一种废水处理剂及其制备方法和应用

本申请涉及含cd废水处理，尤其是涉及一种废水处理剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着矿产资源的开发和利用，矿区排出大量的废水，排出的废水具有低ph值和超标的重金属的特性，其中重金属cd超标尤为突出。目前，针对含cd废水的处理方法包括铁氧体法、离子交换法、电絮凝法、膜分离法、吸附法、生物法和化学沉淀法，其中，化学沉淀法由于具有操作简单、去除率高的特性，已成为目前治理重金属废水常用的方法。

2、化学沉淀法的处理方式为：利用石灰或者氢氧化镁作为沉淀剂，将沉淀剂投入含cd废水中，形成难溶的β-cd(oh)2沉淀，形成的沉淀物再通过过滤从水中分离出来，以达到去除重金属的目的，去除率可达到90％以上，处理后的水可重新使用或排放。

3、目前的化学沉淀法需要消耗大量的沉淀剂，这些沉淀剂的获取要么从实验室制备，要么从厂商购买，这无疑提高了含cd废水的处理成本。因此，亟需一种廉价、高效并且环境友好的含cd废水的处理剂。

技术实现思路

1、为了解决上述至少一种技术问题，开发一种成本低、处理效果好并且环境友好的含cd废水处理剂，本申请提供一种废水处理剂及其制备方法和应用。

2、一方面，本申请提供的一种废水处理剂的制备方法，包括如下步骤：

3、s1、取废弃混凝土并将废弃混凝土进行破碎、筛分，制得平均粒径小于10mm的混凝土颗粒；s2、将所述混凝土颗粒进行清洗并烘干；

4、s3、将烘干后的所述混凝土颗粒在密封环境中进行碳化处理，碳化完成后，制得所述废水处理剂。

5、通过采用上述技术方案，本申请采用废弃混凝土制备含cd废水处理剂，原材料价格低廉，采用废弃混凝土制得的废水处理剂可有效地去除废水中的cd2+，且去除时间短，而且，本申请所制得的废水处理剂可重复使用。

6、本申请将废弃混凝土进行破碎、筛分，制得粒径小于10mm的混凝土颗粒，可有效增大废弃混凝土的比表面积，使得cd2+更容易被废弃混凝土表面吸附，而且，小粒径的废弃混凝土也使得混凝土中的碱料成分更容易与废水较充分地接触，有利于废弃混凝土对废水的酸碱中和，提升废水的ph，在碱性条件下，可使得cd2+快速发生沉淀反应，从而有助于cd2+的去除；此外，小粒径的废弃混凝土更容易被深度碳化，以保证所制得的废水处理剂的除cd效果；将混凝土颗粒清洗并烘干，以避免混凝土颗粒引入的杂质、水分等影响碳化的效果，从而保证混凝土颗粒的碳化深度。

7、本申请将烘干后的混凝土颗粒在密封环境中进行碳化处理，混凝土颗粒的内部具有大小不同的毛细管和空隙，碳化处理时，充入的co2可进入混凝土颗粒的毛细管和空隙中，并与毛细管和空隙中的可碳化物质发生碳化反应生成caco3，碳化完成后，制得的废水处理剂中富含caco3，将所制得的废水处理剂放入酸性的含cd废水中时，混凝土颗粒内部的碱性物质在酸性废水中发生中和反应而溶解，提升废水的ph，caco3溶解后生成的co32-可与cd2+快速发生沉淀反应，以去除废水中的cd。

8、可选的，所述步骤s1中，所述混凝土颗粒的平均粒径为3～6mm。

9、通过采用上述技术方案，本申请通过进一步控制混凝土颗粒的平均粒径，以提高废水中cd的去除率。

10、可选的，所述步骤s1中，所述废弃混凝土的强度等级小于c60，所述废弃混凝土的水灰比大于0.36。

11、通过采用上述技术方案，水灰比越大，废弃混凝土内部的孔隙率越高，碳化时，co2更加容易进入混凝土内部，碳化速度会加快；而且，废弃混凝土内部孔隙率大，比表面积大，和cd2+接触更充分，同时提供了更多的吸附位点，也使得混凝土内部碱料能更充分的和废水中h+反应，使废水快速的达到碱性环境，从而加快了cd2+的去除速率。

12、可选的，所述步骤s3中，碳化处理时，二氧化碳的浓度为20～40％，温度为20±2℃，相对湿度为70±5％，压力为0.1～0.2mpa。

13、第二方面，本申请提供了一种采用上述的废水处理剂的制备方法制得的废水处理剂。

14、通过采用上述技术方案，本申请所制得的废水处理剂成本低廉，可有效地去除废水中的cd2+，去除时间短，还可重复使用。

15、第三方面，本申请提供了上述废水处理剂在含cd废水处理领域的应用。

16、可选的，所述废水处理剂的投加量为6.5～53g/l，所述含cd废水的ph为2～5，所述含cd废水中cd2+的浓度为25～100mg/l，除cd时间为0.5～4h。

17、通过采用上述技术方案，可高效地去除含cd废水中的cd2+。

18、可选的，所述废水处理剂的投加量为25～33g/l，所述含cd废水的ph为3.5～4.5，所述含cd废水中cd2+的浓度为25～50mg/l，除cd时间为0.5～1.5h。

19、可选的，所述含cd废水的水温为5～40℃。

20、可选的，所述含cd废水处于流动状态，所述含cd废水在与所述废水处理剂接触后以流速为2.9～11.6ml/min排出。

21、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

22、1.本申请所制得的废水处理剂成本低廉，可有效地去除废水中的cd2+，去除时间短，还可重复使用。

23、2.本申请采用废弃混凝土制备含cd废水处理剂，实现了以废治废，实现了废弃混凝土的资源化利用。

24、3.本申请将废弃混凝土进行破碎、筛分，制得粒径小于10mm的混凝土颗粒，可有效增大废弃混凝土的比表面积，使得cd2+更容易被废弃混凝土表面吸附，而且，小粒径的废弃混凝土也使得混凝土中的碱料成分更容易与废水较充分地接触，有利于废弃混凝土对废水的酸碱中和，提升废水的ph，在碱性条件下，可使得cd2+快速发生沉淀反应，从而有助于cd2+的去除。

25、4.碳化处理时，充入的co2可进入混凝土颗粒的毛细管和空隙中，并与毛细管和空隙中的可碳化物质发生碳化反应生成caco3，碳化完成后，制得的废水处理剂中富含caco3，将所制得的废水处理剂放入酸性的含cd废水中时，混凝土颗粒内部的碱性物质在酸性废水中发生中和反应而溶解，提升废水的ph，caco3溶解后生成的co32-可与cd2+快速发生沉淀反应，以去除废水中的cd。

技术特征：

1.一种废水处理剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的废水处理剂的制备方法，其特征在于，所述s1中，所述混凝土颗粒的平均粒径为3~6mm。

3.根据权利要求1所述的废水处理剂的制备方法，其特征在于，所述s1中，所述废弃混凝土的强度等级小于c60，所述废弃混凝土的水灰比大于0.36。

4.根据权利要求1所述的废水处理剂的制备方法，其特征在于，所述s3中，碳化处理时，二氧化碳的浓度为20~40%，温度为20±2℃，相对湿度为70±5%，压力为0.1~0.2mpa。

5.一种采用权利要求1所述的废水处理剂的制备方法制得的废水处理剂。

6.一种权利要求5所述的废水处理剂在含cd废水处理领域的应用。

7.根据权利要求6所述的废水处理剂在含cd废水处理领域的应用，其特征在于，所述废水处理剂的投加量为6.5~53g/l，所述含cd废水的ph为2~5，所述含cd废水中cd2+的浓度为25~100mg/l，除cd时间为0.5~4h。

8.根据权利要求7所述的废水处理剂在含cd废水处理领域的应用，其特征在于，所述废水处理剂的投加量为25~33g/l，所述含cd废水的ph为4~4.5，所述含cd废水中cd2+的浓度为25~50mg/l，除cd时间为0.5~1.5h。

9.根据权利要求5所述的废水处理剂在含cd废水处理领域的应用，其特征在于，所述含cd废水的水温为5~40℃。

10.根据权利要求5所述的废水处理剂在含cd废水处理领域的应用，其特征在于，所述含cd废水处于流动状态，所述含cd废水在与所述废水处理剂接触后以流速为2.9~11.6ml/min排出。

技术总结
本申请涉及含Cd废水处理技术领域，公开了一种废水处理剂及其制备方法和应用，本申请的废水处理剂的制备方法，包括如下步骤：S1、将废弃混凝土进行破碎、筛分，制得混凝土颗粒；S2、将混凝土颗粒进行清洗并烘干；S3、将烘干后的混凝土颗粒在密封环境中进行碳化处理，制得废水处理剂。本申请的废水处理剂采样上述制备方法制得，所制得的废水处理剂可应用于含Cd废水处理技术领域。本申请所制得的废水处理剂成本低廉，可有效地去除废水中的Cd<supgt;2+</supgt;，去除时间短，还可重复使用。

技术研发人员：许文彬,吕帅,罗丰,林健舟,吉强,田原玮
受保护的技术使用者：湖南农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16