本发明属于环保技术领域，具体涉及一种改性聚合硫酸铁的制备工艺。
背景技术：
工业废水指工业生产过程中排出的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物，是造成环境污染，特别是水污染的重要原因。
工业废水中污染物含量较高，一般采用三级处理，即预处理、二级处理、深度处理，个别还需要对深度处理出水进行消毒处理。预处理是污水进入传统的物化处理之前根据后续处理流程对水质的要求而设置的处理工艺，是污水处理厂的关键环节；二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质，是在预处理之后；深度处理即进一步处理难降解的有机物以及氮、磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。这三级处理中，预处理及深度处理中最常用的处理方法是絮凝。
在絮凝处理中，聚合硫酸铁（PFS）是一种常用的无机高分子絮凝剂，与硫酸亚铁、聚合氯化铝等净水产品相比净水性能更优，不含铝、氯及重金属离子等有害物质，它具有净水效果好、无毒无害、安全可靠等优点，故能得到广泛应用。但是在利用聚合硫酸铁直接对工业废水进行深度处理过程中，虽然COD去除率高，但处理后会有铁离子残留，进而会影响出水色度，还存在絮体沉降速度慢等缺点。
技术实现要素：
针对目前聚合硫酸铁絮凝剂存在的问题，本发明在传统的聚合硫酸铁生产中，引入比表面积巨大、吸附性能强的凹凸棒土以期改善传统聚合硫酸铁存在的缺点，本发明提供了一种改性聚合硫酸铁的制备方法，该方法制备的改性聚合硫酸铁应用在工业废水中，能较好地去除废水中的悬浮物和其他有害物质，具有较高的污染物去除率和脱色效果，处理后产生的污泥易于沉降和脱水。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种改性聚合硫酸铁的制备工艺，步骤如下：
（1）对凹凸棒土进行处理；
（2）采用盐酸羟胺对处理后的凹凸棒土进行改性；
（3）将改性后的凹凸棒土复配到聚合硫酸铁液体中，得到改性聚合硫酸铁。
所述步骤（1）对凹凸棒土进行处理的方法如下：将凹凸棒土置于300~400℃的工业窑炉中煅烧2~3小时，冷却至室温，粉碎并通过200目筛。
所述步骤（2）中采用盐酸羟胺对处理后的凹凸棒土进行改性的方法如下：将处理过的凹凸棒土，加水配制成质量分数为50%的悬浮液，加入盐酸羟胺于60~80℃反应1~1.5小时，冷却至室温，过滤并烘干。
所述盐酸羟胺与凹凸棒土的质量比为（1~1.5）：1000。
所述步骤（3）中将改性后的凹凸棒土加入到液体聚合硫酸铁中，搅拌均匀，升温到60~80℃，并反应0.5~1.0小时，冷却即得到改性聚合硫酸铁。
所述改性后的凹凸棒土与液体聚合硫酸铁的质量比为（10~15）：100。
本发明的有益效果：1、本发明创造性地提出了利用盐酸羟胺在一定的温度下对凹凸棒土进行化学改性，去除部分层状结构的水分和三价铁离子，增加其表面积。在酸性条件下其吸附能力更强，经过改性的聚合硫酸铁，其混凝效果好，处理后的出水残留色度更低。2、本发明以改性凹凸棒土和盐酸羟胺对聚合硫酸铁进行改性处理，凹凸棒土和盐酸羟胺来源广泛，改性工艺简单，价格低廉，适宜进行大规模的工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
本实施例的改性聚合硫酸铁的制备工艺，步骤如下：
（1）取100kg块状凹凸棒土，于300℃马弗炉中加热2小时，冷却。将煅烧过的凹凸棒土采用机械破碎的方法进行粉碎，并通过200目筛（0.074mm）；
（2）取处理过的凹凸棒土50kg，加水50kg，搅拌均匀，配成悬浮液；加入0.05kg工业级盐酸羟胺，搅拌均匀，并升温至60℃，在该温度下反应1小时，冷却至室温，过滤并烘干，备用；
（3）将上述改性过的凹凸棒土50kg加入到500kg液体聚合硫酸铁中，搅拌均匀，加热升温至60℃，在该温度下反应0.5小时，冷却即得到改性聚合硫酸铁溶液。
取1000mL经过二级生化处理的造纸废水，加入1.5g本实施例制得的改性聚合硫酸铁溶液，搅拌反应1分钟，加入0.1%阳离子聚丙烯酰胺溶液1mL，搅拌反应30秒，静置。测定上清液的COD、SS、色度。
取1000mL经过二级生化处理的造纸废水，加入1.5g普通聚合硫酸铁溶液，搅拌反应1分钟，加入0.1%阳离子聚丙烯酰胺溶液1mL，搅拌反应30秒，静置。测定上清液的COD、SS、色度。具体指标见表1。
表1 实施例1检测结果
实施例2
本实施例的改性聚合硫酸铁的制备工艺，步骤如下：
（1）取150kg块状凹凸棒土，于马弗炉中360℃加热2.5小时，冷却。将煅烧过的凹凸棒土采用机械破碎的方法进行粉碎，并通过200目筛（0.074mm）；
（2）取处理过的凹凸棒土100kg，加水100kg，搅拌均匀，配成悬浮液；加入0.14kg工业级盐酸羟胺，搅拌均匀，并升温至70℃，并在该温度下反应1.3小时，冷却至室温，过滤并烘干，备用；
（3）将100kg上述改性过的凹凸棒土加入到800kg液体聚合硫酸铁中，搅拌均匀，加热升温至70℃，保持反应50分钟，冷却即得到改性聚合硫酸铁溶液。
取1000mL经过二级生化处理的盐酸林可霉素废水，加入3.5g本实施例制得的改性聚合硫酸铁溶液，搅拌反应10分钟，加入0.1%阳离子聚丙烯酰胺溶液1mL，搅拌反应60秒，静置。测定上清液的COD、SS、色度。
取1000mL经过二级生化处理的盐酸林可霉素废水，加入3.5g普通聚合硫酸铁溶液，搅拌反应10分钟，加入0.1%阳离子聚丙烯酰胺溶液1mL，搅拌反应60秒，静置。测定上清液的COD、SS、色度。具体指标见表2。
表2实施例2检测结果
实施例3
本实施例的改性聚合硫酸铁的制备工艺，步骤如下：
（1）取300kg块状凹凸棒土，于马弗炉中380℃加热2.5小时，冷却。将煅烧过的凹凸棒土采用机械破碎的方法进行粉碎，并通过200目筛（0.074mm）；
（2）取处理过的凹凸棒土300kg，加水300kg，搅拌均匀，配成悬浮液，加入0.42kg工业级盐酸羟胺，搅拌均匀，并升温至75℃，并在该温度下反应1.4小时，冷却至室温，过滤并烘干，备用；
（3）将上述改性过的凹凸棒土300kg加入到2100kg液体聚合硫酸铁中，搅拌均匀，加热升温至72℃，保持反应1.0小时，冷却即得到改性聚合硫酸铁溶液。
取1000mL经过二级生化处理的印染废水，加入2.2g本实施例制得的改性聚合硫酸铁溶液，搅拌反应5分钟，加入0.1%阳离子聚丙烯酰胺溶液1mL，搅拌反应60秒，静置。测定上清液的COD、SS、色度。
取1000mL经过二级生化处理的印染废水，加入2.2g普通聚合硫酸铁溶液，搅拌反应5分钟，加入0.1%阳离子聚丙烯酰胺溶液1mL，搅拌反应60秒，静置，测定上清液的COD、SS、色度。具体指标见表3。
表3 实施例3检测结果
实施例4
本实施例的改性聚合硫酸铁的制备工艺，步骤如下：
（1）取100kg块状凹凸棒土，于马弗炉中400℃加热3小时，冷却。将煅烧过的凹凸棒土采用机械破碎的方法进行粉碎，并通过200目筛（0.074mm）；
（2）取处理过的凹凸棒土100kg，加水100kg，搅拌均匀，配成悬浮液，加入0.5kg工业级盐酸羟胺，搅拌均匀，并升温至80℃，在该温度下反应1.5小时，冷却至室温，过滤并烘干，备用；
（3）将上述改性过的凹凸棒土100kg加入到660kg液体聚合硫酸铁中，搅拌均匀，加热升温至80℃，保持反应1.0小时，冷却即得到改性聚合硫酸铁溶液。
取1000mL经过二级生化处理的食品废水，加入0.8g本实施例制得的改性聚合硫酸铁溶液，搅拌反应1分钟，加入0.1%阳离子聚丙烯酰胺溶液1mL，搅拌反应30秒，静置。测定上清液的COD、SS、色度。
取1000mL经过二级生化处理的食品废水，加入0.8g普通聚合硫酸铁溶液，搅拌反应1分钟，加入0.1%阳离子聚丙烯酰胺溶液1mL，搅拌反应30秒，静置，测定上清液的COD、SS、色度。具体指标见表4。
表4 实施例4检测结果
由表1~4可知，本发明制备的改性聚合硫酸铁在生化尾水处理中，污染物去除率高，色度去除效果好，改性聚合硫酸铁对废水中的COD去除率能达到79%，SS去除率达到79%，色度去除率高达75%；而在同等条件下，聚合硫酸铁对废水中的COD去除率为68%，SS去除率为69%，色度去除率为60%。处理同样的生化尾水，使用改性聚合硫酸铁比普通聚合硫酸铁的COD去除率提高了11%，SS去除率提高了10%，色度去除率提高了15%。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。