[發明專利]污水處理用磁性填料及其制備方法

有效

• 申請號: 201510026851.8
• 申請日: 2015-01-19
• 公開（公告）號: CN104649403B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 趙如金;卞瑛磊;龔麗影;朱海東;李淑惠;李一暉;王韋勝
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，尤其是污水處理用磁性填料及其制備方法。

背景技術

生物炭是農林廢棄物和禽畜糞便等生物質材料在缺氧或者無氧條件下通過熱化學反應得到的一種富炭固體產物，是活性炭的前軀體。生物炭孔隙結構發達、吸附能力強、環境穩定性高，其環境效益已在國內外受到廣泛關注。近年來，生物炭作為一種土壤改良劑和固炭劑正越來越受國內外的廣泛關注，而作為污水處理填料的研究還不多。

產生于電鍍、紡織印染、金屬采選、電解、合金等行業的重金屬廢水對環境具有潛在的威脅，目前常采用化學沉淀法、離子交換法、吸附法、膜分離法等處理。但這些方法往往處理成本高，有些方法亦會帶來二次污染。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種污水處理用磁性填料及其制備方法；該方法在采用生物炭處理重金屬的同時，還能生成污水處理用磁性填料。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種污水處理用磁性填料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)向含有重金屬離子的廢水中加入二價鐵離子和三價鐵離子，所述二價鐵離子與所述廢水中的其它二價金屬離子的摩爾比至少為3，所述的三價鐵離子與所述廢水中的其它三價金屬離子的摩爾比至少為8，得處理后廢水；

(2)將生物炭置于pH≤4的強酸溶液中反應，洗滌、干燥，得酸改性生物炭；

(3)將步驟(2)所得酸改性生物炭加至步驟(1)所得處理后廢水中，攪拌后吸附處理，固液分離后得吸附重金屬的生物炭；

(4)將吸附重金屬的生物炭置于pH≥10的強堿溶液中，攪拌后常溫反應，固液分離、洗滌、干燥，得磁性填料。

進一步，步驟(1)所述的重金屬離子廢水中重金屬離子為銅離子、錳離子、鉛離子、鋅離子中的一種或幾種。

在上述方案中，步驟(1)所述處理后廢水中所有三價金屬離子與二價金屬離子的摩爾比為1.1～1.5。

在上述方案中，步驟(2)所述的生物炭為至少有一個方向的尺寸不小于0.5cm。

在上述方案中，步驟(2)所述的強酸為鹽酸或硫酸。

在上述方案中，步驟(2)所述的反應的時間為20～35min，所述干燥的溫度為50～80℃。

在上述方案中，步驟(3)所述的攪拌時間為2～3min，吸附處理時間為30～50min。

在上述方案中，步驟(4)所述的強堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。

在上述方案中，步驟(4)所述的攪拌時間為1～2min，反應的時間為60～80min，所述干燥的溫度為不超過80℃。

本發明還包括通過上述方法制備得到的污水處理用磁性填料。

本發明的有益效果：

(1)磁性填料的原料為農業固體廢物秸稈等的處理產物、重金屬離子廢水，成本低，實現了固體廢物及廢水的資源化利用；

(2)磁性填料的制備工藝簡單，操作方便，制備的污水處理用磁性填料掛膜效果好；

(3)制備過程中，吸附在生物炭孔隙中的重金屬與強堿生成磁性顆粒，并繼續留在生物炭的孔隙中，穩定性好；

(4)磁性填料孔隙中的磁性顆粒，可以增強生物反應器內微生物的活性，使微生物降解污染物的能力提高，從而提高生物反應器的降解效率。

附圖說明

圖1為使用球形生物炭反應得到的磁性填料示意圖。

圖2為使用圓柱形生物炭反應得到的磁性填料示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并不限于此。

實施例1

通過以下步驟制備圖1所示的污水處理用磁性填料：

(1)向含有鉛離子和鋅離子的廢水中加入二價鐵離子和三價鐵離子，使廢水中二價鐵離子與其他二價金屬離子的摩爾比為3，三價鐵離子與其他三價金屬離子的摩爾比為8，廢水中所有三價金屬離子與二價金屬離子的摩爾比為1.1；

(2)將直徑為0.5cm左右的球形生物炭置于pH為2.5的硫酸溶液中，反應20min，水洗兩次，在50℃的環境中干燥，得酸改性生物炭；

(3)將步驟(2)所得酸改性生物炭加至步驟(1)所得處理后廢水中，攪拌2min后吸附處理30min，固液分離后得吸附重金屬的生物炭；

(4)將吸附重金屬的生物炭置于pH為10的氫氧化鈉溶液中，攪拌1min后常溫反應60min，固液分離，用水洗滌兩次，在60℃干燥，得磁性填料。

實施例2