1.本申请涉及废水处理技术领域，更具体地说，它涉及一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂及使用方法。
背景技术：
2.在工业生产中，经常会产生大量的废水，废水中含有较高的钙镁离子，尤其在重晶石矿粉提纯增白工艺中，废水中的钙离子浓度高达500ppm、镁离子浓度高达300ppm。这些废水在排放过程中，影响其处理难度，且在长距离输送过程中存在管道结垢的情况，严重时造成管道的堵塞，甚至造成废水污染事故，对环境具有较大的影响。
3.相关技术中，对于废水中钙镁离子的去除，其存在去除效果不稳定性、成本较高、操作复杂的缺陷，也有部分厂家采用离子交换法，虽然离子交换法可以去除废水中的钙镁离子，且使钙镁离子的浓度降低至小于1ppm，但是离子交换法比较适用于低浓度的钙镁离子去除，如果废水中钙镁离子的浓度较高时，需要大量的交换树脂，操作难度增加，而且还增加维护成本。
技术实现要素：
4.为了实现对高浓度钙镁离子废水的处理，降低废水对环境的影响，本申请提供一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂及使用方法。
5.第一方面，本申请提供一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，采用如下的技术方案：一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，净水药剂用于废水的处理，且废水的ph值为8.5
?
9.5；所述净水药剂由净水剂和辅助剂组成，且净水剂和辅助剂配合使用，辅助剂的重量使用量为净水剂的0.1
?
0.5％；所述净水剂由包含以下重量百分数的原料制成，磷酸钠盐50
?
70％、碳酸钠20
?
40％、聚合氯化铝5
?
10％；所述辅助剂为阴离子聚丙烯酰胺水溶液。
6.通过采用上述技术方案，本申请中，净水药剂不仅便于溶于水，不会在水中发生团聚或者结垢，而且磷酸钠盐、碳酸钠在水中形成磷酸根离子、碳酸根离子，磷酸根离子、碳酸根离子之间的协同作用，使其与钙离子、镁离子发生反应，形成沉淀，在沉淀形成的过程中，申请人还发现，磷酸钙、碳酸钙通过离子键、共价键、桥架等作用，能够形成更稳定的沉淀物。与此同时，形成的沉淀物再通过聚合氯化铝、阴离子聚丙烯酰胺的共同聚合和絮凝作用，不仅使沉淀物聚集，而且还能够有效的增加沉淀物的密实度，加速沉淀物的沉淀，减少沉淀物的体积比，有效的提高废水中钙镁离子的沉淀速率和稳定性，并减少沉淀物的体积，提高净水药剂的使用效果。
7.同时，申请人还发现，阴离子聚丙烯酰胺为高分子有机聚合物，不能与净水剂直接
混合，而且阴离子聚丙烯酰胺为辅助作用，并在沉淀物絮凝过程中起到辅助絮凝的作用，其投加量较少，而预先将阴离子聚丙烯酰胺配置成水溶液，得到阴离子聚丙烯酰胺水溶液，相比阴离子聚丙烯酰胺的投加量会增加，便于阴离子聚丙烯酰胺投加量的控制和投放，提高净水药剂的实用性。
8.可选的，所述净水剂由包含以下重量百分数的原料制成，磷酸钠盐65％、碳酸钠30％、聚合氯化铝5％；所述辅助剂的重量使用量为净水剂的0.2％。
9.通过采用上述技术方案，对净水剂、辅助剂的配比进一步优化，提高净水药剂的使用效果。
10.可选的，所述磷酸钠盐为磷酸三钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠中的一种或多种。
11.通过采用上述技术方案，对磷酸钠盐进一步优化，增加磷酸钠盐的选择性。
12.可选的，所述阴离子聚丙烯酰胺水溶液中阴离子聚丙烯酰胺的浓度为0.01
?
0.05％。
13.通过采用上述技术方案，对阴离子聚丙烯酰胺水溶液中阴离子聚丙烯酰胺的浓度进行限定，由于阴离子聚丙烯酰胺的投加量较少，如果配制的浓度过大，会降低阴离子聚丙烯酰胺水溶液的投加量，不便于阴离子聚丙烯酰胺投加量的控制，而且还会增加阴离子聚丙烯酰胺水溶液的粘度，影响其输送和投放，如果配制的浓度过小，会增加阴离子聚丙烯酰胺水溶液的投加量，不便于阴离子聚丙烯酰胺水溶液的配制，而且还间接的增加废水处理量。
14.可选的，所述阴离子聚丙烯酰胺的分子量＞800万道尔顿。
15.通过采用上述技术方案，对阴离子聚丙烯酰胺的分子量进行限定，提高其使用效果。
16.可选的，所述聚合氯化铝为黄色聚合氯化铝或棕褐色聚合氯化铝中的一种。
17.通过采用上述技术方案，相比白色聚合氯化铝，本申请中采用黄色聚合氯化铝或棕褐色聚合氯化铝，在保证废水处理效果的情况下，降低净水剂的成本，而且还便于取得和储放。
18.可选的，所述净水剂采用以下方法制备：将磷酸钠盐、碳酸钠、聚合氯化铝，混合均匀，得到净水剂；所述辅助剂采用以下方法制备：在水中加入阴离子聚丙烯酰胺，混合均匀，得到辅助剂。
19.通过采用上述技术方案，使净水剂、辅助剂具有制备简便、稳定的优点。
20.第二方面，本申请提供一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂的使用方法，采用如下的技术方案：一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂的使用方法，包括如下步骤：调节废水的ph值，并使废水ph值为8.5
?
9.5；在废水中加入净水剂，并进行搅拌，反应5
?
20min，然后加入辅助剂，继续搅拌，反应5
?
10min，之后静止10
?
20min，形成沉淀物和上清液，并除去沉淀物，完成废水钙镁离子的处理。
21.通过采用上述技术方案，先对废水进行ph值的调节，然后加入净水剂，使磷酸根离
子、碳酸根离子与钙离子、镁离子发生反应，并形成沉淀物，与此同时，沉淀物还与聚合氯化铝发生聚合絮凝，然后加入阴离子聚丙烯酰胺水溶液，通过聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺之间的协同作用，加速沉淀物的沉淀，有效的提高废水中钙镁离子的沉淀速率和稳定性，而且本申请的使用方法，具有简便、稳定的优点。
22.可选的，所述废水中钙离子的浓度≤600ppm，废水中镁离子的浓度≤400ppm，净水剂于废水中的使用量为1
?
2g/l。
23.通过采用上述技术方案，对废水中钙离子浓度、镁离子浓度，以及净水剂的使用量进行限定，提高净水剂的使用效果。
24.可选的，所述废水的ph值采用氢氧化钠饱和溶液进行调节。
25.通过采用上述技术方案，氢氧化钠具有成本低的优点，采用氢氧化钠饱和溶液，便于氢氧化钠对废水ph的调节。
26.综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请的高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，通过磷酸根离子、碳酸根离子之间的协同作用，使其与钙离子、镁离子发生反应，且在沉淀形成的过程中，磷酸钙、碳酸钙通过离子键、共价键、桥架等作用，能够形成更稳定的沉淀物。与此同时，形成的沉淀物再通过聚合氯化铝、阴离子聚丙烯酰胺的共同聚合和絮凝作用，使沉淀物聚集，并增加沉淀物的密实度，加速沉淀物的沉淀，减少沉淀物的体积比，高效、稳定的去除废水中的钙镁离子，使其具有去除率高、成本低、便于操作的优点。
27.2、本申请的辅助剂为阴离子聚丙烯酰胺水溶液，且阴离子聚丙烯酰胺水溶液中阴离子聚丙烯酰胺的浓度为0.01
?
0.05％，不仅便于阴离子聚丙烯酰胺水溶液的配制，而且还便于阴离子聚丙烯酰胺投加量的控制和投放，提高净水药剂的实用性。
28.3、本申请的高效去除废水中钙镁离子的净水药剂的使用方法，先对废水进行ph值的调节，然后依次加入净水剂、辅助剂，通过净水剂、辅助剂之间的协同作用，能够有效的提高废水中钙镁离子的沉淀速率和稳定性，而且还具有使用简便、稳定的优点。
具体实施方式
29.以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
30.制备例制备例1一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，净水药剂用于废水的处理。净水药剂由净水剂和辅助剂组成，且净水剂和辅助剂配合使用，辅助剂的重量使用量为净水剂的0.1％。
31.净水剂由包含以下重量百分数的原料制成，磷酸钠盐50％、碳酸钠40％、聚合氯化铝10％。
32.其中，磷酸钠盐为磷酸三钠；聚合氯化铝为黄色聚合氯化铝，且选自山东信海净化科技有限公司。
33.辅助剂为阴离子聚丙烯酰胺水溶液。
34.其中，阴离子聚丙烯酰胺水溶液中阴离子聚丙烯酰胺的浓度为0.05％，阴离子聚丙烯酰胺的分子量＞800万道尔顿，且选自新奇聚合物有限公司。
35.且，净水剂采用以下方法制备：将磷酸钠盐、碳酸钠、聚合氯化铝，混合均匀，得到净水剂。
36.辅助剂采用以下方法制备：在水中加入阴离子聚丙烯酰胺，混合均匀，得到辅助剂。
37.制备例2一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，净水药剂用于废水的处理。净水药剂由净水剂和辅助剂组成，且净水剂和辅助剂配合使用，辅助剂的重量使用量为净水剂的0.2％。
38.净水剂由包含以下重量百分数的原料制成，磷酸钠盐65％、碳酸钠30％、聚合氯化铝5％。
39.其中，磷酸钠盐为磷酸二氢钠；聚合氯化铝为黄色聚合氯化铝，且选自山东信海净化科技有限公司辅助剂为阴离子聚丙烯酰胺水溶液。
40.其中，阴离子聚丙烯酰胺水溶液中阴离子聚丙烯酰胺的浓度为0.03％，阴离子聚丙烯酰胺的分子量＞800万道尔顿，且选自新奇聚合物有限公司。
41.且，净水剂采用以下方法制备：将磷酸钠盐、碳酸钠、聚合氯化铝，混合均匀，得到净水剂。
42.辅助剂采用以下方法制备：在水中加入阴离子聚丙烯酰胺，混合均匀，得到辅助剂。
43.制备例3一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，净水药剂用于废水的处理。净水药剂由净水剂和辅助剂组成，且净水剂和辅助剂配合使用，辅助剂的重量使用量为净水剂的0.5％。
44.净水剂由包含以下重量百分数的原料制成，磷酸钠盐70％、碳酸钠20％、聚合氯化铝10％。
45.其中，磷酸钠盐为磷酸氢二钠；聚合氯化铝为棕褐色聚合氯化铝，且选自山东信海净化科技有限公司。
46.辅助剂为阴离子聚丙烯酰胺水溶液。
47.其中，阴离子聚丙烯酰胺水溶液中阴离子聚丙烯酰胺的浓度为0.01％，阴离子聚丙烯酰胺的分子量＞800万道尔顿，且选自新奇聚合物有限公司。
48.且，净水剂采用以下方法制备：将磷酸钠盐、碳酸钠、聚合氯化铝，混合均匀，得到净水剂。
49.辅助剂采用以下方法制备：在水中加入阴离子聚丙烯酰胺，混合均匀，得到辅助剂。
50.制备例4一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，净水药剂用于废水的处理。净水药剂由净水剂和辅助剂组成，且净水剂和辅助剂配合使用，辅助剂的重量使用量为净水剂的0.2％。
51.净水剂由包含以下重量百分数的原料制成，磷酸钠盐65％、碳酸钠30％、聚合氯化
铝5％。
52.其中，磷酸钠盐为磷酸三钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠的混合物，且磷酸三钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠的重量配比为2:1:2；聚合氯化铝为黄色聚合氯化铝，且选自山东信海净化科技有限公司。
53.辅助剂为阴离子聚丙烯酰胺水溶液。
54.其中，阴离子聚丙烯酰胺水溶液中阴离子聚丙烯酰胺的浓度为0.03％，阴离子聚丙烯酰胺的分子量＞800万道尔顿，且选自新奇聚合物有限公司。
55.且，净水剂采用以下方法制备：将磷酸钠盐、碳酸钠、聚合氯化铝，混合均匀，得到净水剂。
56.辅助剂采用以下方法制备：在水中加入阴离子聚丙烯酰胺，混合均匀，得到辅助剂。
57.实施例实施例1一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂的使用方法，净水药剂采用制备例1的方法得到。净水药剂的使用方法，包括如下步骤：在水中加入氯化钙、氯化镁，搅拌并混合均匀，得到废水，备用。
58.且，废水中钙离子的浓度为500ppm，废水中镁离子的浓度为300ppm。
59.利用氢氧化钠饱和溶液调节废水的ph值，并使废水ph值为9。
60.取500ml废水，加入0.8g净水剂，进行搅拌，净水剂和废水中的钙离子、镁离子发生反应，反应10min，然后加入辅助剂，继续搅拌，反应8min，之后静止15min，形成沉淀物和上清液，并除去沉淀物，完成废水钙镁离子的处理。
61.实施例2一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂的使用方法，其和实施例1的区别之处在于，净水药剂采用制备例2得到。
62.实施例3一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂的使用方法，其和实施例1的区别之处在于，净水药剂采用制备例3得到。
63.实施例4一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂的使用方法，其和实施例1的区别之处在于，净水药剂采用制备例4得到。
64.实施例5一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂的使用方法，其和实施例4的区别之处在于，净水药剂的使用方法，包括如下步骤：在水中加入氯化钙、氯化镁，搅拌并混合均匀，得到废水，备用。
65.且，废水中钙离子的浓度为400ppm，废水中镁离子的浓度为200ppm。
66.利用氢氧化钠饱和溶液调节废水的ph值，并使废水ph值为8.5。
67.取500ml废水，加入0.5g净水剂，进行搅拌，净水剂和废水中的钙离子、镁离子发生反应，反应5min，然后加入辅助剂，继续搅拌，反应5min，之后静止10min，形成沉淀物和上清液，并除去沉淀物，完成废水钙镁离子的处理。
68.实施例6一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂的使用方法，其和实施例4的区别之处在于，净水药剂的使用方法，包括如下步骤：在水中加入氯化钙、氯化镁，搅拌并混合均匀，得到废水，备用。
69.且，废水中钙离子的浓度为600ppm，废水中镁离子的浓度为400ppm。
70.利用氢氧化钠饱和溶液调节废水的ph值，并使废水ph值为9.5。
71.取500ml废水，加入1g净水剂，进行搅拌，净水剂和废水中的钙离子、镁离子发生反应，反应20min，然后加入辅助剂，继续搅拌，反应10min，之后静止20min，形成沉淀物和上清液，并除去沉淀物，完成废水钙镁离子的处理。
72.对比例对比例1一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，其和实施例4的区别之处在于，净水剂的原料中未添加磷酸钠盐。
73.对比例2一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，其和实施例4的区别之处在于，净水剂的原料中未添加碳酸钠。
74.对比例3一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，其和实施例4的区别之处在于，净水剂的原料中未添加磷酸钠盐、碳酸钠。
75.对比例4一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，其和实施例4的区别之处在于，净水剂的原料中未添加聚合氯化铝。
76.对比例5一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，其和实施例4的区别之处在于，净水药剂的原料中未添加辅助剂。
77.对比例6一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，其和实施例4的区别之处在于，净水药剂的原料中未添加辅助剂，且净水剂的原料中未添加聚合氯化铝。
78.性能检测试验将实施例1
?
6和对比例1
?
6中得到的上清液，利用电感耦合等离子体进行下述性能检测，检测结果如表1所示。
79.表1检测结果
从表1中可以看出，本申请的净水药剂，通过原料之间的协同作用，钙离子去除率在99.86
?
99.93％之间，镁离子去除率在99.80
?
99.90％之间，对废水中的钙镁离子具有良好的去除率，同时还具有成本低、使用简便、使用稳定的优点。
80.通过将实施例4和对比例1
?
3进行比较，由此可以看出，在净水剂中加入磷酸钠盐、碳酸钠，并通过磷酸钠盐、碳酸钠之间的协同作用，有效的提高了废水中钙镁离子的去除率。再通过将实施例4和对比例4
?
6进行比较，由此可以看出，在净水剂中加入聚合氯化铝，在净水药剂中加入辅助剂，并通过聚合氯化铝、阴离子聚丙烯酰胺的协同作用，也可以有效的提高废水中钙镁离子的去除率，并使净水药剂具有去除率高、使用稳定的优点。
81.本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。技术特征：
1.一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，其特征在于：净水药剂用于废水的处理，且废水的ph值为8.5
?
9.5；所述净水药剂由净水剂和辅助剂组成，且净水剂和辅助剂配合使用，辅助剂的重量使用量为净水剂的0.1
?
0.5%；所述净水剂由包含以下重量百分数的原料制成，磷酸钠盐50
?
70%、碳酸钠20
?
40%、聚合氯化铝5
?
10%；所述辅助剂为阴离子聚丙烯酰胺水溶液。2.根据权利要求1所述的一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，其特征在于：所述净水剂由包含以下重量百分数的原料制成，磷酸钠盐65%、碳酸钠30%、聚合氯化铝5%；所述辅助剂的重量使用量为净水剂的0.2%。3.根据权利要求1所述的一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，其特征在于：所述磷酸钠盐为磷酸三钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，其特征在于：所述阴离子聚丙烯酰胺水溶液中阴离子聚丙烯酰胺的浓度为0.01
?
0.05%。5.根据权利要求1所述的一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，其特征在于：所述阴离子聚丙烯酰胺的分子量＞800万道尔顿。6.根据权利要求1所述的一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，其特征在于：所述聚合氯化铝为黄色聚合氯化铝或棕褐色聚合氯化铝中的一种。7.根据权利要求1所述的一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂，其特征在于：所述净水剂采用以下方法制备：将磷酸钠盐、碳酸钠、聚合氯化铝，混合均匀，得到净水剂；所述辅助剂采用以下方法制备：在水中加入阴离子聚丙烯酰胺，混合均匀，得到辅助剂。8.权利要求1
?
7中任意一项所述的一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：调节废水的ph值，并使废水ph值为8.5
?
9.5；在废水中加入净水剂，并进行搅拌，反应5
?
20min，然后加入辅助剂，继续搅拌，反应5
?
10min，之后静止10
?
20min，形成沉淀物和上清液，并除去沉淀物，完成废水钙镁离子的处理。9.根据权利要求8所述的一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂的使用方法，其特征在于：所述废水中钙离子的浓度≤600ppm，废水中镁离子的浓度≤400ppm，净水剂于废水中的使用量为1
?
2g/l。10.根据权利要求8所述的一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂的使用方法，其特征在于：所述废水的ph值采用氢氧化钠饱和溶液进行调节。
技术总结
本申请涉及废水处理技术领域，具体公开了一种高效去除废水中钙镁离子的净水药剂及使用方法，净水药剂用于废水的处理，且废水的pH值为8.5
技术研发人员：张纪锋 熊辉堂 李俊 覃玮
受保护的技术使用者：湖南华中矿业有限公司
技术研发日：2021.01.23
技术公布日：2021/5/18
声明：
“高效去除废水中钙镁离子的净水药剂及使用方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：湖南华中矿业有限公司
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2024年05月17日 ~ 19日 
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