专利名称：一种用于饮用水源水污染应急处理的复合净水剂制备方法
技术领域：
本发明涉及给水处理技术领域，具体是涉及一种用于饮用水源水污染应急处理的 复合净水剂制备方法。
背景技术：
随着我国工业化、城市化步伐明显提速，河网水体水质严重超标，突发性水污染事 件时有发生，如水源水酚污染、水华暴发及重金属污染等，同时农村不安全饮水等问题也越 来越多，在一些地区不仅成为制约经济社会可持续发展的瓶颈，更成为影响居民健康的重 要因素。因此，水质应急处理和安全保障措施亟待完善。解决生活饮用水安全问题，在制水 环节重点是改造工艺。目前供水处理厂普遍采用以无机高分子絮凝剂为主的混凝法辅以 高锰酸盐的微絮凝_氧化法来净化水质，其对于常规水质净化有一定的效果，但作为突发 性水质污染解决方案尙显薄弱；而且其生产条件难以控制、价格较贵，残留铝的环境效应及 铁盐、高锰酸盐的残余色度和高腐蚀性，也会对人体健康造成影响。凹凸棒石黏土 (简称凹 土)是一种天然晶质水合镁铝硅酸盐非金属粘土矿物，其特殊的结构和较大的比表面积，决 定了其具有良好的吸附性能和胶体性质。目前研究者对凹土作为天然廉价吸附剂在水处理 中的应用进行了有益的探索，但对其在饮用水源水污染应急处理中的应用尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于饮用水源水污染应急处理的复合净水剂制备方 法，该制备方法将传统无机混凝净水剂与改性凹凸棒石粘土以及氧化絮凝剂高锰酸钾三者 复合，发挥其协同作用，以增强水处理效果，为饮用水源水污染应急处理提供经济有效的解 决方案。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下以凹凸棒石粘土为原料进行预 处理，预处理后的凹土与5-10wt%凹土重量的无机高分子混凝剂及1-5%凹土重量的高锰酸 钾在水溶液中混合，搅拌使之均勻分散，烘干，磨细得成品。所述的预处理是指将凹土原矿研磨、过筛、热处理或微波处理。所述的研磨、过筛是指将凹土原矿磨细成粉状过100-300目筛。所述的热处理是指在350-500°C的温度下焙烧l_5h。所述的微波处理是指在微波功率300-600W下辐照5-15min。所述的无机高分子混凝剂是指聚铝盐、聚铁盐其中之一。所述的聚铝盐是指聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铝铁(PAFC)其中之一。所述的聚铁盐是指聚合硫酸铁(PFS)、聚合硫酸铝铁(PAFS)其中之一。本发明的净水剂的制备方法包括以下具体步骤将凹土原矿磨细成粉状过 100-300目筛得凹土粉；凹土粉在350-500°C的温度下焙烧l_5h，或在微波功率300-600W 下辐照5-15min，得改性凹土 ；改性凹土与5_10wt%其重量的无机高分子混凝剂及l_5wt% 其重量的高锰酸钾在水溶液中混合，搅拌使之均勻分散，烘干，磨细得成品复合净水剂。
本发明的净水剂在实际使用时以粉剂状态按常规方式加至被处理的受污染饮用 水源水中。本发明具有以下优点
1、本发明的复合净水剂针对饮用水源水的有机污染、水华暴发及重金属污染进行应急 处置，主要是依据协同增效的原理强化出水效果，同时减少传统无机高分子混凝剂及高锰 酸钾的用量，提高水质安全性，节约成本。2、本发明的复合净水剂的混凝机理是利用水解缩合过程中产生的高价多核配合 物的压缩双电层作用和吸附电中和作用；凹土具有独特的单元晶体结构，因此具有很强的 物理吸附作用，其作为助凝剂可以充当絮凝的核心，用来加快絮凝过程和增加絮凝牢固性， 增大气密度，同时改善水中的浊度，从而改善混凝沉淀效果；经焙烧改性和微波改性的凹 土，脱出结构水后，孔隙率增大，表面相对疏松粗糙，纤维束部分分散，比表面积增大，有利 于吸附。3、高锰酸钾作为一种氧化助凝净水剂，可以有效改善絮凝效果，除臭除味，对水 源污染中的有机污染物和微量重金属以及富营养藻类均有显著的去除效果；缺点是高锰酸 钾具有一定的毒性，必须严格限制投加量，且高锰酸钾会腐蚀铁质管道，投加高锰酸钾后， 絮凝池和沉淀池排泥水的化学组成发生了改变，尤其是二氧化锰含量增高，因此要求对污 泥处理和安全排放进行相应调整；此外，高锰酸钾的投加还会引起出水色度的增加；将高 锰酸钾、无机高分子混凝剂与改性凹土复合，能充分发挥三者的协同作用；其一，充分发挥 高锰酸盐的氧化优势，氧化降解受污染水体中的有毒有机污染物及低价重金属，并降低混 凝负荷；其二，凹土、铝铁盐的水解产物和高锰酸钾还原产物二氧化锰之间能形成稳定长链 共聚物，从而加强和改善吸附架桥及网补卷扫的混凝效果，形成絮体共沉淀；其三，由于凹 土良好的吸附和胶体性能，能吸附水中部分有机污染物至其表面，改变水中胶体的电荷性 质，强化混凝；其四，能减少高猛酸钾投加量，降低残余锰对管道的腐蚀和堵塞，并避免因高 锰酸钾引起的出水色度增加。4、本发明将改性凹土与传统净水剂聚铝、聚铁及高锰酸钾按一定比例协同复合， 能有效解决水源水质污染事件引起的有机物、重金属、富营养藻类等问题，降低出水色度及 锰残留，凹土的添加还能够显著降低出水浊度，保障良好的出水水质，在实际工程中，还能 减小沉淀池的体积，并使污泥减量化。5、凹凸棒石粘土资源丰富，价廉易得，热改性和微波改性后的凹土吸附性能明显 增大，胶体性能增强，具有化学稳定性和生物安全性。6、本发明能显著降低受污染饮用水源水体中有机物、藻毒素、重金属等含量，制造 成本低廉，操作工艺简便，沉降速度快，污泥体积小，无机药剂残留少，具备化学及生物安全 性，是水源水污染应急处理的新型、环保、高效净水剂选择。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明，这些实施例不能理解为是对技术解 决方案的限制。实施例1 依以下步骤制备净水剂
将凹土原矿磨细成粉状过300目筛得凹土粉；凹土粉在350°C的温度下焙烧5h，得改性凹土 ；改性凹土与其重量10wt%的无机高分子混凝剂聚合氯化铝(PAC)及其重量3wt%的高 锰酸钾在水溶液中混合，搅拌使之均勻分散，烘干，磨细得成品。实施例2 依以下步骤制备净水剂
将凹土原矿磨细成粉状过200目筛得凹土粉；凹土粉在425°C的温度下焙烧3h，得改性 凹土 ；改性凹土与其重量8wt%的无机高分子混凝剂聚合氯化铝铁(PAFC)其重量3wt%的高 锰酸钾在水溶液中混合，搅拌使之均勻分散，烘干，磨细得成品。实施例3 依以下步骤制备净水剂
将凹土原矿磨细成粉状过100目筛得凹土粉；凹土粉在500°C的温度下焙烧lh，得改性 凹土 ；改性凹土与其重量5wt%的无机高分子混凝剂聚合硫酸铁(PFS)其重量5wt%的高锰 酸钾在水溶液中混合，搅拌使之均勻分散，烘干，磨细得成品。实施例4 依以下步骤制备净水剂
将凹土原矿磨细成粉状过100目筛得凹土粉；凹土粉在500°C的温度下焙烧2h，得改性 凹土 ；改性凹土与其重量6wt%的无机高分子混凝剂聚合硫酸铝铁(PAFS)其 重量lwt%的高 锰酸钾在水溶液中混合，搅拌使之均勻分散，烘干，磨细得成品。实施例5 依以下步骤制备净水剂
将凹土原矿磨细成粉状过300目筛得凹土粉；凹土粉在450W微波功率下辐照7. 5min, 得改性凹土 ；改性凹土与其重量6wt%的无机高分子混凝剂聚合氯化铝(PAC)及其重量2wt% 的高锰酸钾在水溶液中混合，搅拌使之均勻分散，烘干，磨细得成品。实施例6 依以下步骤制备净水剂
将凹土原矿磨细成粉状过200目筛得凹土粉；凹土粉在600W微波功率下辐照5min，得 改性凹土 ；改性凹土与其重量10wt%的无机高分子混凝剂聚合氯化铝铁(PAFC)及其重量 lwt%的高锰酸钾在水溶液中混合，搅拌使之均勻分散，烘干，磨细得成品。实施例7 依以下步骤制备净水剂
将凹土原矿磨细成粉状过100目筛得凹土粉；凹土粉在300W微波功率下辐lOmin，得 改性凹土 ；改性凹土与其重量8wt%的无机高分子混凝剂聚合硫酸铁(PFS)及其重量3wt% 的高锰酸钾在水溶液中混合，搅拌使之均勻分散，烘干，磨细得成品。实施例8 依以下步骤制备净水剂
将凹土原矿磨细成粉状过100目筛得凹土粉；凹土粉在500W微波功率下辐照15min， 得改性凹土 ；改性凹土与其重量5wt%的无机高分子混凝剂聚合硫酸铝铁(PAFS)及其重量 5wt%的高锰酸钾在水溶液中混合，搅拌使之均勻分散，烘干，磨细得成品。依照实施例1-4制备的复合净水剂用于受苯酚污染的水源水处理，同时与传统无 机净水剂做对比；原水水质指标为苯酚2. O mg/L, COD 6. O mg/L ；实验结果见表1。依照实施例1-4制备的复合净水剂用于受水华污染的水源水处理，同时与传统无 机净水剂做对比；原水水质指标为藻含量IOOOX IO4个/L，微囊藻毒素8. O yg/L;实 验结果见表2。依照实施例5-8制备的复合净水剂用于受重金属污染的水源水处理，同时与传统 无机净水剂做对比；原水水质指标为Fe 1. O mg/L, Mn 1. 5 mg/L, Cr 0. 5 mg/L ；实验结果 见表3。由表1、2、3可见，复合净水剂能显著地对受污染饮用水源水体进行净化处理；相比于传统净水剂，具有成本低、去除效率高、沉降速度快、污泥体积小、减少无机药剂用量、 降低无机药剂残留、化学及生物安全性等优点。 表1复合净水剂与传统净水剂对受苯酚污染的水源水处理效果的对比
权利要求
一种用于饮用水源水污染应急处理的复合净水剂制备方法，其特征在于以凹凸棒石粘土为原料进行预处理，预处理后的凹土与5 10wt%凹土重量的无机高分子混凝剂及1 5%凹土重量的高锰酸钾在水溶液中混合，搅拌使之均匀分散，烘干，磨细得成品。
2.根据权利要求1所述的一种用于饮用水源水污染应急处理的复合净水剂制备方法， 其特征在于所述的预处理是指将凹土原矿研磨、过筛、热处理或微波处理。
3.根据权利要求2所述的一种用于饮用水源水污染应急处理的复合净水剂制备方法， 其特征在于所述的研磨、过筛是指将凹土原矿磨细成粉状过100-300目筛。
4.根据权利要求2所述的一种用于饮用水源水污染应急处理的复合净水剂制备方法， 其特征在于所述的热处理是指在350-500°C的温度下焙烧l_5h。
5.根据权利要求2所述的一种用于饮用水源水污染应急处理的复合净水剂制备方法， 其特征在于所述的微波处理是指在微波功率300-600W下辐照5-15min。
6.根据权利要求1所述的一种用于饮用水源水污染应急处理的复合净水剂制备方法， 其特征在于所述的无机高分子混凝剂是指聚铝盐、聚铁盐其中之一。
7.根据权利要求6所述的一种用于饮用水源水污染应急处理的复合净水剂制备方法， 其特征在于所述的聚铝盐是指聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铝铁(PAFC)其中之一。
8.根据权利要求6所述的一种用于饮用水源水污染应急处理的复合净水剂制备方法， 其特征在于所述的聚铁盐是指聚合硫酸铁(PFS)、聚合硫酸铝铁(PAFS)其中之一。
9.根据权利要求1所述的一种用于饮用水源水污染应急处理的复合净水剂制备方法， 其特征在于该制备方法包括以下具体步骤将凹土原矿磨细成粉状过100-300目筛得凹土 粉；凹土粉在350-500°C的温度下焙烧l_5h，或在微波功率300-600W下辐照5-15min，得改 性凹土 ；改性凹土与其重量5-10wt%的无机高分子混凝剂及其重量1-5 wt%的高锰酸钾在 水溶液中混合，搅拌使之均勻分散，烘干，磨细得成品净水剂。
全文摘要
本发明公开了一种用于饮用水源水污染应急处理的复合净水剂制备方法，将凹土原矿磨细成粉状过100-300目筛得凹土粉；凹土粉在350-500℃的温度下焙烧1-5h，或在微波功率300-600W下辐照5-15min，得改性凹土；改性凹土与其重量5-10wt%的无机高分子混凝剂及其重量1-5wt%的高锰酸钾在水溶液中混合，搅拌使之均匀分散，烘干，磨细得成品净水剂。本发明能显著降低受污染饮用水源水体中有机物、藻毒素、重金属等含量，制造成本低廉，操作工艺简便，沉降速度快，污泥体积小，无机药剂残留少，具备化学及生物安全性，是水源水污染应急处理的新型、环保、高效净水剂选择。
文档编号C02F1/52GK101973615SQ20101052446
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者韩虹 申请人:淮阴工学院