[发明专利]一种用于重金属废水处理的复合水处理药剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于重金属废水处理的复合水处理药剂，其组成成分为：聚谷氨酸、淀粉、FeCl₃·6H₂O、FeSO₄·7H₂O、硅酸钠、腐殖酸、硅藻土硬脂酸镁、甘蔗废渣、聚乙二醇、磷酸三丁酯。其制备方法为：（一）改性Fe₃O₄粒子制备：将聚乙二醇和FeCl₃·6H₂O、FeSO₄·7H₂O进行反应制备改性Fe₃O₄粒子；（二）磁性复合微球的制备：取聚谷氨酸、淀粉硅酸钠置于反应釜中，在氢氧化钠、引发剂、交联剂作用下与改性Fe₃O₄粒子复合制备磁性复合微球；（三）将硅藻土、甘蔗废渣进行高温活化后与磁性复合微球、活化混合物料、腐殖酸混合，在硬脂酸镁、磷酸三丁酯、偶联剂、分散剂作用下得到复合水处理药剂。

技术领域

本发明属于重金属废水处理技术领域，具体涉及一种用于重金属废水处理的复合水处理药剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着经济的高速发展和工业的快速提高，社会有了极大的进步，但同时人类也面临着越来越严重的环境问题，当前主要的环境问题就是重金属的污染。重金属不能被生物降解，相反会在生物的食物链中成百上千的富集，最后会进入人体，在人体内和蛋白质以及酶等发生强烈的相互作用，导致它们慢慢失活，也可能在人体中的某些器官中富集，造成慢性中毒，严重危害人类身体健康。重金属的来源和数量的不断增多且水质的越来越复杂，对自然环境和人类的健康也造成了越来越严重的威胁。因此，对重金属的处理已成为备受关注的问题。

由于形成重金属污染物的行业很多，所以重金属的来源极为广泛，主要有：①工业污染源如电镀、钢铁、矿山开采、机械加工、有色金属冶炼和部分化工企业等排放的废气、废水、废渣、废料等；②农业污染源如化肥和农药的不合理使用以及进行农田灌溉的未处理的污水等；③生活污染源如垃圾中废电池、废电器等溶出的重金属离子；④交通污染源主要来自汽车发动机和轮胎的镀金部分的磨损、汽油机油的燃烧以及汽车尾气的排放。重金属的污染过程具有来源广、不可降解性和累积性等特点。

重金属废水的组成成分复杂，因此处理技术也是多种多样的。国内外提出了很多处理方法，主要分为化学法、物理法以及生物法。①化学法。化学沉淀法由于操作简单、经济实惠等特点在工业处理过程中成了最有效、最传统的去除重金属的方法，被广泛应用。其原理是通过加入其他化学物质如碱或絮凝剂，使其与废水中的重金属发生化学反应，将废水中溶解状态的重金属离子转变为不溶性的重金属化合物，过滤后将沉淀分离去除废水中的重金属离子。化学沉淀法又包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法等。化学法处理重金属废水工艺相对简单，但处理后很难使废水达到排放标准，需作进一步处理，且处理后产生的重金属污染量大、易反溶、极易造成二次污染。②物理法。物理法是在重金属不改变化学形态下，将重金属离子收集浓缩进而分离的方法。其中吸附法是利用吸附剂对重金属离子的物理、化学或生物吸附特性去除重金属的方法。通常在废水处理中，吸附是指几种吸附共同作用的结果。吸附剂有各种各样的优缺点，吸附剂的种类也是各种各样的，有活性炭、沸石、分子筛，还有吸附树脂类等。物理法主要吸附法、离子交换法、膜分离法等。吸附法处理重金属废水，操作简单、高效，吸附剂种类多样，是应用最为广泛的重金属废水处理方法。然而，现今应用最广泛的吸附剂为活性炭，它虽然具有较强的吸附能力，对重金属离子去除率高，但其再生效率低，这就限制了它在工业上的大规模应用。③生物法。生物法是利用生物代谢产物与重金属离子相互作用达到废水净化的一种方法，具有环境效益好和成本低等优点。可分为生物絮凝法、生物吸附法、植物修复法等。生物法由于应用条件比较苛刻，不易控制，多停留在理论研究阶段。目前，国内外重金属废水处理净化领域的药剂很多，处理药剂性质不稳定，处理药剂用量大，处理效果不理想，并且实际运行操作比较繁琐。

发明内容