一种改性硅藻土复配型磁性絮凝剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于环境工程水处理领域，尤其涉及一种改性硅藻土复配型磁性絮凝剂及其制备方法和应用。
背景技术：
：硅藻土是一种硅质岩石，主要分布在中国、美国、日本、丹麦、法国、罗马尼亚等国，我国硅藻土储量3.2亿吨，远景储量达20多亿吨，储量丰富。硅藻土作为助凝剂参与污水絮凝处理工艺过程中，通过搅拌硅藻土能充分分散成硅藻单体并悬浮于污水中，它能迅速吸附絮凝物质并形成核心体，然后凭借自身的重量而率先沉淀。硅藻土本身也具有较强的吸附性，可有效地吸附有机化合物、高分子聚合物、蛋白质、金属离子等。磁种絮凝-磁分离是通过添加磁载体与污染物质相结合之后，利用磁场的作用分离或去除水中的污染物，近几年磁力分离法已成为一门新兴的水处理技术。磁分离作为物理处理技术在水处理中获得了许多成功应用，显示出许多优点。与沉降、过滤等常规方法相比较，磁力分离法具有处理能力大、效率高、能量消耗少、设备简单紧凑等一系列优点，它不但已成功应用于高炉煤气洗涤水、炼钢烟尘净化废水，轧钢废水和烧结废水的净化，而且在其它工业废水、城市污水和蓝藻水华的净化方面也很有发展前途。然而其应用缺陷在于难以去除大部分离子及小分子类有机物，污水分离效果受到局限，因此有必要提出一种硅藻土复配型磁性絮凝剂来解决次分离存在的缺陷。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种改性硅藻土复配型磁性絮凝剂，通过硅藻土、聚合氯化铝、磁粉相互协同作用，能够有效增加污水分离效果。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：一种改性硅藻土复配型磁性絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：s1,取硅藻土、磁粉并利用筛网进行筛分，将筛分后的硅藻土、磁粉按照质量比1:1-5:1进行混合，混合搅拌10-15min，得到原硅藻土混合料，筛分目的是剔除杂质和难完全酸化的大颗粒物质，加入磁粉目的是引入铁离子，溶于水后会形成大量的高电荷聚合阳离子,增加絮凝效果；s2,取浓盐酸，并将浓盐酸投加到步骤s1得到的原硅藻土混合料，原硅藻土混合料与浓盐酸按质量比为4:1-8:1，投加盐酸时应缓慢投加，并在投加时不断搅拌混合物，搅拌反应一段时间后，得到改性硅藻土混合料，硅藻土酸改性目的是利用强酸的蚀刻作用增大其孔容与比表面积，改善硅藻土孔隙结构，提高其表面吸附性能，缓慢投加浓盐酸目的是为了让硅土与浓盐酸均匀接触同时减轻硅藻土酸化过程中的结团现象；s3,取聚合氯化铝、磁粉并与步骤s2得到的改性硅藻土混合料进行混合，聚合氯化铝、磁粉、改性硅藻土混合料的质量比为1:1:1，混合搅拌10-15min，得到改性硅藻土复配型磁性絮凝剂半成品；s4,将步骤s3得到的半成品进行研磨、烘干、筛分后得到改性硅藻土复配型磁性絮凝剂成品。进一步地，所述步骤s1中的硅藻土、磁粉筛分后的细度为200-400目。进一步地，所述步骤s1、步骤s3中的铁粉均为磁铁矿，主要成分为四氧化三铁。进一步地，所述步骤s2中的搅拌反应时间为10-30min，浓盐酸的浓度为20-30％。进一步地，所述步骤s3的聚合氯化铝中氧化铝含量为20-29％，且为喷雾法生产制得，喷雾法生产的聚合氯化铝适应水域宽，水解速度快，吸附能力强，形成矾花大，质密沉淀快，出水浊度低，脱水性能好。进一步地，所述步骤s4中的烘干温度为200-300℃，烘干时间为10-15min，筛分后成品的细度为80-200目。一种改性硅藻土复配型磁性絮凝剂，由上述改性硅藻土复配型磁性絮凝剂的制备方法制备而成。一种上述改性硅藻土复配型磁性絮凝剂在污水、蓝藻藻水分离处理中的应用。进一步地，将磁性絮凝剂投入到待处理污水中，磁性絮凝剂的投入量为150-200mg/l，快速搅拌1-3min，慢搅10-20min，通过絮体磁分离器将污水絮体移出，絮体磁分离器的磁场强度为2000-2500gs。进一步地，将磁性絮凝剂投入待处理蓝藻藻水中，磁性絮凝剂的投入量为200-250mg/l，快速搅拌3-5min，慢搅15-30min，通过絮体磁分离器将蓝藻絮体移出，絮体磁分离器的磁场强度为2500-3000gs。本发明的有益效果是：本发明中的磁性絮凝剂以硅藻土为主要原料，以聚合氯化铝，磁粉为辅料，经过筛分、酸改性、拌和、研磨、烘干等系列操作后得到具有磁性的复合高性能无机絮凝剂，该方法工艺路线简单可行，原料来源丰富、易于大规模工业化生产，并且改性复配后的药剂不仅具有聚合氯化铝的强絮凝性，又具有硅藻土的强吸附性，同时添加的磁种又赋予絮体以磁性，三者之间的复配产生协同作用增强了污水分离的效率及效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1是本发明中制备方法流程图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1如图1所示的一种改性硅藻土复配型磁性絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：s1,取硅藻土、磁粉并利用200目筛网进行筛分，取筛分后的硅藻土50kg、磁粉50kg进行混合，混合搅拌15min，得到原硅藻土混合料，筛分目的是剔除杂质和难完全酸化的大颗粒物质，加入磁粉目的是引入铁离子，溶于水后会形成大量的高电荷聚合阳离子,增加絮凝效果；s2,取浓度为20％的浓盐酸25kg投加到步骤s1得到的原硅藻土混合料，投加盐酸时应缓慢投加，并在投加时不断搅拌混合物，搅拌反应30min后，得到改性硅藻土混合料，硅藻土酸改性目的是利用强酸的蚀刻作用增大其孔容与比表面积，改善硅藻土孔隙结构，提高其表面吸附性能，缓慢投加浓盐酸目的是为了让硅土与浓盐酸均匀接触同时减轻硅藻土酸化过程中的结团现象；s3,取聚合氯化铝125kg、磁粉125kg与步骤s2得到的改性硅藻土混合料进行混合，混合搅拌15min，得到改性硅藻土复配型磁性絮凝剂半成品；s4,将步骤s3得到的半成品进行研磨、烘干、筛分后得到改性硅藻土复配型磁性絮凝剂成品，烘干温度为200℃，烘干时间为15min，筛分后成品的细度为200目。将上述步骤得到的磁性絮凝剂投入到待处理污水中，磁性絮凝剂的投入量为200mg/l，快速搅拌3min，慢搅20min，通过絮体磁分离器将污水絮体移出，絮体磁分离器的磁场强度为2500gs，对处理后污水的固体悬浮物去除率及cod去除率进行计算，计算结果见表1。将上述步骤得到的磁性絮凝剂投入待处理蓝藻藻水中，磁性絮凝剂的投入量为250mg/l，快速搅拌5min，慢搅30min，通过絮体磁分离器将蓝藻絮体移出，絮体磁分离器的磁场强度为3000gs，对处理后的蓝藻藻水中叶绿素去除率及cod去除率进行计算，计算结果见表2。实施例2如图1所示的一种改性硅藻土复配型磁性絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：s1,取硅藻土、磁粉并利用400目筛网进行筛分，取筛分后的硅藻土50kg、磁粉25kg进行混合，混合搅拌13min，得到原硅藻土混合料，筛分目的是剔除杂质和难完全酸化的大颗粒物质，加入磁粉目的是引入铁离子，溶于水后会形成大量的高电荷聚合阳离子,增加絮凝效果；s2,取浓度为25％的浓盐酸15kg投加到步骤s1得到的原硅藻土混合料，投加盐酸时应缓慢投加，并在投加时不断搅拌混合物，搅拌反应20min后，得到改性硅藻土混合料，硅藻土酸改性目的是利用强酸的蚀刻作用增大其孔容与比表面积，改善硅藻土孔隙结构，提高其表面吸附性能，缓慢投加浓盐酸目的是为了让硅土与浓盐酸均匀接触同时减轻硅藻土酸化过程中的结团现象；s3,取聚合氯化铝90kg、磁粉90kg与步骤s2得到的改性硅藻土混合料进行混合，混合搅拌13min，得到改性硅藻土复配型磁性絮凝剂半成品；s4,将步骤s3得到的半成品进行研磨、烘干、筛分后得到改性硅藻土复配型磁性絮凝剂成品，烘干温度为250℃，烘干时间为12min，筛分后成品的细度为100目。将上述步骤得到的磁性絮凝剂投入到待处理污水中，磁性絮凝剂的投入量为150mg/l，快速搅拌1min，慢搅10min，通过絮体磁分离器将污水絮体移出，絮体磁分离器的磁场强度为2000gs，对处理后污水的固体悬浮物去除率及cod去除率进行计算，计算结果见表1。将上述步骤得到的磁性絮凝剂投入待处理蓝藻藻水中，磁性絮凝剂的投入量为200mg/l，快速搅拌3min，慢搅15min，通过絮体磁分离器将蓝藻絮体移出，絮体磁分离器的磁场强度为2500gs，对处理后的蓝藻藻水中叶绿素去除率及cod去除率进行计算，计算结果见表2。实施例3如图1所示的一种改性硅藻土复配型磁性絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：s1,取硅藻土、磁粉并利用300目筛网进行筛分，取筛分后的硅藻土50kg、磁粉10kg进行混合，混合搅拌10min，得到原硅藻土混合料，筛分目的是剔除杂质和难完全酸化的大颗粒物质，加入磁粉目的是引入铁离子，溶于水后会形成大量的高电荷聚合阳离子,增加絮凝效果；s2,取浓度为30％的浓盐酸7.5kg投加到步骤s1得到的原硅藻土混合料，投加盐酸时应缓慢投加，并在投加时不断搅拌混合物，搅拌反应10min后，得到改性硅藻土混合料，硅藻土酸改性目的是利用强酸的蚀刻作用增大其孔容与比表面积，改善硅藻土孔隙结构，提高其表面吸附性能，缓慢投加浓盐酸目的是为了让硅土与浓盐酸均匀接触同时减轻硅藻土酸化过程中的结团现象；s3,取聚合氯化铝67.5kg、磁粉67.5kg与步骤s2得到的改性硅藻土混合料进行混合，混合搅拌10min，得到改性硅藻土复配型磁性絮凝剂半成品；s4,将步骤s3得到的半成品进行研磨、烘干、筛分后得到改性硅藻土复配型磁性絮凝剂成品，烘干温度为300℃，烘干时间为10min，筛分后成品的细度为80目。将上述步骤得到的磁性絮凝剂投入到待处理污水中，磁性絮凝剂的投入量为170mg/l，快速搅拌2min，慢搅15min，通过絮体磁分离器将污水絮体移出，絮体磁分离器的磁场强度为2300gs，对处理后污水的固体悬浮物去除率及cod去除率进行计算，计算结果见表1。将上述步骤得到的磁性絮凝剂投入待处理蓝藻藻水中，磁性絮凝剂的投入量为230mg/l，快速搅拌4min，慢搅20min，通过絮体磁分离器将蓝藻絮体移出，絮体磁分离器的磁场强度为2700gs，对处理后的蓝藻藻水中叶绿素去除率及cod去除率进行计算，计算结果见表2。表1实施例1实施例2实施例3固体悬浮物去除率/％909492cod去除率/％849086表2实施例1实施例2实施例3叶绿素去除率/％909490cod去除率/％869189由表1和表2可以看出，利用本发明中的制备方法制得磁性絮凝剂处理污水和蓝藻藻水，污水中固体悬浮物去除率平均达到92％，污水中cod去除率平均值达到87％，蓝藻藻水中叶绿素去除率平均达到91％，蓝藻藻水中cod去除率平均值达到89％，从而本发明中的磁性絮凝剂能够对污水和蓝藻藻水进行有效分离处理。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。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。当前第1页12