[發(fā)明專利]一種用于水處理、具有脫氮功能的絮凝劑及其制備與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910100220.0
• 申請日: 2009-06-25
• 公開（公告）號: CN101591057A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭展望;周曉云;蘆國營;王倩
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州江南科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 黃美娟;冷紅梅

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于水處理、具有脫氮功能的絮凝劑，及其制備與應(yīng)用。

(二)背景技術(shù)

當(dāng)今我國的水體污染中氮已上升為主要污染物，現(xiàn)有1/3的水不適宜于魚類等水生生物的生存，有1/4的水體不適宜農(nóng)作物的灌溉，有1/2城鎮(zhèn)的飲用水源不符合標(biāo)準(zhǔn)，79％居民所飲用水是受污染的水。

一般來說，水處理的絮凝劑是一種化學(xué)試劑，分有機(jī)和無機(jī)兩大類。化學(xué)絮凝劑為主的凈水方式具有投資少，流程短，污泥沉降快，運(yùn)行成本相對較低等優(yōu)點(diǎn)。絮凝是水中投加一定量的絮凝劑之后，懸浮顆粒直接或間接的相互作用生成“絮狀”的大顆粒而進(jìn)行卷掃、沉淀分離的過程。

目前生產(chǎn)的各種絮凝劑主要是絮凝水中的懸浮物。如果研制一種具有降低水中氨氮的水處理的絮凝劑，既能脫氮，又能使懸浮物沉淀，將在水處理中會有很好的銷售市場，并產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種用于水處理、具有脫氮功能的絮凝劑及制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種用于水處理、具有脫氮功能的絮凝劑，由質(zhì)量配比如下的原料制成：

膨潤土????????35％～50％

沸石??????????30％～40％

電解鋁廢渣????15％～25％

硫酸亞鐵??????5％～10％。

膨潤土(Bentonite)，是以蒙脫石為主的含水粘土礦，蒙脫石的化學(xué)成分為：(Al₂Mg₃)[Si₄O₁₀][OH]₂.nH₂O。由于它具有特殊的性質(zhì)，如：膨潤性、粘結(jié)性、吸附性、催化性、觸變性、懸浮性以及陽離子交換性等等，所以廣泛用于各個工業(yè)領(lǐng)域。膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn)，蒙脫石結(jié)構(gòu)是由兩個硅氧四面體夾一層鋁氧八面體組成的2∶1型晶體結(jié)構(gòu)。由于蒙脫石晶胞形成的層狀結(jié)構(gòu)存在某些陽離子，如Cu、Mg、Na、K等，且這些陽離子與蒙脫石晶胞的作用很不牢固，易被其它陽離子交換，故具有較好的離子交換性。膨潤土的分類：膨潤土的層間陽離子種類決定膨潤土的類型，層間陽離子為Na⁺時稱鈉基膨潤土；層間陽離子為Ca²⁺時稱鈣基膨潤土；層間陽離子為H⁺時稱氫基膨潤土(活性白土)；層間陽離子為有機(jī)陽離子時稱有機(jī)膨潤土。優(yōu)選的，所述膨潤土為紅色膨潤土。紅色膨潤土含有微量鐵和錳，因鐵和錳均為紅色，故名。此紅色膨潤土屬于鈉基膨潤土，因含有鐵和錳，能提高廢水的絮凝和脫色效果。

沸石的一般化學(xué)式為：A_mB_pO_2p·nH₂O，結(jié)構(gòu)式為A_(x/q)[(AlO₂)_x(SiO₂)_y]n(H₂O)其中：A為Ca、Na、K、Ba、Sr等陽離子，B為Al和Si，p為陽離子化合價，m為陽離子數(shù)，n為水分子數(shù)，x為Al原子數(shù)，y為Si原子數(shù)，(y/x)通常在1～5之間，(x+y)是單位晶胞中四面體的個數(shù)。

本發(fā)明中，為進(jìn)一步提高絮凝劑的脫氮效果，所述沸石優(yōu)選為斜發(fā)沸石。斜發(fā)沸石是沸石礦物中的一種，也是最豐富的一種。它的晶體為透明板狀，也可因含雜質(zhì)而成褐色、紅色。斜發(fā)沸石是含水的堿金屬鋁硅酸鹽，它脫水后可具有分子篩的功能，可以從空氣中有選擇地提取氮并使氧富集。

沸石構(gòu)架上的平衡陽離子和水分子與格架結(jié)合得不緊密，極易與周圍水溶液里的陽離子發(fā)生交換作用，交換后的沸石結(jié)構(gòu)不被破壞，這就使其具有陽離子交換特性。利用沸石的吸附與離子交換作用可去除氨氮，其去除水中氨氮以及再生過程的機(jī)理，用反應(yīng)式表示，Z-代表沸石骨架。

除氨氮過程：Z-Na⁺+NH⁺₄-Z-NH⁺₄+Na⁺

再生過程：Z-NH⁺₄+Na⁺-Z-Na⁺+NH⁺₄

一般80-100目以上的沸石對氨氮的交換容量為25mg/g左右。