公布日：2024.03.15
申請日：2023.12.26
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F1/58(2023.01)I;C02F103/10(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發明提供了一種用于含銻污水處理的復合型填料及其制備方法，屬于污水處理技術領域，本發明提供的復合型填料由多種礦物原料加工制作，本發明通過對填料進行提純、改性、復配來改變填料結構，并通過合理配置填料的裝填方式制備復合型填料，顯著增大了填料的比表面積和對廢水中銻的吸附能力，使其在同等條件下，在銻濃度較高的廢水中去除效果顯著優于常規單一填料形式，具有適應性好、操作簡便、成本低的優點。
權利要求書
1.一種用于含銻污水處理的復合型填料，其特征在于，包括依次復合壓制的緩沖單元、反應吸附單元和深度吸附單元；所述緩沖單元，按體積比計，包括40％-50％改性海泡石、15％-20％改性鋁渣和30％-40％水合氧化鐵；所述反應吸附單元，按體積比計，包括16％-30％改性活性炭和70％-84％活性氧化鋁；所述深度吸附單元，按體積比計，包括40％-52％磷酸鈣、20％-35％納米錳鈦氧化物和25％-40％改性硅藻土；所述緩沖單元、反應吸附單元和深度吸附單元的體積比為2:1:1；所述復合型填料結構為長方體結構；所述長方體結構設置有貫通兩側過水斷面的通孔；所述通孔的孔徑為5mm-8mm，孔與孔圓心距離為7mm-10mm；所述過水斷面的開孔率為60％-86％；所述改性海泡石由以下方法制備得到：將海泡石和氯化鐵混合后依次靜置和干燥，得到改性海泡石；所述改性鋁渣是由鋁渣和氫氧化鈉溶液混合改性后得到；所述改性活性炭是由活性炭經強氧化劑氧化處理后得到；所述改性活性炭目數≤200目，活性氧化鋁目數≤400目；所述改性硅藻土的制備步驟包括：將硅藻土依次浸泡在堿液和酸溶液中進行第一改性，得到酸堿改性硅藻土；將酸堿改性硅藻土與尿素、乙二胺四乙酸混合進行第二改性，得到改性硅藻土。
2.一種如權利要求1所述復合型填料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：1)將所述體積比的改性鋁渣、改性海泡石和水合氧化鐵依次進行混合攪拌、反應、壓制，得到緩沖單元；2)將所述體積比的改性活性炭和活性氧化鋁分別研磨、過篩后混合、壓制，得到反應吸附單元；3)將所述體積比的改性硅藻土、磷酸鈣和納米錳鈦氧化物依次混合攪拌、反應、壓制，得到深度吸附單元；4)將壓制成型的所述緩沖單元、反應吸附單元、深度吸附單元依次疊合、壓制后，得到用于含銻污水處理的復合型填料；所述復合型填料結構為長方體結構；所述長方體結構設置有貫通兩側過水斷面的通孔；所述通孔的孔徑為5mm-8mm，孔與孔圓心距離為7mm-10mm；所述過水斷面的開孔率為60％-86％；所述改性海泡石由以下方法制備得到：將海泡石和氯化鐵混合后依次靜置和干燥，得到改性海泡石；所述改性鋁渣是由鋁渣和氫氧化鈉溶液混合改性后得到；所述改性活性炭是由活性炭經強氧化劑氧化處理后得到；所述改性活性炭目數≤200目，活性氧化鋁目數≤400目；所述改性硅藻土的制備步驟包括：將硅藻土依次浸泡在堿液和酸溶液中進行第一改性，得到酸堿改性硅藻土；將酸堿改性硅藻土與尿素、乙二胺四乙酸混合進行第二改性，得到改性硅藻土。
發明內容
有鑒于此，為了克服現有技術中存在的上述缺點和不足，本發明提供了一種用于含銻污水處理的復合型填料及其制備方法，本發明通過對含銻污水處理復合型填料的改進和復配、優化了填料的成分及配比，并改進了填料的形式，提升了復合型填料的水力條件，使其在相同條件下對污水中銻的去除效率顯著增強，且具有適應性好、操作簡便、成本低的優點。
為了實現上述目的，本發明提供以下技術方案：
本發明提供了一種用于含銻污水處理的復合型填料，包括依次復合壓制的緩沖單元、反應吸附單元和深度吸附單元；
所述緩沖單元，按體積比計，包括40％-50％改性海泡石、15％-20％鋁渣和30％-40％水合氧化鐵；所述反應吸附單元，按體積比計，包括16％-30％活性炭和70％-84％活性氧化鋁；所述深度吸附單元，按體積比計，包括40％-52％磷酸鈣、20％-35％納米錳鈦氧化物和25％-40％改性硅藻土。
優選地，所述緩沖單元、反應吸附單元和深度吸附單元的體積比為2:1:1。
優選地，所述復合型填料結構為長方體結構；所述長方體結構設置有貫通兩側的過水斷面的通孔。
優選地，所述通孔為多孔蜂窩狀結構。
優選地，所述過水斷面的開孔率為60％-86％。
優選地，所述改性海泡石由以下方法制備得到：
將海泡石和氯化鐵混合后依次靜置和干燥，得到改性海泡石。
優選地，所述改性鋁渣是由鋁渣和氫氧化鈉溶液混合改性后得到。
優選地，所述改性活性炭是由活性炭經強氧化劑氧化處理后得到。
優選地，所述改性活性炭目數≤200目，活性氧化鋁目數≤400目。
優選地，所述改性硅藻土的制備步驟包括：
將硅藻依次浸泡在堿液和酸溶液中進行第一改性，得到酸堿改性硅藻土；
將酸堿改性硅藻土與尿素、乙二胺四乙酸混合進行第二改性，得到改性硅藻土。
本發明還提供了上述技術方案所述用于含銻污水處理的復合型填料的制備方法，包括以下步驟：
1)將所述體積比的改性鋁渣、改性海泡石和水合氧化鐵依次進行混合攪拌、反應、壓制，得到緩沖單元。
2)將所述體積比的改性活性炭和活性氧化鋁分別研磨、過篩后混合、壓制，得到反應吸附單元。
3)將所述體積比的改性硅藻土、磷酸鈣和納米錳鈦氧化物依次混合攪拌、反應、壓制，得到深度吸附單元。
4)將壓制成型的所述緩沖單元、反應吸附單元、深度吸附單元依次疊合、壓制后，得到用于含銻污水處理的復合型填料。
本發明采用強氧化劑對活性炭表面進行氧化處理的目的為增加其表面含氧氣官能團，提高表面極性，增加陽離子吸附容量。
本發明的有益效果為：
本發明提供的復合型填料由多種礦物原料加工制作，并通過對填料進行提純、改性、復配的方式來改變填料的結構，顯著的增大了填料的比表面積和吸附能力，增強了填料對廢水中銻的吸附能力，使其在同等條件下，在銻濃度較高的廢水中擁有優異的去除效果，優于常規單一填料形式。
本發明提供的技術方案中水流的通過阻力相比較低，能維持相對穩定的水力條件，克服污堵所帶來的堵塞問題；同時，本發明提供的復合填料擁有良好的水力流道條件，能夠有效減少沉積物的堆積。
本發明的技術方案對銻的去除效率高、適應性強，且對于廢水pH擁有較為廣泛的選擇區間，同時本發明提供的技術方案裝填及更換方便，有效降低了人工的工作量。
（發明人：董杰;李娜;張鳳英;肖偉;郭小偉;劉少杰;馬德云;賀鋁）
