[發(fā)明專利]一種介孔吸附型鋁鹽復(fù)合混凝劑合成方法及其應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810201272.2
• 申請日: 2008-10-16
• 公開（公告）號: CN101402481A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李風(fēng)亭;張冰如;周琪;魏詩輝;徐冉
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 張 磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工和環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種介孔吸附型鋁鹽復(fù)合混凝劑合成方法和及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)污染的日益嚴(yán)重，開發(fā)和使用新型高效的吸附劑和混凝劑越來越引起人們的重視。介孔材料是一種孔徑在2-50納米的新型吸附劑，可以有效吸附水體中的有機和無機污染物，常用介孔材料包括氧化鋁、氧化硅分子篩、天然狀粘土等。人工合成介孔材料具有孔徑分布窄的、性質(zhì)穩(wěn)定的功能化介孔吸附材料，成為國內(nèi)外眾研究熱點。例如四乙基硅氧烷水解形成的二氧化硅介孔材料，通過β-氨丙基三乙氧基硅氧烷或者β-巰基丙基三乙氧基硅氧烷改性后，使介孔材料表面氨基化或者巰基化，使之賦予絡(luò)合水體中重金屬陽離子的功能。如果介孔材料表面為陽離子覆蓋，例如鈉離子、鈣離子、鎂離子等，則在處理過程中進(jìn)一步與水體中已有陰離子形成不溶性金屬鹽的形式，則具備樂去除水體重陰離子的功能。

混凝劑是一種高效去除引起水污染的細(xì)小懸浮顆粒的化學(xué)藥劑，可通過膠體的脫穩(wěn)和凝聚，使細(xì)小顆粒變?yōu)橐子诜蛛x的絮體，從而很容易從水體重通過自然沉降或者氣浮的方式離出來。目前廣為使用的混凝劑主要品種聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵，以及無機低分子的硫酸鋁。我國研究無機高分子混凝劑聚合氯化鋁已經(jīng)有30多年的歷史，但是在去除水體中陰離子方面聚合氯化鋁的效果并不理想，尤其是對于含鹽量比較大的廢水，例如硝酸鹽、硫酸鹽、鹽酸鹽等。對于含鹽量比較高的廢水目前國家沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)，但是高含鹽廢水排放后往往引起土壤鹽堿化，土壤板結(jié)、喪失肥力和種植功能，隨著我國對于污水排放指標(biāo)的日益收緊，對于污水的含鹽量將面臨更大的排放壓力。但是聚合氯化鋁在去除膠體方面是目前最好的混凝劑之一，尤其是其架橋能力更為出色。本專利中對于聚合氯化鋁沒有嚴(yán)格的要求，其鹽基度在30％到95％范圍內(nèi)，氧化鋁含量在20％至35％范圍內(nèi)都可以用以與二氧化硅的復(fù)合，而不影響其使用效果。

工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的含氮廢水，農(nóng)業(yè)上施用的氮肥成為江河湖泊富營養(yǎng)化最大的來源，排入受納水體后，氨氮有機氮等會轉(zhuǎn)化成硝酸根(NO₃^-)或者亞硝酸根(NO₃^-)。在硝酸根進(jìn)入人體后被還原為亞硝酸根，而成為致癌物質(zhì)。因此水體中的硝酸鹽和亞硝酸鹽的去除成為迫切的問題。

上述新型吸附型混凝劑利用混凝劑在沉淀過程中與水體中陰離子形成共沉淀物[Ca(AlO₂)₂]_x[CaSiO₃]_y[Ca(NO₃)₂)]_y·XH₂O和[Ca(AlO₂)₂]_x[CaSiO₃]_y[Ca(NO₂)₂)]_y·XH₂O的原理，可以有效去除水體中的硝酸鹽和亞硝酸鹽等離子，達(dá)到去除的目的。同時這一方法也可以去除水體中的主要以硝酸鹽和亞硝酸鹽形式存在的總氮。由于復(fù)合混凝劑中含有一定量的聚合氯化鋁，因此它具有吸附、沉淀和凝聚的多種功能，去除水體中的有機物的效率更高。

吸附型鋁鹽復(fù)合混凝劑屬于無機高分子混凝劑，有許多優(yōu)點，如能夠去除一些常規(guī)混凝劑無法去除的細(xì)微分散狀態(tài)顆粒物和某些陰離子，例如硝酸根、亞硝酸根、硫酸根、氯離子等，并且在凈水過程中生成的礬花較大、強度高、沉降速度快，在污水處理時對某些重金屬離子，例如銅、鉛等離子及COD、色度、惡臭等均有顯著的去除效果，對處理水pH值適應(yīng)范圍廣(pH＝4-11)，尤其市政廢水和工業(yè)廢水的處理效果更理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目在于提出一種效果好、成本低、穩(wěn)定性好的介孔吸附型鋁鹽復(fù)合混凝劑合成方法及其應(yīng)用。

本發(fā)明提出的介孔吸附型鋁鹽復(fù)合混凝劑生產(chǎn)方法，具體步驟為：在室溫條件下，將固體原料鋁酸鈣和氫氧化鈣或者氧化鈣混合均勻，研磨粉碎至粒徑在200目以下，形成組分A；將二氧化硅和固體聚合氯化鋁混合均勻，研磨粉碎至200目以下，形成組分B；其中，鋁酸鈣與氫氧化鈣或氧化鈣的質(zhì)量比為1∶0.1-1∶0.2，聚合氯化鋁和二氧化硅的質(zhì)量比為1∶1.5-1∶0.1，使用時，組分A與組分B的投加量之比為1∶0.1-1∶0.01。