羥基氧化鐵改性濾料的制備方法及應用技術

羥基氧化鐵改性濾料的制備方法及應用，它涉及一種改性濾料的制備方法及應用。本發明專利技術解決了目前采用的改性濾料在載體上的吸附強度低、吸附層容易脫落及濾料的使用壽命短的問題。羥基氧化鐵改性濾料制備方法為：一、將載體用酸浸泡，再用氯化鐵溶液浸泡；二、沖洗；三、干燥；即得到羥基氧化鐵改性濾料。本發明專利技術的羥基氧化鐵改性濾料用于凈水。本發明專利技術制備的羥基氧化鐵改性濾料比表面積大，吸附強度高，對人體無毒害，羥基氧化鐵與載體的結合較牢固，使用壽命長。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種改性濾料的制備方法及應用。技術背景過濾工藝是水處理中的關鍵工藝，是飲用水處理中不可缺少的一個環節， 它直接關系到了出廠水的水質問題，是給水處理工藝的重要屏障，它的主要作 用是去除沉后水中剩余濁度、微小絮體和微生物、藻類、有機物以及地下水鐵 錳等。在污水處理方面，它除了去除水中的濁度外，還用于去除重金屬離子等。 目前，由于人們對水質的要求不斷提高，現有的工藝己不能滿足人們的需求， 新建水廠多采用深度處理或強化處理工藝以提高飲用水水質。但是深度處理的 缺點在于， 一次性投資及運行成本均較高，并且需要有一定的場地，非常不利 于水廠的改造。所以，在原有的工藝基礎上進行強化處理得到了人們日益的關 注。強化工藝主要包括預氧化強化混凝、濾前強化過濾以及改性濾料強化過濾 等。改性濾料強化過濾一次性投資較小，不需另外投加藥劑，運行成本低，不 需要另設構筑物，并且改造起來比較方便可行，所以改性濾料強化過濾是目前 常用的強化工藝。雖然改性濾料的過濾效果較好，但是目前采用的改性濾料存在吸附強度 低、吸附層容易脫落及濾料的使用壽命短的缺陷。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決目前采用的改性濾料在載體上的吸附強度低、吸 附層容易脫落及濾料的使用壽命短的問題，而提供的一種改性濾料的制備方法 及應用。本專利技術的羥基氧化鐵改性濾料按以下步驟進行制備 一、將載體洗凈后用pH值為1~2的酸浸泡24~48小時后用水沖洗10-15次，然后用濃度為 0.01mol/L 1.0mol/L的氯化鐵溶液浸泡1天，再加熱至35 70°C，并保溫4 8 天；二、用水反復沖洗固相物，直至沖洗液pH值為5.4 7.5;三、將固相物放入80 14(TC干燥箱中干燥2~24小時；即得到羥基氧化鐵改性濾料。 本專利技術的羥基氧化鐵用于凈水。本專利技術改性濾料上的羥基氧化鐵是p-羥基氧化鐵，與a-羥基氧化鐵的空間 結構不同，a-羥基氧化鐵在水處理中只具有催化氧化功能，而(3-羥基氧化鐵還具有吸附功能。本專利技術中的羥基氧化鐵是在水解過程中生成的，所以它的粒徑 小，屬于納米級，比表面積大，正電荷含量高，負載量大，與載體結合的強度 高，不容易脫落，并且氯參與配位，使得它對水體中的有機物、重金屬以及磷 等都具有很好的吸附去除能力，所以對水中的顆粒物、有機物、重金屬、藻類 以及細菌等都具有很好的去除效果，提高了出水水質，所以，此種改性濾料不 但可以用于一般的飲用水處理，還適用于水中某些物質如有機物、重金屬、藻 類等超標的飲用水或特殊的污水處理中。當進水濁度為2.6NTU時，單獨使用 石英砂單層濾料的出水濁度為0.95NTU，而用本專利技術的改性濾料出水的NTU 不大于0.69。此外使用本專利技術改性濾料可以增加濾速，這樣可以大幅減小濾池 的面積與體積，不但減少了占地面積，而且降低了工程造價。與以往的改性濾料比較，在高藻期時，通常采用投加氧化劑的方法來提高 工藝對藻類的去除，使得水中藻毒素的含量大幅度提高，影響了出水水質及飲 用水安全。而本專利技術所制備的改性濾料與藻類主要是物理吸附，所以，在去除 藻類的同時，不產生藻毒素，并可以大幅度降低運行成本。另外，(3-羥基氧化 鐵還具有催化氧化作用，可以使一些藻類滅活，防止藻類穿透濾池，由于它的 比表面積大使得它對較小的藻類也有較好的去除效果。P-羥基氧化鐵的催化作 用還防止了濾料層中細菌的繁殖，降低了氯的投加量。由于P-羥基氧化鐵的溶度積很小，所以出水色度低；鐵在自然界存在比較 多，價格便宜，改性濾料的成本低，對人體無毒害作用。卩-羥基氧化鐵與載體 的結合較牢固，使用壽命長，是其它改性濾料壽命的3 5倍。將本專利技術制得的改性濾料放入錐形瓶中，加入蒸餾水，蓋上瓶塞，放入搖 床以120r/min的轉速連續震蕩15天(相當于改性濾料反沖洗六年的摩擦強 度)，取出后的改性濾料羥基氧化鐵只脫落了40% 45%，說明本專利技術的羥基氧 化鐵與載體結合牢固，耐沖擊。當改性濾料運行一定周期后，可以在反沖洗水中加入一定量的氧化劑，以恢復改性濾料的過濾效果。這種改性濾料可以循環使用。而且以往的改性濾料 單獨使用時只是針對于一種水質，當水質復雜時，就不能保證出水水質。本專利技術的改性濾料單獨使用時進水為3NTU的水，出水濁度最低可以降至0.5NTU， 比其它濾料單獨使用水的NTU降低了 40% 50%。具體實施方式具體實施方式一本實施方式的羥基氧化鐵改性濾料按以下步驟進行制 備一、將載體洗凈后用pH值為1 2的酸浸泡24~48小時后用水沖洗10 15 次，然后用濃度為O.01mol/L~1.0mol/L的氯化鐵溶液浸泡1天，再加熱至 35 70°C，并保溫4~8天；二、用水反復沖洗固相物，直至沖洗液pH值為5.4 7.5; 三、將固相物放入80 140。C干燥箱中干燥2 24小時；即得到羥基氧化鐵改性 濾料。具體實施方式二本實施方式與具體實施方式一的不同點是步驟一中的 載體為活性炭、石英砂、沸石、陶粒、分子篩、硅膠、活性氧化鋁中的一種或 幾種。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。本實施方式的載體為兩種或兩種以上物質組成時按任意比例混合。具體實施方式三本實施方式與具體實施方式一的不同點是步驟一中載體洗凈后用pH值為1.2~1.8的酸浸泡30~42小時后用水沖洗11 14次。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。具體實施方式四本實施方式與具體實施方式一的不同點是步驟一中載體洗凈后用pH值為1.5的酸浸泡36小時用水沖洗13次。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。具體實施方式五本實施方式與具體實施方式一的不同點是步驟一中用濃度為0.1mol/L 0.8mol/L的氯化鐵溶液浸泡。其它步驟及參數與具體實施方 式一相同。具體實施方式六本實施方式與具體實施方式一的不同點是步驟二中用濃度為0.3mOl/L 0.6mol/L的氯化鐵溶液浸泡。其它步驟及參數與具體實施方 式一相同。具體實施方式七本實施方式與具體實施方式一的不同點是步驟一中用濃度為0.5mol/L的氯化鐵溶液浸泡6天。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。具體實施方式八本實施方式與具體實施方式一的不同點是步驟三中將固相物放入90 130。C干燥箱中干燥6 20小時。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。具體實施方式九本實施方式與具體實施方式一的不同點是步驟三中將固相物放入100 12(TC干燥箱中干燥10 16小時。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。具體實施方式十本實施方式與具體實施方式一的不同點是步驟三中將固相物放入ll(TC干燥箱中干燥13小時。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。使用本實施方式的羥基氧化鐵改性濾料處理NTU為2.5的污水，水的NTU 降低至0.3。說明本實施方式的改性濾料凈水效果好。具體實施方式十一本實施方式與具體實施方式一的不同點是步驟一中對氯化鐵溶液加熱方法為用水浴或空氣浴加熱。其它步驟及參數與具體實施方 式一相同。具體實施方式十二本實施方式與具體實施方式一的不同點是步驟二中用水沖洗至沖洗液的pH值為6.5。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。具體實施方式十三本實施方式與具體實施方式一的不同點是步驟二中加熱至45 6(TC，并保溫5 7天。其它步驟及參數與具體實施方式一相同。具體實施本文檔來自技高網...

【技術保護點】
羥基氧化鐵改性濾料的制備方法，其特征在于羥基氧化鐵改性濾料按以下步驟進行制備：一、將載體洗凈后用ｐＨ值為１～２的酸浸泡２４～４８小時后用水沖洗１０～１５次，然后用濃度為０．０１ｍｏｌ／Ｌ～１．０ｍｏｌ／Ｌ的氯化鐵溶液浸泡１天，再加熱至３５～７０℃，并保溫４～８天；二、用水反復沖洗固相物，直至沖洗液ｐＨ值為５．４～７．５；三、將固相物放入８０～１４０℃干燥箱中干燥２～２４小時；即得到羥基氧化鐵改性濾料。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬軍，王群，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：93[中國|哈爾濱]