CN105854791A - 一种饮用水除铁锰氨氮净水滤料的生产方法及再生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种饮用水除铁锰氨氮净水滤料的生产方法及再生方法，包含步骤如下：精选天然斜发沸石作为原料；将所选原料破碎并装入煅烧炉里，在270℃～450℃范围内煅烧4～12小时，然后自然冷却至常温；将冷却后的原料颗粒装入溶液塔内，用盐酸溶液浸泡20～28小时；浸泡后冲洗去除废盐酸溶液，再用氢氧化钠溶液浸泡原料颗粒20～28小时；最后用清水漂洗原料颗粒，使其PH值为7～8，即得到成品净水滤料。有益效果是：生产工艺简单，制作成本低，得到的成品净水滤料可去除水源中铁锰、氨氮污染，净水效果好，水质安全有利于人体健康，达到国家饮用水标准。使用时滤料无需更换，通过酸洗便可恢复滤料功能，再生效果好，可降低净水成本。

Description

一种饮用水除铁锰氨氮净水滤料的生产方法及再生方法
技术领域
本发明属于水处理净水技术领域，更具体涉及一种利用天然沸石为原料的饮用水除铁锰氨氮净水滤料的生产方法，同时还涉及一种饮用水除铁锰除氨氮净水滤料的再生方法。
背景技术
我国地下水铁锰超标现象日趋严重，铁锰离子的大量存在不但降低了地下水的使用价值，更增加饮用水安全隐患。伴随农业发展大量的使用化肥，造成地下水氨氮同时超出国家标准的现象愈演愈烈。
目前，我国绝大部分水厂仍采用传统工艺对生活饮用水进行除铁锰，即曝气氧化后采用石英砂或锰砂过滤。该工艺的特点是比较成熟，凡水处理行业耳熟能详。但近些年，随着生活饮用水标准的不断提高，发现该工艺存在严重不足，出水锰不达标。当水厂长期运行后，铁锰会形成致密的氧化膜，分别为三氧化二铁和二氧化锰，这种氧化膜有粘性，会阻碍净水效果、堵塞孔道、板结滤料，因此必须将滤料从设备中掏出晾晒或者报废。
在生活饮用水除氨氮方面，目前国内主要应用的方法有以下几种；
一、生物滤池法。此方法比较适合地表水，存在问题如下：1、生物膜培养较慢，短期内出水很难达到标准；2、运行管理难度较大，反冲洗后出水不容易达到标准；3、运行成本较高；4、在处理氨氮超标的地下水时，由于缺少碳源和足够的氮源，此法几乎不可行。
二、阳离子树脂交换法。阳离子树脂有一定的除氨氮效果，但却存在下述问题：1、阳离子树脂交换总硬度的顺序在前，氨氮交换量很少，再生频繁、运行成本高；2、前期工艺中如果还有剩余的铁锰等金属粒子，会使树脂中毒失效；3、当水中硬度较高时，由于使用氯化钠再生，可使水中钠离子增加，从而增加水中的总含盐量，影响出水水质，不利人体健康；4、阳离子树脂会融入水中致病物质磺酸基。因此，生活饮用水不适合使用树脂离子交换工艺除氨氮。
三、加强氧化法。此法是利用硝酸盐控制指标比较宽松的特点，将氨氮氧化为硝酸盐氮的一种方法。常用的氧化剂主要是臭氧，存在问题如下：1、当原水中有微量的溴化物会与强氧化剂臭氧反应生产溴酸盐，溴酸盐同样是强致癌物质。因此存在安全隐患；2、臭氧生产成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种饮用水除铁锰氨氮净水滤料的生产方法及再生方法，采用该生产方法生产的净水滤料可长期稳定地去除水中超标铁锰氨氮，净水效果好，水质安全有利于人体健康，使用时滤料无需更换，再生效果好，可降低净水成本。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种饮用水除铁锰氨氮净水滤料的生产方法，其步骤如下：
1、精选烧失率为10％～20％的天然斜发沸石作为原料；
2、将所选原料破碎，使其变成粒径为0.5～1.5mm颗粒；
3、将破碎后的原料颗粒装入煅烧炉里，在270℃～450℃范围内煅烧4～12小时；用于去掉原料晶格中的结晶水，使原料失去其10％～20％的重量；然后自然冷却至常温；
4、将冷却后的原料颗粒装入溶液塔内，用浓度为3％～8％(w/w)的盐酸溶液浸泡，所述盐酸溶液与原料的重量比为2:1～4:1，浸泡时间为20～28小时；用于对原料颗粒进行通孔，洗出原料中不稳定的碱土金属；浸泡后用水冲洗去除废盐酸溶液；
5、再用浓度为3％～8％(w/w)的氢氧化钠溶液浸泡原料颗粒，氢氧化钠溶液与原料的重量比为2:1～4:1，浸泡时间为20～28小时，用于进一步通孔，打开原料孔道；
6、最后用清水漂洗原料颗粒，使其PH值为7～8，即得到成品净水滤料。
作为进一步优选，所述步骤1在精选原料时，首先在指定的矿山处选取多点采样，将天然斜发沸石样品初选后，破碎至粒径为0.5～1.5mm颗粒；然后用500毫升量筒装料压实记下堆积比重，用马弗炉加热至270℃～450℃并恒温1～3小时；最后测量样品烧失率，如样品失去10％～20％的重量，即为合格原料。
作为进一步优选，所述步骤3将破碎后的原料颗粒装入煅烧炉里煅烧时，即先将炉内温度加热至450℃，然后停止加热，待炉内温度降至270℃时再继续加热至450℃，如此反复加热。
作为进一步优选，所述步骤3将破碎后的原料颗粒装入煅烧炉里煅烧时，每半小时翻动一次原料，以使受热均匀。
一种饮用水除铁锰氨氮净水滤料的再生方法，其步骤如下：
1、在再生溶液罐内配置浓度为1％～5％(w/w)的盐酸溶液；
2、将配好的盐酸溶液缓慢打入盛装有所述净水滤料的净水过滤塔中，浸泡该净水滤料2～10小时，直至该净水滤料颜色由黄色或黑色恢复到绿色；
3、浸泡完毕后用清水冲洗排污，将盐酸溶液排净后即可恢复生产。
作为进一步优选，所述步骤2中将配好的盐酸溶液打入净水过滤塔时先循环1～2小时。
本发明的有益效果是：
1、由于本发明采用天然斜发沸石为原料，斜发沸石本身具有一定极性物质的吸附和离子交换效果；通过煅烧能使其改变性质，蒸发掉结合水，使晶格空间更大；通过盐酸浸泡可以溶出多余的碱土金属，使原料进一步通孔；通过氢氧化钠溶液浸泡可以补充钠离子，提高吸附交换容量。
2、生产工艺简单，制作成本低，得到的成品净水滤料可同时去除水源中铁锰、氨氮污染，净水效果好，水质安全有利于人体健康，达到国家饮用水标准。
3、使用时滤料无需更换，如有铁锰形成致密的氧化膜，通过酸洗便可恢复滤料功能，再生效果好，可降低净水成本。
具体实施方式
实施例1
本发明涉及的一种饮用水除铁锰氨氮净水滤料的生产方法，其步骤如下：
1、精选烧失率为10％～20％的天然斜发沸石作为原料；精选原料时，首先在指定的矿山处选取多点采样，将天然斜发沸石样品初选后，破碎至粒径为0.5～1.5mm的颗粒；然后用500毫升量筒装料压实记下堆积比重，用马弗炉加热至270℃～450℃并恒温1小时；最后测量样品烧失率，如样品失去10％～20％的重量，即为合格原料。
2、将所选原料送入破碎机破碎，使其变成粒径为0.5～1.5mm颗粒。
3、将破碎后的原料颗粒1.2t装入煅烧炉里缓慢升温，在270℃～450℃温度范围内煅烧4小时，即先将炉内温度加热至450℃，然后停止加热，待炉内温度降至270℃时再继续加热至450℃后停炉，如此反复加热，中间每半小时翻动一次原料；用于去掉原料晶格中的结晶水，使原料失去10％～20％的重量；得到1t左右的原料颗粒，自然冷却至常温。
4、将冷却后的原料颗粒装入容积为3m3的溶液塔内，用浓度为3％(w/w)的盐酸溶液浸泡，所述盐酸溶液与原料的重量比为2:1，浸泡时间为20小时；用于对原料颗粒进行通孔，洗出原料中大量不稳定的碱土金属；浸泡后用水冲洗去除废盐酸溶液；
5、再用浓度为3％(w/w)的氢氧化钠溶液浸泡原料颗粒，氢氧化钠溶液与原料的重量比为2:1，浸泡时间为20小时，用于进一步通孔，打开原料孔道。
6、最后用清水漂洗原料颗粒，使其PH值为7～8，即得到成品净水滤料。
通过采用上述生产方法制得的饮用水除铁锰氨氮净水滤料在使用过程中如滤料颜色变为黄色或黑色或者使用半年到一年后，便可进行再生处理，其步骤如下：
1、在再生溶液罐内配置浓度为1％(w/w)的盐酸溶液；
2、将配好的盐酸溶液通过再生水泵缓慢打入盛装有所述净水滤料的净水过滤塔中并循环1～2小时，然后浸泡该净水滤料2～10小时，直至该净水滤料颜色由黄色或黑色恢复到绿色即可；
3、浸泡完毕后用清水冲洗排污，将盐酸溶液排净后即可恢复生产。
实施例2
本发明涉及的一种饮用水除铁锰氨氮净水滤料的生产方法，其步骤如下：
1、精选烧失率为10％～20％的天然斜发沸石作为原料；精选原料时，首先在指定的矿山处选取多点采样，将天然斜发沸石样品初选后，破碎至粒径为0.5～1.5mm颗粒；然后用500毫升量筒装料压实记下堆积比重，用马弗炉加热至270℃～450℃并恒温3小时；最后测量样品烧失率，如样品失去10％～20％的重量，即为合格原料。
2、将所选原料送入破碎机破碎，使其变成粒径为0.5～1.5mm的颗粒。
3、将破碎后的原料颗粒1.2t装入煅烧炉里缓慢升温，在270℃～450℃温度范围内煅烧8小时，即先将炉内温度加热至450℃，然后停止加热，待炉内温度降至270℃时再继续加热至450℃后停炉，如此反复加热，中间每半小时翻动一次原料；用于去掉原料晶格中的结晶水，使原料失去其10％～20％的重量；得到1t左右的原料颗粒，自然冷却至常温。
4、将冷却后的原料颗粒装入容积为3m3的溶液塔内，用浓度为6％(w/w)的盐酸溶液浸泡，所述盐酸溶液与原料的重量比为3:1，浸泡时间为24小时；用于对原料颗粒进行通孔，洗出原料中大量不稳定的碱土金属；浸泡后用水冲洗去除废盐酸溶液；
5、再用浓度为6％(w/w)的氢氧化钠溶液浸泡原料颗粒，氢氧化钠溶液与原料的重量比为3:1，浸泡时间为24小时，用于进一步通孔，打开原料孔道。
6、最后用清水漂洗原料颗粒，使其PH值为7～8，即得到成品净水滤料。
通过采用上述生产方法制得的饮用水除铁锰氨氮净水滤料在使用过程中如滤料颜色变为黄色或黑色或者使用半年到一年后，便可进行再生处理，其步骤如下：
1、在再生溶液罐内配置浓度为3％(w/w)的盐酸溶液；
2、将配好的盐酸溶液通过再生水泵缓慢打入盛装所述净水滤料的净水过滤塔中并循环1～2小时，然后浸泡该净水滤料2～10小时，直至该净水滤料颜色由黄色或黑色恢复到绿色；
3、浸泡完毕后用清水冲洗排污，将盐酸溶液排净后即可恢复生产。
实施例3
本发明涉及的一种饮用水除铁锰氨氮净水滤料的生产方法，其步骤如下：
1、精选烧失率为10％～20％的天然斜发沸石作为原料；精选原料时，首先在指定的矿山处选取多点采样，将天然斜发沸石样品初选后，破碎至粒径为0.5～1.5mm颗粒；然后用500毫升量筒装料压实记下堆积比重，用马弗炉加热至270℃～450℃并恒温1小时；最后测量样品烧失率，如样品失去10％～20％的重量，即为合格原料。
2、将所选原料送入破碎机破碎，使其变成粒径为0.5～1.5mm的颗粒。
3、将破碎后的原料颗粒1.2t装入煅烧炉里缓慢升温，在270℃～450℃温度范围内恒温煅烧12小时，即先将炉内温度加热至450℃，然后停止加热，待炉内温度降至270℃时再继续加热至450℃后停炉，如此反复加热，中间每半小时翻动一次原料；用于去掉原料晶格中的结晶水，使原料失去10％～20％的重量；得到1t左右的原料颗粒，自然冷却至常温。
4、将冷却后的原料颗粒装入容积为3m3的溶液塔内，用浓度为8％(w/w)的盐酸溶液浸泡，盐酸溶液与原料的重量比为4:1，浸泡时间为28小时；用于对原料颗粒进行通孔，洗出原料中大量不稳定的碱土金属；浸泡后用水冲洗去除废盐酸溶液；
5、再用浓度为8％(w/w)的氢氧化钠溶液浸泡原料颗粒，氢氧化钠溶液与原料的重量比为4:1，浸泡时间为28小时，用于进一步通孔，打开原料孔道。
6、最后用清水漂洗原料颗粒，使其PH值为7～8，即得到成品净水滤料。
通过采用上述生产方法制得的饮用水除铁锰氨氮净水滤料在使用过程中如滤料颜色变为黄色或黑色或者使用半年到一年后，便可进行再生处理，其步骤如下：
1、在再生溶液罐内配置浓度为5％(w/w)的盐酸溶液；
2、将配好的盐酸溶液通过再生水泵缓慢打入盛装所述净水滤料的净水过滤塔中并循环1～2小时，然后浸泡该净水滤料2～10小时，直至该净水滤料颜色由黄色或黑色恢复到绿色；
3、浸泡完毕后用清水冲洗排污，将盐酸溶液排净后即可恢复生产。
使用该再生方法对所述净水滤料进行再生根据生产强度决定，周期为半年到一年。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (6)

1.一种饮用水除铁锰氨氮净水滤料的生产方法，其特征在于步骤如下：
(1)精选烧失率为10％～20％的天然斜发沸石作为原料；
(2)将所选原料破碎，使其变成粒径为0.5～1.5mm颗粒；
(3)将破碎后的原料颗粒装入煅烧炉里，在270℃～450℃范围内煅烧4～12小时；用于去掉原料晶格中的结晶水，使原料失去其10％～20％的重量；然后自然冷却至常温；
(4)将冷却后的原料颗粒装入溶液塔内，用浓度为3％～8％(w/w)的盐酸溶液浸泡，所述盐酸溶液与原料的重量比为2:1～4:1，浸泡时间为20～28小时；用于对原料颗粒进行通孔，洗出原料中不稳定的碱土金属；浸泡后用水冲洗去除废盐酸溶液；
(5)再用浓度为3％～8％(w/w)的氢氧化钠溶液浸泡原料颗粒，氢氧化钠溶液与原料的重量比为2:1～4:1，浸泡时间为20～28小时，用于进一步通孔，打开原料孔道；
(6)最后用清水漂洗原料颗粒，使其PH值为7～8，即得到成品净水滤料。
2.根据权利要求1所述的一种饮用水除铁锰氨氮净水滤料的生产方法，其特征在于：所述步骤(1)在精选原料时，首先在指定的矿山处选取多点采样，将天然斜发沸石样品初选后，破碎至粒径为0.5～1.5mm颗粒；然后用500毫升量筒装料压实记下堆积比重，用马弗炉加热至270℃～450℃并恒温1～3小时；最后测量样品烧失率，如样品失去10％～20％的重量，即为合格原料。
3.根据权利要求1所述的一种饮用水除铁锰氨氮净水滤料的生产方法，其特征在于：所述步骤(3)将破碎后的原料颗粒装入煅烧炉里煅烧时，即先将炉内温度加热至450℃，然后停止加热，待炉内温度降至270℃时再继续加热至450℃，如此反复加热。
4.根据权利要求1所述的一种饮用水除铁锰氨氮净水滤料的生产方法，其特征在于：所述步骤(3)将破碎后的原料颗粒装入煅烧炉里煅烧时，每半小时翻动一次原料，以使其受热均匀。
5.一种如权利要求1所述的饮用水除铁锰氨氮净水滤料的生产方法所制备的净水滤料的再生方法，其步骤如下：
(1)在再生溶液罐内配置浓度为1％～5％(w/w)的盐酸溶液；
(2)将配好的盐酸溶液缓慢打入盛装有所述净水滤料的净水过滤塔中，浸泡该净水滤料2～10小时，直至该净水滤料颜色由黄色或黑色恢复到绿色；
(3)浸泡完毕后用清水冲洗排污，将盐酸溶液排净后即可恢复生产。
6.根据权利要求5所述的净水滤料的再生方法，其特征在于：所述步骤(2)中将配好的盐酸溶液打入净水过滤塔时先循环1～2小时。
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