[發明專利]一種去除水中懸浮顆粒物的磁絮凝劑的制備與應用

在審

• 申請號: 201911087356.2
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN110642343A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 梁文艷;劉闖;王曉宇;姜曉雪
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: C02F1/48
• 分類號: C02F1/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及水處理技術領域，具體涉及一種去除水中懸浮顆粒物的磁絮凝劑的制備與應用。所述的磁性絮凝劑由Fe₃O₄和SiO₂的核殼結構組成，應用本發明的Fe₃O₄@SiO₂磁性材料去除水中的懸浮顆粒物，在Ca²⁺或Mg²⁺鹽等陽離子的作用下可以通過電荷中和、吸附架橋和網捕等機制實現對水體中懸浮物的高效去除。絮凝前水樣不需要經過調pH等預處理，且可以處理高濁度水樣，磁絮凝劑投加量低，回收簡單，磁分離時間短，對分離設備要求較低，可工業化大規模推廣使用。

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，具體地，本發明涉及一種去除水中懸浮顆粒物的磁絮凝劑的制備與應用。

背景技術

絮凝法是一種化學處理方法，是水處理重要的操作單元之一，廣泛應用在石化、鋼鐵、冶金、造紙、食品、印染、紡織和釀造等多種行業的廢水處理中。它是指通過投加一定絮凝劑，使水中懸浮微粒碰撞、集聚并形成較大絮團，從而加快顆粒的沉降和實現固液分離的一種方法，其主要用于水體中懸浮物和膠體的去除。此外，絮凝法還可以用來去除藻類、有機物、重金屬、病原體微生物等水體污染物。其絮凝效果直接影響后續工藝的運行以及最終的出水質量，絮凝劑的性能決定了水處理效果的優劣和絮凝工藝運行費用的高低。因此，研究和制備經濟、高效、安全的水處理絮凝劑對于污水處理至關重要。

磁絮凝技術作為一種新興的水處理技術，具有操作簡單、分離速度快等優點，在給水處理和各類廢水處理領域中備受青睞，并廣泛應用于工程實際。磁絮凝的關鍵是磁性粒子功能化，在磁性粒子功能化的過程中，通常是以Fe₃O₄磁性粒子為核心，在Fe₃O₄的表面包覆一定的化學物質，形成功能化磁性微粒。功能化磁性微粒表面的化學官能團能夠有效捕集廢水中的大量懸浮顆粒物和膠體，并將其與磁核連接起來，從而實現磁場作用下的分離收集。目前，包覆Fe₃O₄微粒的化學物質主要有無機類化合物、有機官能團和高分子聚合物。Fe₃O₄磁性粒子是具有特殊結構和磁性能的一種材料，廣泛應用于醫學、環保、電子信息、生物等領域。然而，Fe₃O₄磁性粒子易團聚，易被氧化，且表面羥基不足，使其應用受到了限制。由于SiO₂具有較強的機械性能和較高的化學穩定性，將其包裹在Fe₃O₄表面，能屏蔽磁偶極子的相互作用，改善磁性粒子的分散性，增加其生物相容性，此外，SiO₂表面存在豐富的羥基，可以負載更多的物質，拓寬了Fe₃O₄磁性粒子在水處理領域的應用。

本發明通過溶膠-凝膠方法將SiO₂膠粘在Fe₃O₄磁性粒子表面，形成包覆層，在Ca²⁺或Mg²⁺陽離子的輔助作用下，可以實現水中的懸浮顆粒物和膠體的高效絮凝去除。該磁性絮凝劑具有制備工藝簡單、綠色安全、經濟高效的特點。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種去除水中懸浮顆粒物的磁性絮凝劑。

本發明的再一目的是提供一種制備上述用于去除水中懸浮顆粒物的磁性絮凝劑的方法。

本發明的再一目的是提供上述用于去除水中懸浮顆粒物的磁性絮凝劑的應用。

本發明所述的用于去除水中懸浮顆粒物的磁性絮凝劑，應用時，通過以下技術方案實現：

(1)向水樣中加入Ca²⁺或Mg²⁺鹽中的一種，攪拌均勻；