一种活性复合碱及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种活性复合碱及其制备方法和应用，其组分包括Ca(OH)2、活性白泥、硅藻土、活性碳和饱和碱溶液。该活性复合碱可用于替代常用的水处理酸中和剂片碱、消石灰和纯碱，具有无毒、成本低、作用广泛等优点。

Active composite base, preparation method and application thereof

The present invention relates to an active compound base and its preparation method and application, wherein the components include Ca (OH) 2, active white mud, diatomite, active carbon and saturated alkali solution. The activity of compound alkali can be used for common water treatment agent, acid neutralization caustic soda lime soda and replacement, has the advantages of low cost, non-toxic, wide effect etc..

【技术实现步骤摘要】
一种活性复合碱及其制备方法和应用
本专利技术涉及环境保护
，具体涉及一种活性复合碱及其制备方法和应用。
技术介绍
根据国家污水综合排放标准(GB8978-1996)，一切排污单位经处理后最终出水的pH值必须控制在6～9范围内。微生物是环境工程领域水处理应用的主力军，最适生长pH值一般在7.0左右。国内大量化工厂、化纤厂、电镀厂、煤加工厂及金属酸洗车间等都排出酸性废水，需要将酸性废水调节成中性后方可进入后续生化处理工艺。诸多污(废)水化学处理工艺如芬顿反应法，也需要将出水调成中性，再进入后续沉淀池。目前常用的水处理酸中和剂主要有烧碱、消石灰和纯碱等。其中，烧碱反应速度快、生成物少，但腐蚀性强、价格较高昂并呈逐年上升趋势；消石灰价格低、生成物易脱水，但水中溶解度较低、用量较大、存储及生成物处置费用偏高；纯碱价格高昂且会因生成的CO2释放而产生发泡问题，一般较少使用。故而，开发一种成本低廉且碱当量高的多功能复合碱来替代烧碱、消石灰和纯碱，具有重大的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种活性复合碱，可用于替代常用的水处理酸中和剂片碱、消石灰和纯碱，具有无毒、成本低、作用广泛等优点。本专利技术所提的技术方案为：一种活性复合碱，其组分包括Ca(OH)2、活性白泥、硅藻土、活性碳和饱和碱溶液。上述技术方案中，将无机碱Ca(OH)2和饱和碱溶液，与活性白泥、硅藻土、活性碳等载体进行复合加工消化后，可形成具有稳定结构的高碱当量的活性复合碱。其中，活性白泥和硅藻土主要成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3等金属氧化物，具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强的性质；活性炭疏松多孔，具有独特的表面结构吸附特性和表面化学性能；三种组分为无机碱提供稳定的载体，为中和反应提供优良的微反应单元并起催化作用，使碱性成分逐步释放并充分与酸性物质发生反应。此外，由于活性白泥、活性炭等载体物质的高吸附活性和Ca2+的存在，该复合碱还能有效的去除水中化学需氧量(COD)及磷酸根(PO43-)、硫酸根(SO42-)、氟离子(F-)等阴离子。作为优选，按重量百分比计，其组分包括：进一步优选，按重量百分比计，其组分包括：作为优选，所述饱和碱溶液为饱和KOH、NaOH或Na2CO3溶液中的一种或多种。本专利技术还提供如上述的活性复合碱的制备方法，包括如下步骤：1)将白泥加入到含有聚丙烯酸铵的盐酸溶液中搅拌，制得浆液；2)将步骤1)中的浆液进行焙烧，冷却后洗涤、干燥，制得活性白泥；3)将Ca(OH)2粉末、活性白泥、硅藻土、活性碳按配方比例搅拌混匀，再加入饱和碱溶液拌匀，干燥后，制得活性复合碱。作为优选，所述步骤1)中盐酸溶液的摩尔浓度为5-10mol/L；所述聚丙烯酸铵在盐酸溶液中的质量分数为0.2-0.5wt％。作为优选，所述步骤1)中白泥与含有聚丙烯酸铵的盐酸溶液的投料比为0.8-1.2kg:1L。作为优选，所述步骤2)中焙烧的温度为300-500℃，时间为1-2h；所述步骤2)中洗涤采用去离子水洗涤至无酸根。作为优选，所述步骤2)和步骤3)中干燥的温度为95-115℃。作为优选，所述步骤3)中干燥后进一步粉碎、过筛。本专利技术还提供如上述的活性复合碱在水处理中的应用。所述水处理应用包括污水或废水中pH调节，对SO42-、PO43-、F-和COD污染物的去除，减少污泥量、改善污泥沉降性等。同现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：(1)本专利技术中的活性复合碱的碱度与片碱相当，但成本仅为片碱的三分之一。(2)本专利技术中的活性复合碱可以调节水质的pH外，还具有较好的去除SO42-、PO43-、F-和COD等污染物的作用。(3)本专利技术中的活性复合碱的产泥量相比片碱会有所增加，但仍不及消石灰的一半，且生成的污泥流动性较好，不易造成管道堵塞，总体成本仍较低。(4)本专利技术中的活性复合碱安全无毒，以天然矿物白泥、硅藻土等为基础原料，无危害性质。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但本专利技术不限于下述实施例。实施例1(1)将1kg白泥加入到1L含有0.3wt％聚丙烯酸铵的8mol/L盐酸溶液中，均匀搅拌3h；(2)将步骤(1)中制得的浆液在400℃下焙烧1.5h，冷却至室温后用去离子水洗涤，直至洗出液pH为7.0；洗涤后的样品转移至烘箱，在105℃下干燥后制得活性白泥；(3)称取1.13kg的片碱，缓缓加入到1L去离子水中，搅拌至完全溶解且恢复至室温，制得饱和NaOH溶液；(4)在一敞口搅拌罐中，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饱和NaOH溶液，搅拌均匀，将样品105℃干燥后进一步粉碎、过筛，制得活性复合碱。实施例2(1)将1.2kg白泥加入到1L含有0.4wt％聚丙烯酸铵的9mol/L盐酸溶液中，均匀搅拌3h；(2)将步骤(1)中制得的浆液在350℃下焙烧2h，冷却至室温后用去离子水洗涤，直至洗出液pH为7.0；洗涤后的样品转移至烘箱，在110℃下干燥后制得活性白泥；(3)称取1.13kg的片碱，缓缓加入到1L去离子水中，搅拌至完全溶解且恢复至室温，制得饱和NaOH溶液；(4)在一敞口搅拌罐中，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饱和NaOH溶液，搅拌均匀，将样品110℃干燥后进一步粉碎、过筛，制得活性复合碱。实施例3(1)将0.8kg白泥加入到1L含有0.25wt％聚丙烯酸铵的6mol/L盐酸溶液中，均匀搅拌3h；(2)将步骤(1)中制得的浆液在450℃下焙烧1.5h，冷却至室温后用去离子水洗涤，直至洗出液pH为7.0；洗涤后的样品转移至烘箱，在100℃下干燥后制得活性白泥；(3)称取1.13kg的片碱，缓缓加入到1L去离子水中，搅拌至完全溶解且恢复至室温，制得饱和NaOH溶液；(4)在一敞口搅拌罐中，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饱和NaOH溶液，搅拌均匀，将样品105℃干燥后进一步粉碎、过筛，制得活性复合碱。应用例1将上述实施例制备的活性复合碱进行碱当量试验；(1)往6只250ml锥形瓶中分别加入0.5g等量的片碱、消石灰、纯碱和实施例1～3制取的活性复合碱，再分别加入100ml去离子水，混匀后分别滴入2-3滴酚酞指示剂；(2)用0.5mol/L的标准盐酸溶液进行滴定，红色消失为滴定终点，记录耗酸体积，耗酸结果如表1。表1为不同酸中和剂的耗酸量比较酸中和剂耗酸量(ml)0.5g片碱24.50.5g消石灰33.60.5g纯碱18.70.5g实施例1复合碱28.30.5g实施例2复合碱25.40.5g实施例3复合碱26.8应用例2将上述实施例制备的活性复合碱进行人工污水净化试验；(1)人工污水的配置：往1L的烧杯中加入0.1479g硫酸钠，0.1579g磷酸三钠，0.1275g邻苯二甲酸氢钾和0.0526g氢氟酸，加去离子水500ml，搅拌溶解后，转入容量瓶定容至1L，即为人工污水。此人工污水理论水质指标如表2。表2为人工污水的理论水质指标SO42-PO43-(以P计)F-COD浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活性复合碱，其特征在于，其组分包括Ca(OH)2、活性白泥、硅藻土、活性碳和饱和碱溶液。

【技术特征摘要】
1.一种活性复合碱，其特征在于，其组分包括Ca(OH)2、活性白泥、硅藻土、活性碳和饱和碱溶液。2.根据权利要求1所述的活性复合碱，其特征在于，按重量百分比计，其组分包括：3.根据权利要求1所述的活性复合碱，其特征在于，所述饱和碱溶液为饱和KOH、NaOH或Na2CO3溶液中的一种或多种。4.如权利要求1～3任一所述的活性复合碱的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将白泥加入到含有聚丙烯酸铵的盐酸溶液中搅拌，制得浆液；2)将步骤1)中的浆液进行焙烧，冷却后洗涤、干燥，制得活性白泥；3)将Ca(OH)2粉末、活性白泥、硅藻土、活性碳按配方比例搅拌混匀，再加入饱和碱溶液拌匀，干燥后，制得活性复合碱。5.根据权利要求4所述的活性复合碱的制备方法，其特征在于，所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：江建国，
申请(专利权)人：杭州瑞青环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33