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污泥深度脫水用球狀納米過氧化鈣制備方法

發布時間:2019-7-2 17:46:56  中國污水處理工程網

  申請日2019.04.12

  公開(公告)日2019.06.18

  IPC分類號C02F11/145

  摘要

  本發明公開了一種用于污泥深度脫水的球狀納米過氧化鈣制備方法,該方法以氯化鈣為原料,包括如下步驟:將一定量的分散劑加入鈣鹽水溶液中作為反應母液,并用氨水將反應母液pH值調節為9~11;磁力攪拌一定時間后,將一定濃度的過氧化氫一定速率加入仍在磁力攪拌的反應母液中,滴加完成后靜置2h;加入一定量氫氧化鈉使得過氧化鈣沉淀形成混合液,用抽濾機抽濾,得到濾餅用無水乙醇反復洗滌后,置于真空冷凍干燥機中干燥12~24h,即得到了球狀納米過氧化鈣粉末。本發明在常溫條件下制備,操作簡單,原料價廉易得,產品分散性好,粒徑小,為污泥的深度脫水提供了球狀納米過氧化鈣的合成方法。

  權利要求書

  1.一種用于污泥深度脫水的球狀納米過氧化鈣制備方法,其特征在于:包括如下步驟:

  (1)在去離子水中加入鈣鹽,配制成的鈣鹽溶液;

  (2)在鈣鹽溶液中加入一定量的分散劑形成反應母液,并用氨水調節反應母液pH值在9~11之間;在室溫下采用磁力攪拌反應母液20~40min,使上述物質充分混合;

  (3)將質量分數為30%的雙氧水滴加到的不斷攪拌的反應母液中,得到反應液;

  (4)雙氧水滴加完成后繼續反應30~60min;

  (5)將氫氧化鈉作為沉淀劑加入反應液中得到白色懸濁液;

  (6)將白色懸濁液抽濾,得到的濾餅后用無水乙醇反復洗滌;

  (7)洗滌后將濾餅置于冷凍干燥機中干燥12~24h,即得球狀納米過氧化鈣。

  2.根據權利要求1所述的一種用于污泥深度脫水的球狀納米過氧化鈣制備方法,其特征在于:步驟(2)中加入的分散劑為聚乙二醇,其平均分子量在200~1000之間。

  3.根據權利要求1或2所述的一種用于污泥深度脫水的球狀納米過氧化鈣制備方法,其特征在于:鈣鹽與分散劑的摩爾比為1:(15~20)。

  4.根據權利要求1所述的一種用于污泥深度脫水的球狀納米過氧化鈣制備方法,其特征在于:步驟(3)中滴加到反應母液中的雙氧水與鈣鹽的摩爾比為(4~6):1。

  5.根據權利要求1所述的一種用于污泥深度脫水的球狀納米過氧化鈣制備方法,其特征在于:步驟(3)中質量分數為30%的雙氧水的滴加速率為0.8~1.3mL/min。

  說明書

  一種用于污泥深度脫水的球狀納米過氧化鈣制備方法

  技術領域

  本發明屬于環保技術領域,具體涉及一種用于污泥深度脫水的球狀納米過氧化鈣制備方法。

  背景技術

  隨著我國人口數量的增加和經濟水平的提高,污泥產量顯著增加。污泥是由水和污水處理過程中所產生的固體沉淀物質,是污水處理中不可避免的產物。它具有含水率高,成分復雜,容易腐化發臭等特點。未經處理的污泥則有體積大,不便運輸,對生態系統構成重大威脅等特點。目前,我國的處理方法主要分為兩種:自然干化法、機械脫水法。其中,自然干化法是利用太陽蒸發去除污泥中水分。它受到溫度、濕度、降雨量等影響且干化場占地面積大,耗時長,不能廣泛應用。機械脫水法是通過在過濾介質上施加壓力來達到污泥脫水的目的。而通過添加污泥調理劑能改善污泥脫水性能,提高機械脫水效果。常見的污泥調理劑有無機混凝劑(如鋁鹽、鐵鹽)和高分子混凝劑(如聚丙烯酰胺),雖能將污泥含水率降低至80%,實現一定程度上的減量化,但仍不能滿足國家后續填埋焚燒對污泥含水率的要求。

  過氧化鈣是一種淡黃色或白色的無機金屬過氧化物,呈粉末狀,相對密度2.92,熔點275℃,難溶于水,不溶于乙醇等有機溶劑。其在室溫干燥條件下可以穩定保存,在潮濕環境中能與水反應緩慢分解生成氧氣,是一種環境友好的緩釋氧材料。其不僅在農業、水產養殖、食品保鮮等領域有廣闊應用,近年來也被用在污泥脫水中。在實際應用中,利用過氧化鈣的氧化作用和絮凝作用能夠有效改善污泥脫水性能。但傳統的過氧化鈣存在著顆粒大、易團聚的問題,嚴重影響了過氧化鈣在污泥深度脫水中的利用率。對其進行納米球狀改性能顯著提高比表面積,增加與污泥的接觸位點,從而提高反應速率和利用率。其球狀特性還能形成剛性的晶格結構,起到了骨架構建體的作用,保持污泥的脫水通道通暢,提高脫水效率。

  發明內容

  本發明為了解決現有技術中的不足之處,提供一種操作簡單、成本低、節能環保、利用率高的用于污泥深度脫水的球狀納米過氧化鈣制備方法。

  為解決上述技術問題,本發明采用如下技術方案:一種用于污泥深度脫水的球狀納米過氧化鈣制備方法,包括如下步驟:

  (1)在去離子水中加入鈣鹽,配制成的鈣鹽溶液;

  (2)在鈣鹽溶液中加入一定量的分散劑形成反應母液,并用氨水調節反應母液pH值在9~11之間;在室溫下采用磁力攪拌反應母液20~40min,使上述物質充分混合;

  (3)將質量分數為30%的雙氧水滴加到的不斷攪拌的反應母液中,得到反應液;

  (4)雙氧水滴加完成后繼續反應30~60min;

  (5)將氫氧化鈉作為沉淀劑加入反應液中得到白色懸濁液;

  (6)將白色懸濁液抽濾,得到的濾餅后用無水乙醇反復洗滌;

  (7)洗滌后將濾餅置于冷凍干燥機中干燥12~24h,即得球狀納米過氧化鈣。

  步驟(2)中加入的分散劑為聚乙二醇,其平均分子量在200~1000之間。

  鈣鹽與分散劑的摩爾比為1:(15~20)。

  步驟(3)中滴加到反應母液中的雙氧水與鈣鹽的摩爾比為(4~6):1。

  步驟(3)中質量分數為30%的雙氧水的滴加速率為0.8~1.3mL/min。

  采用上述技術方案,本發明具有以下有益效果:

  1、本發明原料及生產設備價廉易得,工藝操作簡單。

  2、本發明所使用的原料和產物無毒,對環境不產生污染。

  3、本發明制備得到的納米級球狀過氧化鈣可用于污泥的深度脫水,納米球狀過氧化鈣的粒度小,比表面積大,與污泥的反應接觸位點多,利用率高。

  4、球狀結構起骨架構建體的作用,為污泥的保持脫水通道通暢,提高脫水效率。

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