會(huì)因生成的co2釋放而產(chǎn)生發(fā)泡問題，一般較少使用。故而，開發(fā)一種成本低廉且堿當(dāng)量高的多功能復(fù)合堿來替代燒堿、消石灰和純堿，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種活性復(fù)合堿，可用于替代常用的水處理酸中和劑片堿、消石灰和純堿，具有無毒、成本低、作用廣泛等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所提的技術(shù)方案為：一種活性復(fù)合堿，其組分包括ca(oh)2、活性白泥、硅藻土、活性碳和飽和堿溶液。上述技術(shù)方案中，將無機(jī)堿ca(oh)2和飽和堿溶液，與活性白泥、硅藻土、活性碳等載體進(jìn)行復(fù)合加工消化后，可形成具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的高堿當(dāng)量的活性復(fù)合堿。其中，活性白泥和硅藻土主要成分是sio2、al2o3、fe2o3等金屬氧化物，具有細(xì)膩、松散、質(zhì)輕、多孔、吸水性和滲透性強(qiáng)的性質(zhì)；活性炭疏松多孔，具有獨(dú)特的表面結(jié)構(gòu)吸附特性和表面化學(xué)性能；三種組分為無機(jī)堿提供穩(wěn)定的載體，為中和反應(yīng)提供優(yōu)良的微反應(yīng)單元并起催化作用，使堿性成分逐步釋放并充分與酸性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。此外，由于活性白泥、活性炭等載體物質(zhì)的高吸附活性和ca2+的存在，該復(fù)合堿還能有效的去除水中化學(xué)需氧量(cod)及磷酸根(po43-)、硫酸根(so42-)、氟離子(f-)等陰離子。作為優(yōu)選，按重量百分比計(jì)，其組分包括：進(jìn)一步優(yōu)選，按重量百分比計(jì)，其組分包括：作為優(yōu)選，所述飽和堿溶液為飽和koh、naoh或na2co3溶液中的一種或多種。本發(fā)明還提供如上述的活性復(fù)合堿的制備方法，包括如下步驟：1)將白泥加入到含有聚丙烯酸銨的鹽酸溶液中攪拌，制得漿液；2)將步驟1)中的漿液進(jìn)行焙燒，冷卻后洗滌、干燥，制得活性白泥；3)將ca(oh)2粉末、活性白泥、硅藻土、活性碳按配方比例攪拌混勻，再加入飽和堿溶液拌勻，干燥后，制得活性復(fù)合堿。作為優(yōu)選，所述步驟1)中鹽酸溶液的摩爾濃度為5-10mol/l；所述聚丙烯酸銨在鹽酸溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2-0.5wt％。作為優(yōu)選，所述步驟1)中白泥與含有聚丙烯酸銨的鹽酸溶液的投料比為0.8-1.2kg:1l。作為優(yōu)選，所述步驟2)中焙燒的溫度為300-500℃，時(shí)間為1-2h；所述步驟2)中洗滌采用去離子水洗滌至無酸根。作為優(yōu)選，所述步驟2)和步驟3)中干燥的溫度為95-115℃。作為優(yōu)選，所述步驟3)中干燥后進(jìn)一步粉碎、過篩。本發(fā)明還提供如上述的活性復(fù)合堿在水處理中的應(yīng)用。所述水處理應(yīng)用包括污水或廢水中ph調(diào)節(jié)，對(duì)so42-、po43-、f-和cod污染物的去除，減少污泥量、改善污泥沉降性等。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：(1)本發(fā)明中的活性復(fù)合堿的堿度與片堿相當(dāng)，但成本僅為片堿的三分之一。(2)本發(fā)明中的活性復(fù)合堿可以調(diào)節(jié)水質(zhì)的ph外，還具有較好的去除so42-、po43-、f-和cod等污染物的作用。(3)本發(fā)明中的活性復(fù)合堿的產(chǎn)泥量相比片堿會(huì)有所增加，但仍不及消石灰的一半，且生成的污泥流動(dòng)性較好，不易造成管道堵塞，總體成本仍較低。(4)本發(fā)明中的活性復(fù)合堿安全無毒，以天然礦物白泥、硅藻土等為基礎(chǔ)原料，無危害性質(zhì)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明不限于下述實(shí)施例。實(shí)施例1(1)將1kg白泥加入到1l含有0.3wt％聚丙烯酸銨的8mol/l鹽酸溶液中，均勻攪拌3h；(2)將步驟(1)中制得的漿液在400℃下焙燒1.5h，冷卻至室溫后用去離子水洗滌，直至洗出液ph為7.0；洗滌后的樣品轉(zhuǎn)移至烘箱，在105℃下干燥后制得活性白泥；(3)稱取1.13kg的片堿，緩緩加入到1l去離子水中，攪拌至完全溶解且恢復(fù)至室溫，制得飽和naoh溶液；(4)在一敞口攪拌罐中，依次加入0.25kgca(oh)2，0.20kg活性白泥，0.35kg硅藻土，0.11kg活性碳和0.09kg飽和naoh溶液，攪拌均勻，將樣品105℃干燥后進(jìn)一步粉碎、過篩，制得活性復(fù)合堿。實(shí)施例2(1)將1.2kg白泥加入到1l含有0.4wt％聚丙烯酸銨的9mol/l鹽酸溶液中，均勻攪拌3h；(2)將步驟(1)中制得的漿液在350℃下焙燒2h，冷卻至室溫后用去離子水洗滌，直至洗出液ph為7.0；洗滌后的樣品轉(zhuǎn)移至烘箱，在110℃下干燥后制得活性白泥；(3)稱取1.13kg的片堿，緩緩加入到1l去離子水中，攪拌至完全溶解且恢復(fù)至室溫，制得飽和naoh溶液；(4)在一敞口攪拌罐中，依次加入0.22kgca(oh)2，0.21kg活性白泥，0.37kg硅藻土，0.10kg活性碳和0.10kg飽和naoh溶液，攪拌均勻，將樣品110℃干燥后進(jìn)一步粉碎、過篩，制得活性復(fù)合堿。實(shí)施例3(1)將0.8kg白泥加入到1l含有0.25wt％聚丙烯酸銨的6mol/l鹽酸溶液中，均勻攪拌3h；(2)將步驟(1)中制得的漿液在450℃下焙燒1.5h，冷卻至室溫后用去離子水洗滌，直至洗出液ph為7.0；洗滌后的樣品轉(zhuǎn)移至烘箱，在100℃下干燥后制得活性白泥；(3)稱取1.13kg的片堿，緩緩加入到1l去離子水中，攪拌至完全溶解且恢復(fù)至室溫，制得飽和naoh溶液；(4)在一敞口攪拌罐中，依次加入0.28kgca(oh)2，0.18kg活性白泥，0.34kg硅藻土，0.12kg活性碳和0.08kg飽和naoh溶液，攪拌均勻，將樣品105℃干燥后進(jìn)一步粉碎、過篩，制得活性復(fù)合堿。應(yīng)用例1將上述實(shí)施例制備的活性復(fù)合堿進(jìn)行堿當(dāng)量試驗(yàn)；(1)往6只250ml錐形瓶中分別加入0.5g等量的片堿、消石灰、純堿和實(shí)施例1～3制取的活性復(fù)合堿，再分別加入100ml去離子水，混勻后分別滴入2-3滴酚酞指示劑；(2)用0.5mol/l的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液進(jìn)行滴定，紅色消失為滴定終點(diǎn)，記錄耗酸體積，耗酸結(jié)果如表1。表1為不同酸中和劑的耗酸量比較酸中和劑耗酸量(ml)0.5g片堿24.50.5g消石灰33.60.5g純堿18.70.5g實(shí)施例1復(fù)合堿28.30.5g實(shí)施例2復(fù)合堿25.40.5g實(shí)施例3復(fù)合堿26.8應(yīng)用例2將上述實(shí)施例制備的活性復(fù)合堿進(jìn)行人工污水凈化試驗(yàn)；(1)人工污水的配置：往1l的燒杯中加入0.1479g硫酸鈉，0.1579g磷酸三鈉，0.1275g鄰苯二甲酸氫鉀和0.0526g氫氟酸，加去離子水500ml，攪拌溶解后，轉(zhuǎn)入容量瓶定容至1l，即為人工污水。此人工污水理論水質(zhì)指標(biāo)如表2。表2為人工污水的理論水質(zhì)指標(biāo)so42-po43-(以p計(jì))f-cod濃度(mg/l)1003050150(2)按照國標(biāo)中規(guī)定或推薦的方法，對(duì)人工污水的水質(zhì)指標(biāo)so42-、po43-(以p計(jì))、f-和cod進(jìn)行測(cè)定，方法如表3。表3不同水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定指標(biāo)方法標(biāo)準(zhǔn)so42-gb/t13025.8-2012po43-(以p計(jì))gb11893-89f-gb/t6730.28-2006codgb11914-89(3)將人工污水分裝于6只錐形瓶中，每份250ml，再分別加入0.1g等量的片堿、消石灰、純堿和實(shí)施例1～3制取的活性復(fù)合堿，攪拌反應(yīng)30min，靜置沉淀后，取上清檢測(cè)水質(zhì)指標(biāo)so42-、po43-(以p計(jì))、f-和cod含量，水質(zhì)變化結(jié)果見表4，去除率結(jié)果見表5。表4為人工污水處理前后的水質(zhì)變化單位：mg/l表5為人工污水處理前后的去除率應(yīng)用例3將上述實(shí)施例制備的活性復(fù)合堿應(yīng)用于某廠生產(chǎn)廢水處理；該廠主要污染指標(biāo)為ph和cod，本應(yīng)用例還考察了污泥沉降比(sv)和產(chǎn)泥量指標(biāo)。具體步驟如下：(1)取6份各500ml原水盛裝于4只500ml燒杯中，測(cè)出原水的初始ph、cod、污泥沉降比和污泥含量；(2)邊攪拌邊分別往6只燒杯中加入片堿、消石灰、純堿和實(shí)施例1～3制取的活性復(fù)合堿，待各自ph值達(dá)到7.0時(shí)，記錄各酸中和劑加入的量；(3)分別取出100ml混合液于100ml量筒中，靜置30min，記錄各自的污泥沉降比，再測(cè)出各自的污泥含量；(4)靜置沉淀后，取各自上清液測(cè)cod，結(jié)果如表6。表6為某廠生產(chǎn)廢水處理前后水質(zhì)變化本發(fā)明中的活性復(fù)合堿的堿當(dāng)量可達(dá)到片堿的堿當(dāng)量，然而成本卻只有片堿的三分之一左右，且對(duì)so42-、po43-、f-和cod都有比較明顯的去除效果；產(chǎn)泥量比消石灰減少近半，可大大減少實(shí)際廢水或污水處理過程中的污泥處置費(fèi)用；由添加復(fù)合堿產(chǎn)生的污泥沉降性能好，可以很好地解決污泥沉降難的問題。此外，該復(fù)活性合堿以天然礦物白泥、硅藻土等為基礎(chǔ)原料，無腐蝕性，利于人工操作，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值且安全性高。本發(fā)明以上所述應(yīng)用例僅為本發(fā)明的3個(gè)具體應(yīng)用例，實(shí)際可應(yīng)用領(lǐng)域并不局限于此。當(dāng)前第1頁12