本發明涉及廢水處理技術領域，尤其涉及一種改性氮化碳及其制備方法和一種印染廢水去除劑及其制備方法。
背景技術：
印染廢水是加工棉、麻、化學纖維及其混紡產品為主的印染廠排出的廢水。印染廢水水量較大，每印染加工1噸紡織品耗水100～200噸，其中80～90％成為廢水。紡織印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、堿性大、水質變化大等特點，屬難處理的工業廢水之一，廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質、砂類物質、無機鹽等。
用于印染廢水處理的主要方法有物化法、生化法、化學法以及幾種工藝結合的處理方法。其中，常規的化學法多用聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺等混凝絮凝劑來去除印染廢水中的染料分子。但是，現有技術中的化學法多需要進行多級去除，去除速度普遍較慢。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種改性氮化碳及其制備方法和一種印染廢水去除劑及其制備方法。本發明提供一種改性氮化碳，將該改性氮化碳用于印染廢水去除劑中，能夠快速且高效的處理印染廢水。
為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：
本發明提供了一種改性氮化碳的制備方法，包含如下步驟：
惰性氣氛下，對包含氮化碳和雙氧水的混合物進行熱氧化，得到氧化氮化碳；
惰性氣氛下，對包含氧化氮化碳、表面活性劑和水的混合物進行熱修飾，得到改性氮化碳。
優選的，所述雙氧水的質量濃度為25～30％；
所述氮化碳和雙氧水的質量比為(50～70):(30～50)。
優選的，所述熱氧化的溫度為30～50℃；
所述熱氧化的時間為1～5h。
優選的，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉和十六烷基溴化銨中的一種或幾種。
優選的，所述氧化氮化碳、表面活性劑和水的質量比為(50～70):(5～10):(80～100)。
優選的，所述熱修飾的溫度為30～50℃；
所述熱修飾的時間為1～5h。
本發明提供了一種上述任意一項技術方案所述的制備方法得到的改性氮化碳，所述改性氮化碳為多孔結構。
本發提供了一種印染廢水去除劑，包含如下質量份數的組分：
上述技術方案所述改性氮化碳30～70份；
混凝劑20～68份；
絮凝劑2～10份。
本發明還提供了一種上述技術方案所述印染廢水去除劑的制備方法，包含如下步驟：
將所述質量份數的改性氮化碳、混凝劑和絮凝劑在100～150份氯仿中進行濕式混合，得到混合液；
對所述混合液進行固液分離，得到固態的印染廢水去除劑。
優選的，所述濕式混合在攪拌條件下進行，所述攪拌的速率為300～500r/min；
所述攪拌的時間為2～5h。
本發明提供了一種改性氮化碳及其制備方法和一種印染廢水去除劑及其制備方法。本發明提供一種多孔結構的改性氮化碳，將該改性氮化碳用于印染廢水去除劑中，改性氮化碳的多孔結構能夠協助混凝劑和絮凝劑實現對印染廢水的吸附和去除，能夠快速且高效的處理印染廢水。由實施例的實驗結果可知，本發明得到的印染廢水去除劑能夠在20～30s內快速處理印染廢水，印染廢水中cod去除率可達到97％。
具體實施方式
本發明提供了一種改性氮化碳的制備方法，包含如下步驟：
惰性氣氛下，對包含氮化碳和雙氧水的混合物進行熱氧化，得到氧化氮化碳；
惰性氣氛下，對包含氧化氮化碳、表面活性劑和水的混合物進行熱修飾，得到改性氮化碳。
本發明在惰性氣氛下，對包含氮化碳和雙氧水的混合物進行熱氧化，得到氧化氮化碳。在本發明中，所述惰性氣氛具體的為氮氣、氬氣等本領域技術人員所熟知種類的惰性氣氛。在本發明中，所述惰性氣氛能夠排除空氣中的氧氣對熱氧化過程的影響。本發明無需單獨對所述包含氮化碳和雙氧水的混合物進行除氧，在所述熱氧化過程保證惰性氣氛即可。
在本發明中，所述雙氧水的質量濃度優選為25～30％，更優選為27～28％；所述氮化碳和雙氧水的質量比優選為(50～70):(30～50)，更優選為(55～65):(35～45)，最優選為(58～60):(38～43)。本發明對所述雙氧水和氮化碳的來源沒有任何的特殊限制，采用本領域技術人員所熟知的市售的雙氧水和氮化碳即可。
在本發明中，所述熱氧化的溫度優選為30～50℃，更優選為35～45℃，最優選為38～40℃；所述熱氧化的時間優選為1～5h，更優選為3～4h。在本發明中，所述熱氧化優選通過水浴回流的方式實現。本發明對所述水浴回流的具體實施方式沒有任何的特殊要求，采用本領域技術人員所熟知的水浴回流的實施方式進行實施即可。在本發明中，所述熱氧化過程中，雙氧水對氮化碳進行氧化，得到多孔氮化碳固體粉末。
本發明優選對所述熱氧化得到的產物體系進行過濾和干燥，得到干燥的多孔氮化碳固體粉末，也即所述氧化氮化碳。本發明對所述過濾和干燥的實施方式和過程參數沒有任何的特殊要求，能夠將固體產物過濾出來并且干燥即可。
得到氧化氮化碳后，本發明在惰性氣氛下，對包含氧化氮化碳、表面活性劑和水的混合物進行熱修飾，得到改性氮化碳。在本發明中，此處所述惰性氣氛與上文所述惰性氣氛一致，在此不再進行贅述。
在本發明中，所述表面活性劑優選為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉和十六烷基溴化銨中的一種或幾種，具體的為一種、兩種或三種。在本發明具體實施例中，當所述表面活性劑優選為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉和十六烷基溴化銨中的任意兩種時，該兩種組分的質量比優選為1:1；當所述表面活性劑優選為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉和十六烷基溴化銨中的三種時，該三種組分的質量比優選為1:1:1。本發明對所述十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉和十六烷基溴化銨的具體來源沒有任何的特殊要求，采用本領域技術人員所熟知的市售的十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉和十六烷基溴化銨即可。
在本發明中，所述氧化氮化碳、表面活性劑和水的質量比優選為(50～70):(5～10):(80～100)，更優選為(55～65):(6～8):(85～95)。
在本發明中，所述熱修飾的溫度優選為30～50℃，更優選為35～45℃，最優選為38～40℃；所述熱修飾的時間優選為1～5h，更優選為2～3h。在本發明中，所述熱修飾優選通過水浴回流的方式實現。本發明對所述水浴回流的具體實施方式沒有任何的特殊要求，采用本領域技術人員所熟知的水浴回流的實施方式進行實施即可。
本發明優選對所述熱修飾得到的產物體系進行過濾和干燥，得到干燥的改性氮化碳固體粉末。本發明對所述過濾和干燥的實施方式和過程參數沒有任何的特殊要求，能夠將固體產物過濾出來并且干燥即可。
本發明提供了一種上述任意一項技術方案所述的制備方法得到的改性氮化碳，所述改性氮化碳為多孔結構。
本發提供了一種印染廢水去除劑，包含如下質量份數的組分：
上述技術方案所述改性氮化碳30～70份；
混凝劑20～68份；
絮凝劑2～10份。
本發明提供的印染廢水去除劑包含30～70份上述技術方案所述的改性氮化碳，優選為40～60份，更優選為45～55份。
以20～68份改性氮化碳為基準，本發明提供的印染廢水去除劑包含20～68份混凝劑，優選為30～60份，更優選為40～50份。在本發明中，所述混凝劑優選為聚合氯化鋁和/或聚合氯化鐵。在本發明中，當所述混凝劑同時包含聚合氯化鋁和聚合氯化鐵時，所述聚合氯化鋁和聚合氯化鐵的質量比優選為1:1。本發明對所述聚合氯化鋁和聚合氯化鐵的來源沒有任何的特殊要求，采用本領域技術人員所熟知的市售來源的聚合氯化鋁和聚合氯化鐵即可。
以20～68份改性氮化碳為基準，本發明提供的印染廢水去除劑包含2～10份絮凝劑，優選為4～8份，更優選為6～7份。在本發明中，所述絮凝劑優選為陽離子聚丙烯酰胺和/或非離子聚丙烯酰胺。在本發明中，當所述絮凝劑同時包含陽離子聚丙烯酰胺和非離子聚丙烯酰胺時，所述陽離子聚丙烯酰胺和非離子聚丙烯酰胺的質量比優選為1:1。本發明對所述陽離子聚丙烯酰胺和非離子聚丙烯酰胺的來源沒有任何的特殊要求，采用本領域技術人員所熟知的市售來源的陽離子聚丙烯酰胺和非離子聚丙烯酰胺即可。
本發明還提供了一種上述技術方案所述印染廢水去除劑的制備方法，包含如下步驟：
將所述質量份數的改性氮化碳、混凝劑和絮凝劑在100～150份氯仿中進行濕式混合，得到混合液；
對所述混合液進行固液分離，得到固態的印染廢水去除劑。
本發明將所述質量份數的改性氮化碳、混凝劑和絮凝劑在100～150份氯仿中進行濕式混合，得到混合液。本發明對所述改性氮化碳、混凝劑、絮凝劑和氯仿的混合方式沒有任何的特殊要求，將改性氮化碳、混凝劑和絮凝劑按照任意的順序分散于氯仿中即可。
在本發明中，所述濕式混合優選在攪拌條件下進行，所述攪拌的速率優選為300～500r/min，更優選為350～450r/min，最優選為380～400r/min；所述攪拌的功率優選為600～1000w，更優選為700～900w，最優選為750～800w；所述攪拌的時間優選為2～5h，更優選為3～4h。在本發明中，所述濕式混合能夠使得改性氮化碳、混凝劑和絮凝劑混合的更加均勻。
得到所述混合液后，本發明對所述混合液進行固液分離，得到固態的印染廢水去除劑。在本發明中，所述固液分離優選通過過濾的方式實現。本發明對所述過濾的具體實施方式沒有任何的特殊要求，能夠過濾得到印染廢水去除劑固體即可。
本發明優選對所述固液分離得到的固體分離物進行干燥處理，以得到干燥的印染廢水去除劑。本發明對所述干燥的實施方式、干燥溫度和時間沒有任何的特殊要求，能夠得到干燥的印染廢水去除劑即可。
下面結合實施例對本發明提供的一種改性氮化碳及其制備方法和一種印染廢水去除劑及其制備方法進行詳細的說明，但是不能把它們理解為對本發明保護范圍的限定。
實施例1
把質量份數為50份的氮化碳，放在三口燒瓶中，加入30份質量濃度為27％的工業雙氧水，30℃下水浴加熱、通入氮氣保護氣，冷凝回流3小時，過濾干燥得到固體粉末。
把質量份數為50份的固體粉末放在三口燒瓶中，加入80份水，加入5份的十二烷基苯磺酸鈉，30℃下水浴加熱、通入氮氣保護氣，冷凝回流1小時，過濾干燥得到改性氮化碳。
把質量份為20的聚合氯化鋁，質量份為2的聚陽離子聚丙烯酰胺放入三口燒瓶中，加入質量份為100的氯仿，以300轉/分鐘攪拌，攪拌功率為600w。然后加入質量份為30份的改性氮化碳，繼續攪拌2小時，過濾干燥得到印染廢水高效去除劑。
將本實施例制備的印染廢水去除劑以0.3g/l的比例添加至印染廢水中，印染廢水原液中cod為300ppm，20s后水體中cod為15ppm染料去除率達95％，去除速度快。
實施例2
把質量份數為70份的氮化碳，放在三口燒瓶中，加入50份質量濃度為27％的工業雙氧水，50℃下水浴加熱、通入氮氣保護氣，冷凝回流5小時，過濾干燥得到固體粉末。
把質量份數為70份的固體粉末放在三口燒瓶中，加入100份水，加入5～10份的十六烷基溴化銨，50℃下水浴加熱、通入氮氣保護氣，冷凝回流2小時，過濾干燥得到改性氮化碳。
把質量份為68的聚合氯化鐵，質量份為10的非離子聚丙烯酰胺放入三口燒瓶中，加入質量份為150的氯仿，以500轉/分鐘攪拌，攪拌功率為1000w。然后加入質量份為70份的改性氮化碳，繼續攪拌5小時，過濾干燥得到印染廢水高效去除劑。
將本實施例制備的印染廢水去除劑以0.3g/l的比例添加至印染廢水中，印染廢水原液中cod為500ppm，20s后水體中cod為25ppm染料去除率達95％，去除速度快。
實施例3
把質量份數為60份的氮化碳，放在三口燒瓶中，加入40份質量濃度為27％的工業雙氧水，40℃下水浴加熱、通入氮氣保護氣，冷凝回流4小時，過濾干燥得到固體粉末。
把質量份數為60份的固體粉末放在三口燒瓶中，加入90份水，加入8份的十二烷基硫酸鈉與十六烷基溴化銨以質量比1:1混合物，40℃下水浴加熱、通入氮氣保護氣，冷凝回流1.5小時，過濾干燥得到改性氮化碳。
把質量份為45的聚合氯化鋁、聚合氯化鐵以質量比1:1混合物，質量份為5的陽離子聚丙烯酰胺于非離子聚丙烯酰胺以質量比1:1混合物放入三口燒瓶中，加入質量份為130的氯仿，以400轉/分鐘攪拌，攪拌功率為800w。然后加入質量份為50份的改性氮化碳，繼續攪拌4小時，過濾干燥得到印染廢水高效去除劑。
將本實施例制備的印染廢水去除劑以0.3g/l的比例添加至印染廢水中，印染廢水原液中cod為400ppm，20s后水體中cod為12ppm染料去除率達97％，去除速度快。
由以上實施例可知，本發明提供了一種改性氮化碳及其制備方法和一種印染廢水去除劑及其制備方法。本發明提供一種多孔結構的改性氮化碳，將該改性氮化碳用于印染廢水去除劑中，改性氮化碳的多孔結構能夠協助混凝劑和絮凝劑實現對印染廢水的吸附和去除，能夠快速且高效的處理印染廢水。由實施例的實驗結果可知，本發明得到的印染廢水去除劑能夠在20～30s內快速處理印染廢水，印染廢水中cod去除率可達到97％。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。