申請(qǐng)日2017.09.30
公開(公告)日2018.02.09
IPC分類號(hào)B01J20/20; B01J20/10; B01J20/04; B01J20/28; B01J20/30; C02F1/00; C02F1/28
摘要
本發(fā)明公開了一種用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物。它包括鋼廠廢渣、生石灰及活性炭;所述鋼廠廢渣的用量為40‑90重量份、生石灰的用量為1‑20重量份、活性炭的用量為1‑20份。具有節(jié)能減排、環(huán)保，用價(jià)格低廉的原材料制備具有處理污水功能的環(huán)保材料，能實(shí)現(xiàn)資環(huán)的回收再利用，能改善水資源的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還公開了制備用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物的方法。
權(quán)利要求書
1.用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物，其特征在于：包括鋼廠廢渣、生石灰及活性炭;所述鋼廠廢渣的用量為40-90重量份、生石灰的用量為1-20重量份、活性炭的用量為1-20份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物，其特征在于：還包括雞蛋殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物，其特征在于：由鋼廠廢渣、生石灰、活性炭、雞蛋殼組成;所述鋼廠廢渣的用量為40-90重量份、生石灰的用量為1-20重量份、活性炭的用量為1-20份;雞蛋殼的用量為1-10重量份。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物，其特征在于：所述鋼廠廢渣的用量為50-80重量份、生石灰的用量為5-20重量份、活性炭的用量為5-20份;雞蛋殼的用量為2-9重量份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物，其特征在于：所述鋼廠廢渣的用量為65-75重量份、生石灰的用量為10-18重量份、活性炭的用量為10-20份;雞蛋殼的用量為2-8重量份。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物，其特征在于：所述鋼廠廢渣的用量為68-72重量份、生石灰的用量為14-16重量份、活性炭的用量為16-18份;雞蛋殼的用量為5-7重量份。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物，其特征在于：所述鋼廠廢渣的用量為70重量份、生石灰的用量為15重量份、活性炭的用量為17份;雞蛋殼的用量為6重量份。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物，其特征在于：鋼廠廢渣的玻璃體含量大于或等于85%，比表面積大于或等于400m2/kg。
9.制備權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物的方法，其特征在于：包括如下步驟：
步驟1：將所述重量分?jǐn)?shù)的鋼廠廢渣、生石灰、活性炭、雞蛋殼混合后粉碎、過(guò)80-100目目篩，將過(guò)80-100目目篩的混合物放入混合機(jī)中混合后，加入適量水混合均勻;
步驟2：將步驟1中的混合物放入成球機(jī)中壓制成球，成球機(jī)的壓力為200-300兆帕，溫度為室溫;
步驟3：將球形混合物放入烘干機(jī)中烘干，烘干溫度為在150-200℃、常壓，得到用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物的方法，其特征在于：步驟2中，壓制成球的混合物直徑為2-4cm;步驟3制得的用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物的吸附率為50-80%，密度小于1.0g/cm3，吸濕率大于或等于50%。
說(shuō)明書
用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋼廠廢渣的再次利用，更具體地說(shuō)它是用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物。本發(fā)明還涉及制備用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物的方法。
背景技術(shù)
鋼廠廢渣是鋼廠生產(chǎn)后產(chǎn)生的廢渣，每年我國(guó)鋼廠有大量的廢渣產(chǎn)生，這些廢渣一部分被用作水泥添加劑，鋼廠中的礦渣作為水泥中的添加劑，可以提高水泥的改善混凝土的密實(shí)性、抗?jié)B性、耐蝕性，且大幅度提高混凝土的后期強(qiáng)度，從而顯著提高混凝土的耐久性，但仍有大量廢渣被堆積起來(lái)或被當(dāng)作垃圾處理，浪費(fèi)資源且污染環(huán)境。
現(xiàn)有的污水處理中采用前處理也稱為預(yù)處理技術(shù)，常用的有格柵或格網(wǎng)、調(diào)節(jié)池、沉砂池、初沉池等，這些處理方式在處理過(guò)程一般要經(jīng)過(guò)幾個(gè)層級(jí)才能完成預(yù)處理，操作復(fù)雜，處理效果并不理想，僅僅是將大顆粒的懸浮物過(guò)濾，且不能去除污水的氣味。
生石灰，主要成分為氧化鈣，通常制法為將主要成分為碳酸鈣的天然巖石，在高溫下煅燒，即可分解生成二氧化碳以及氧化鈣(化學(xué)式：CaO，即生石灰，又稱云石);生石灰是采用化學(xué)吸收法除去水蒸氣的常用干燥劑，也用于鋼鐵、農(nóng)藥、醫(yī)藥、干燥劑、制革及醇的脫水等;特別適用于膨化食品、香菇、木耳等土特產(chǎn)，以及儀表儀器、醫(yī)藥、服飾、電子電訊、皮革、紡織等行業(yè)的產(chǎn)品;可作填充劑，例如：用作環(huán)氧膠黏劑的填充劑;用作分析試劑，氣體分析時(shí)用作二氧化碳、二氧化硫吸收劑，光譜分析試劑，高純?cè)噭┯糜诎雽?dǎo)體生產(chǎn)中的外延、擴(kuò)散工序，實(shí)驗(yàn)室氨氣的干燥及醇類脫水等;用作原料，可制造電石、純堿、漂白粉等，也用于制革、廢水凈化，氫氧化鈣及各種鈣化合物;可用作建筑材料、冶金助熔劑，水泥速凝劑，熒光粉的助熔劑;可用作植物油脫色劑，藥物載體，土壤改良劑和鈣肥;還可用于耐火材料、干燥劑;可配制農(nóng)機(jī)1、2號(hào)膠和水下環(huán)氧膠黏劑，還用作與2402樹脂預(yù)反應(yīng)的反應(yīng)劑;可用于酸性廢水處理及污泥調(diào)質(zhì);還可用作鍋爐停用保護(hù)劑，利用石灰的吸濕能力，使鍋爐水汽系統(tǒng)的金屬表面保持干燥，防止腐蝕，適用于低壓、中壓、小容量汽包鍋爐的長(zhǎng)期停用保護(hù)。
活性炭，是黑色粉末狀或塊狀、顆粒狀、蜂窩狀的無(wú)定形碳，也有排列規(guī)整的晶體碳;活性炭中除碳元素外，還包含兩類摻和物：一類是化學(xué)結(jié)合的元素，主要是氧和氫，這些元素是由于未完全炭化而殘留在炭中，或者在活化過(guò)程中，外來(lái)的非碳元素與活性炭表面化學(xué)結(jié)合;另一類摻和物是灰分，它是活性炭的無(wú)機(jī)部分，灰分在活性碳中易造成二次污染。活性炭由于具有較強(qiáng)的吸附性，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活中;活性炭材料是經(jīng)過(guò)加工處理所得的無(wú)定形碳，具有很大的比表面積，對(duì)氣體、溶液中的無(wú)機(jī)或有機(jī)物質(zhì)及膠體顆粒等都有良好的吸附能力;活性炭材料的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高，耐酸、耐堿、耐熱，不溶于水與有機(jī)溶劑，可以再生使用;活性炭過(guò)濾器是將水中懸浮狀態(tài)的污染物進(jìn)行截留的過(guò)程，被截留的懸浮物充塞于活性炭間的空隙;濾層孔隙尺度以及孔隙率的大小，隨活性炭料粒度的加大而增大。即活性炭粒度越粗，可容納懸浮物的空間越大。其表現(xiàn)為過(guò)濾能力增強(qiáng)，納污能力增加，截污量增大;同時(shí)，活性炭濾層孔隙越大，水中懸浮物越能被更深地輸送至下一層活性炭濾層，在有足夠保護(hù)厚度的條件下，懸浮物可以更多地被截留，使中下層濾層更好地發(fā)揮截留作用，機(jī)組截污量增加;活性炭所具有的對(duì)懸浮物的截留能力來(lái)自活性炭所提供的表面積;流速低時(shí)，機(jī)組的過(guò)濾能力主要地來(lái)自活性炭的篩除作用，而流速快時(shí)，過(guò)濾能力來(lái)自活性炭顆粒表面的吸附作用，在過(guò)濾過(guò)程中活性炭所提供的顆粒表面積越大，對(duì)水中懸浮物的附著力越強(qiáng)。根據(jù)吸附過(guò)程中活性炭分子和污染物分子之間作用力的不同，可將吸附分為兩大類：物理吸附和化學(xué)吸附(又稱活性吸附);在吸附過(guò)程中，當(dāng)活性炭分子和污染物分子之間的作用力是范德華力(或靜電引力)時(shí)稱為物理吸附;當(dāng)活性炭分子和污染物分子之間的作用力是化學(xué)鍵時(shí)稱為化學(xué)吸附。物理吸附的吸附強(qiáng)度主要與活性炭的物理性質(zhì)有關(guān)，與活性炭的化學(xué)性質(zhì)基本無(wú)關(guān);由于范德華力較弱，對(duì)污染物分子的結(jié)構(gòu)影響不大，這種力與分子間內(nèi)聚力一樣，故可把物理吸附類比為凝聚現(xiàn)象;物理吸附時(shí)污染物的化學(xué)性質(zhì)仍然保持不變;由于化學(xué)鍵強(qiáng)，對(duì)污染物分子的結(jié)構(gòu)影響較大，故可把化學(xué)吸附看做化學(xué)反應(yīng)，是污染物與活性炭間化學(xué)作用的結(jié)果;化學(xué)吸附一般包含電子對(duì)共享或電子轉(zhuǎn)移，而不是簡(jiǎn)單的微擾或弱極化作用，是不可逆的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程;吸附過(guò)程是污染物分子被吸附到固體表面的過(guò)程，分子的自由能會(huì)降低，因此，吸附過(guò)程是放熱過(guò)程，所放出的熱稱為該污染物在此固體表面上的吸附熱;由于物理吸附和化學(xué)吸附的作用力不同，它們?cè)谖綗帷⑽剿俾省⑽交罨堋⑽綔囟取⑦x擇性、吸附層數(shù)和吸附光譜等方面表現(xiàn)出一定的差異;活性炭吸附技術(shù)在國(guó)內(nèi)用于醫(yī)藥、化工和食品等工業(yè)的精制和脫色已有多年歷史;20世紀(jì)70年代開始用于工業(yè)廢水處理;生產(chǎn)實(shí)踐表明，活性炭對(duì)水中微量有機(jī)污染物具有卓越的吸附性，它對(duì)紡織印染、染料化工、食品加工和有機(jī)化工等工業(yè)廢水都有良好的吸附效果;一般情況下，對(duì)廢水中以BOD、COD等綜合指標(biāo)表示的有機(jī)物，如合成染料、表面性劑、酚類、苯類、有機(jī)氯、農(nóng)藥和石油化工產(chǎn)品等，都有獨(dú)特的去除能力;所以，活性炭吸附法已逐步成為工業(yè)廢水二級(jí)或三級(jí)處理的主要方法之一;吸附是一種物質(zhì)附著在另一種物質(zhì)表面上的緩慢作用過(guò)程。吸附是一種界面現(xiàn)象，其與表面張力、表面能的變化有關(guān)。引起吸附的推動(dòng)能力有兩種，一種是溶劑水對(duì)疏水物質(zhì)的排斥力，另一種是固體對(duì)溶質(zhì)的親和吸引力。廢水處理中的吸附，多數(shù)是這兩種力綜合作用的結(jié)果;活性炭的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)直接影響其吸附能力，在選擇活性炭時(shí)，應(yīng)根據(jù)廢水的水質(zhì)通過(guò)試驗(yàn)確定;對(duì)印染廢水宜選擇過(guò)渡孔發(fā)達(dá)的炭種;此外，灰分也有影響，灰分愈小，吸附性能愈好;吸附質(zhì)分子的大小與炭孔隙直徑愈接近，愈容易被吸附;吸附質(zhì)濃度對(duì)活性炭吸附量也有影響;在一定濃度范圍內(nèi)，吸附量是隨吸附質(zhì)濃度的增大而增加的;另外，水溫和pH值也有影響。吸附量隨水溫的升高而減少;活性炭吸附法是利用多孔性的活性炭，使水中一種或多種物質(zhì)被吸附在活性炭表面而去除的方法，去除對(duì)象包括溶解性的有機(jī)物質(zhì)，合成洗滌劑、微生物、病毒和一定量的重金屬，并能夠脫色、除臭、空氣凈化。
目前地球上的水環(huán)境危機(jī)(由于“水質(zhì)”的改變而引發(fā)的危機(jī))日益嚴(yán)重,給人類的生產(chǎn)和生活帶來(lái)了許多不利的影響,就全球發(fā)展戰(zhàn)略而言,不論是西方發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家,都將逐步全面實(shí)施環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略;水是制約一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素,水有其自然屬性、經(jīng)濟(jì)屬性和社會(huì)屬性,水的生態(tài)循環(huán)概念(Water Recycling)已經(jīng)被廣泛接受;我國(guó)是一個(gè)水資源貧乏的國(guó)家,而城市污水的處理及資源化是解決這一問(wèn)題的極其有效的辦法,古今中外,人類傍水而居,水已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要制約因素;因此，對(duì)我國(guó)城市污水進(jìn)行處理極具現(xiàn)實(shí)意義的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的是提供一種用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物，節(jié)能減排、環(huán)保，用價(jià)格低廉的原材料制備具有處理污水功能的環(huán)保材料，不僅能實(shí)現(xiàn)資源的回收再利用，還能改善水資源。
本發(fā)明的目的是提供一種制備用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物的方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明的第一目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物，其特征在于：包括鋼廠廢渣、生石灰及活性炭;所述鋼廠廢渣的用量為40-90重量份、生石灰的用量為1-20重量份、活性炭的用量為1-20份。
在上述技術(shù)方案中，還包括雞蛋殼。
在上述技術(shù)方案中，由鋼廠廢渣、生石灰、活性炭、雞蛋殼組成;所述鋼廠廢渣的用量為40-90重量份、生石灰的用量為1-20重量份、活性炭的用量為1-20份;雞蛋殼的用量為1-10重量份。
在上述技術(shù)方案中，所述鋼廠廢渣的用量為50-80重量份、生石灰的用量為5-20重量份、活性炭的用量為5-20份;雞蛋殼的用量為2-9重量份。
在上述技術(shù)方案中，所述鋼廠廢渣的用量為65-75重量份、生石灰的用量為10-18重量份、活性炭的用量為10-20份;雞蛋殼的用量為2-8重量份。
在上述技術(shù)方案中，所述鋼廠廢渣的用量為68-72重量份、生石灰的用量為14-16重量份、活性炭的用量為16-18份;雞蛋殼的用量為5-7重量份。
在上述技術(shù)方案中，所述鋼廠廢渣的用量為70重量份、生石灰的用量為15重量份、活性炭的用量為17份;雞蛋殼的用量為6重量份。
在上述技術(shù)方案中，鋼廠廢渣的玻璃體含量大于或等于85%，比表面積大于或等于400m2/kg。
為了實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明的第二目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：制備所述的用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物的方法，其特征在于：包括如下步驟：
步驟1：將所述重量分?jǐn)?shù)的鋼廠廢渣、生石灰、活性炭、雞蛋殼混合后粉碎、過(guò)80-100目目篩，將過(guò)80-100目目篩的混合物放入混合機(jī)中混合后，加入適量水混合均勻;
步驟2：將步驟1中的混合物放入成球機(jī)中壓制成球，成球機(jī)的壓力為200-300兆帕，溫度為室溫;
步驟3：將球形混合物放入烘干機(jī)中烘干，烘干溫度為在150-200℃、常壓，得到用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物。
在上述技術(shù)方案中，步驟2中，壓制成球的混合物直徑為2-4cm;步驟3制得的用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物的吸附率為50-80%，密度小于1.0g/cm3，吸濕率大于或等于50%。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)鋼廠廢渣為鋼廠生產(chǎn)后產(chǎn)生的廢渣，是一種硅酸鹽混合物、孔隙率在35%以上，原材料來(lái)源廣泛，節(jié)能減排、環(huán)保;用價(jià)格低廉的原材料制備具有處理污水功能的環(huán)保材料，不僅能實(shí)現(xiàn)資源的回收再利用，還能改善水資源;
(2)生產(chǎn)操作簡(jiǎn)便，便于工業(yè)化成產(chǎn);
(3)對(duì)于污水的過(guò)濾吸附性能強(qiáng)，能有效地過(guò)濾懸浮物，為后續(xù)的污水處理奠定基礎(chǔ);
(4)具有除濕作用;密度小于水的密度，可懸浮在水中，在水中不易水解;具有空隙，對(duì)污水中的大小漂浮物及氣味均有過(guò)濾、吸附作用;
(5)鋼廠廢渣的比表面積較大，具有過(guò)濾作用;生石灰具有吸濕作用;活性炭具有過(guò)濾、吸附作用;雞蛋殼具有吸附、去污的作用;
(6)成本較低，操作簡(jiǎn)便，本發(fā)明通過(guò)一個(gè)預(yù)處理就達(dá)到過(guò)濾沉淀的目的;克服了現(xiàn)有技術(shù)格柵或格網(wǎng)、調(diào)節(jié)池、沉砂池、初沉池等處理方式僅僅是將大顆粒的懸浮物過(guò)濾，且在處理過(guò)程一般要經(jīng)過(guò)幾個(gè)層級(jí)才能完成預(yù)處理，耗時(shí)耗力的缺點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施情況，但它們并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定，僅作舉例而已。同時(shí)通過(guò)說(shuō)明使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)更加清楚和容易理解。
用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物，其特征在于：包括鋼廠廢渣、生石灰及活性炭;所述鋼廠廢渣的用量為40-90重量份、生石灰的用量為1-20重量份、活性炭的用量為1-20份。
進(jìn)一步地，還包括雞蛋殼。
進(jìn)一步地，由鋼廠廢渣、生石灰、活性炭、雞蛋殼組成;所述鋼廠廢渣的用量為40-90重量份、生石灰的用量為1-20重量份、活性炭的用量為1-20份;雞蛋殼的用量為1-10重量份。
進(jìn)一步地，所述鋼廠廢渣的用量為50-80重量份、生石灰的用量為5-20重量份、活性炭的用量為5-20份;雞蛋殼的用量為2-9重量份。
進(jìn)一步地，所述鋼廠廢渣的用量為65-75重量份、生石灰的用量為10-18重量份、活性炭的用量為10-20份;雞蛋殼的用量為2-8重量份。
進(jìn)一步地，所述鋼廠廢渣的用量為68-72重量份、生石灰的用量為14-16重量份、活性炭的用量為16-18份;雞蛋殼的用量為5-7重量份。
進(jìn)一步地，所述鋼廠廢渣的用量為70重量份、生石灰的用量為15重量份、活性炭的用量為17份;雞蛋殼的用量為6重量份。
更進(jìn)一步地，鋼廠廢渣的玻璃體含量大于或等于85%，比表面積大于或等于400m2/kg。
制備所述的用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物的方法，其特征在于：包括如下步驟：
步驟1：將所述重量分?jǐn)?shù)的鋼廠廢渣、生石灰、活性炭、雞蛋殼混合后粉碎、過(guò)80-100目目篩，將過(guò)80-100目目篩的混合物放入混合機(jī)中混合后，加入適量水混合均勻;
步驟2：將步驟1中的混合物放入成球機(jī)中壓制成球，成球機(jī)的壓力為200-300兆帕，溫度為室溫;
步驟3：將球形混合物放入烘干機(jī)中烘干，烘干溫度為在150-200℃、常壓，得到用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物。
步驟1中，混合時(shí)，鋼廠廢渣、生石灰、活性炭、雞蛋殼預(yù)先粉碎，過(guò)80目目篩;步驟2中，壓制成球的混合物直徑為2-4cm;步驟3制得的用于過(guò)濾處理污水的鋼廠廢渣組合物的吸附率為50-80%，密度小于1.0g/cm3，吸濕率大于或等于50%。
