CN106745367B - 一种铁基纳米污水处理剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：表面改性的凹凸棒粘土40‑60份、有机硅橡胶废料10‑20份、铁基纳米复合剂5‑10份、绿矾3‑5份、促溶剂组合物3‑5份、再生复合剂1‑3份和纳米介孔分子筛6‑10份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O4 10‑20份、纳米Fe(OH)3 5‑10份、TiO2 1‑3份。本发明的表面改性的凹凸棒粘土、铁基纳米复合剂结合绿矾可以对污水进行有效的处理；有机硅橡胶废料的添加促进疏水性能，提高载体加工的方便性，包装运输也非常方便；促溶剂组合物、纳米介孔分子筛可以有效过滤污水，促进污水中杂质和有害物质尤其是磷能被表面改性的凹凸棒粘土、铁基纳米复合剂和绿矾吸附，而且可以再生利用，利用效率高。

Description

一种铁基纳米污水处理剂
技术领域
本发明涉及有污水处理技术领域，具体是一种铁基纳米污水处理剂。
背景技术
我国是一个多湖泊的国家，湖泊总面积为71787km2，约占全国陆地总面积的0.8％，湖泊总贮水量为7088亿m3。然而，我国的湖泊环境非常脆弱,湖泊中的营养物来源广、背景浓度异常高，湖泊富营养化进程迅速，而且许多湖泊已处于富营养状态。
湖泊富营养化不仅使水体丧失其应有的功能，也使湖泊水生生态环境向不利于人类生存和发展的方向演变，严重影响着社会经济的可持续发展。由此可见，水体的深度处理和水体富营养化防治已成为亟待解决的重要环境问题。其中，磷是最小限制因子，也是导致富营养化的决定因子，其含量通常被作为富营养化的标志，有效的去除水体中的磷比去除氮的意义更为重大。我省中的太湖流域是非常重要的水环境，每年都会发生富营养化现象，环太湖流域很多地方都已规定磷要求零排放。因此，如何有效控制和预防水体的磷含量，仍然是修复水环境污染的一个重要课题。
我国乡镇、农村人口占比相当大，而目前，对于镇村污水处理大部分还仅限于COD为主要控制，对氮、磷等指标根本无法满足排放要求，这不仅是因为技术管理水平限制，有很大程度上受限于常规的磷去除操作繁琐、运行费用高、污泥产生量大等，本项目就是通过寻找到一种高效材料，用于经生化处理后的低含磷尾水进行深度处理，反应速度快，操作简易，并且浓缩产物为高含磷液休，可以回收利用，不会对环境产生二次污染的优点，而且可以设备化制作，适应于大中小各种规模，与各种生化处理系统都能无缝对接。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于污水处理的铁基纳米污水处理剂。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：表面改性的凹凸棒粘土40-60份、有机硅橡胶废料10-20份、铁基纳米复合剂5-10份、绿矾3-5份、促溶剂组合物3-5份、再生复合剂1-3份和纳米介孔分子筛6-10份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O4 10-20份、纳米Fe(OH)3 5-10份、TiO2 1-3份。
进一步的，所述的铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：表面改性的凹凸棒粘土55份、有机硅橡胶废料15份、铁基纳米复合剂8份、绿矾4份、促溶剂组合物4份、再生复合剂2.5份和纳米介孔分子筛8份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O412-16份、纳米Fe(OH)3 6-7份、TiO2 1-2份。
进一步的，所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O4 14份、纳米Fe(OH)3 6份、TiO2 2份。
进一步的，所述促溶剂组合物按照重量份的组分为二甲苯1-2份、磷酸盐2-5份、三氯乙烷0.5-1份和苯甲酸钠1-3份。
进一步的，所述表面改性的凹凸棒粘土，是在相对于100份的凹凸棒粘土表面添加树枝状季铵盐四聚表面活性剂20-30份、纳米氧化锰5-10份、高铁酸钾的添加量为10-15份。
进一步的，所述再生复合剂包括沸石1.5-2.5份、强碱1-3份和氯化钠3-5份。
进一步的，所述有机硅橡胶废料被粉碎成0.3-0.5mm大小的颗粒。
进一步的，所述强碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明铁基纳米污水处理剂，添加的表面改性的凹凸棒粘土、铁基纳米复合剂结合绿矾可以对污水进行有效的处理；而且有机硅橡胶废料的添加促进疏水性能，提高载体加工的方便性，包装运输也非常方便；促溶剂组合物、纳米介孔分子筛可以有效过滤污水，促进污水中杂质和有害物质尤其是磷能被表面改性的凹凸棒粘土、铁基纳米复合剂和绿矾吸附，再生复合剂可以促进表面改性的凹凸棒粘土和铁基纳米复合剂的再生利用，利用效率高。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：表面改性的凹凸棒粘土55份、有机硅橡胶废料15份、铁基纳米复合剂8份、绿矾4份、促溶剂组合物4份、再生复合剂2.5份和纳米介孔分子筛8份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O412份、纳米Fe(OH)3 6份、TiO2 1份。Fe3O4、Fe(OH)3具有对环境无害性、分布范围广泛、比表面积大的特点，而且表面活性高等优点。使得纳米铁基材料产生块体具备的电、磁、光和化学等宏观特性,从而具有很好的吸附性，独特的优势使铁基纳米材料在环境污染物的治理过程中具有很好的应用前景。改变了传统污水处理和污水中除磷的思路，本发明材料容易获得，不产生化学污泥，对环境不会产生二次污染，饱和再生产生的浓缩液可以作为磷酸盐回收再利用的途径之一，产业形成后，能够非常容易地与目前各类污水处理系统相配套。市场推广后，对整个水生态系统都会产业很大的贡献。
本实施例产品除磷效率为93.6％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重1.5％，将产品放置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
实施例2
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：表面改性的凹凸棒粘土55份、有机硅橡胶废料15份、铁基纳米复合剂8份、绿矾3份、促溶剂组合物4份、再生复合剂2.5份和纳米介孔分子筛8份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O416份、纳米Fe(OH)3 7份、TiO2 2份。
本实施例产品除磷效率为95.3％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重1.2％，将产品放置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
实施例3
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：表面改性的凹凸棒粘土55份、有机硅橡胶废料10份、铁基纳米复合剂5份、绿矾5份、促溶剂组合物4份、再生复合剂2.5份和纳米介孔分子筛8份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O414份、纳米Fe(OH)3 6份、TiO2 2份。
本实施例产品除磷效率为91.1％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重1.3％，将产品放置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
实施例4
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：表面改性的凹凸棒粘土55份、有机硅橡胶废料15份、铁基纳米复合剂8份、绿矾4份、促溶剂组合物4份、再生复合剂2.5份和纳米介孔分子筛8份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O414份、纳米Fe(OH)3 6份、TiO2 2份；所述促溶剂组合物按照重量份的组分为二甲苯1-2份、磷酸盐2-5份、三氯乙烷0.5-1份和苯甲酸钠1-3份。
本实施例产品除磷效率为96.2％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重1.3％，将产品放置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
实施例5
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：表面改性的凹凸棒粘土55份、有机硅橡胶废料15份、铁基纳米复合剂8份、绿矾4份、促溶剂组合物4份、再生复合剂2.5份和纳米介孔分子筛8份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O414份、纳米Fe(OH)3 6份、TiO2 2份；所述促溶剂组合物按照重量份的组分为二甲苯1-2份、磷酸盐2-5份、三氯乙烷0.5-1份和苯甲酸钠1-3份；所述表面改性的凹凸棒粘土，是在相对于100份的凹凸棒粘土表面添加树枝状季铵盐四聚表面活性剂20-30份、纳米氧化锰5-10份、高铁酸钾的添加量为10-15份。
本实施例产品除磷效率为97.8％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重1.3％，将产品放置水中一周不下沉，说明疏水性能很好。
对比例1
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：凹凸棒粘土55份、绿矾4份、促溶剂组合物4份、再生复合剂2.5份和纳米介孔分子筛8份。
本实施例产品除磷效率为73.2％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重4.5％，将产品放置水中一周有微弱下沉，说明疏水性能正常。
对比例2
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：凹凸棒粘土55份、铁基纳米复合剂8份、绿矾4份、促溶剂组合物4份、再生复合剂2.5份和纳米介孔分子筛8份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O4 12份、纳米Fe(OH)3 6份、TiO2 1份。
本实施例产品除磷效率为80.6％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重2.4％，将产品放置水中一周有微弱下沉，说明疏水性能正常。
对比例3
一种铁基纳米污水处理剂，按照重量份的原料为：表面改性的凹凸棒粘土55份、铁基纳米复合剂8份、绿矾4份、促溶剂组合物4份和纳米介孔分子筛8份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：纳米Fe3O4 12份、纳米Fe(OH)3 6份、TiO2 1份。
本实施例产品除磷效率为83.9％；在马弗炉中300℃灼烧30分钟，失重2.2％，将产品放置水中一周有微弱下沉，说明疏水性能正常。
应用例
将实施例和对比例获得的污水处理剂以相同分量添加到含有重度磷污染的污水中。分别在三天和一周后进行污水测试；其评价结果如表1和表2所示。
表1污水净化情况
Figure BDA0001172331630000051
从表1可以看出，本发明的实施例对污水的处理明显优于对比例，而且处理后的水体符合相关排放标准。
表2除磷情况
Figure BDA0001172331630000052
由表2可知，本发明的实施例对污水中磷的处理明显优于对比例，而且处理后的水体中的磷含量符合相关要求。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (1)

1.一种铁基纳米污水处理剂，其特征在于，按照重量份的原料为：表面改性的凹凸棒粘土55份、有机硅橡胶废料15份、铁基纳米复合剂8份、绿矾4份、促溶剂组合物4份、再生复合剂2.5份和纳米介孔分子筛8份；所述铁基纳米复合剂按照重量份的原料为：
纳米Fe3 O4 14份、纳米 Fe(OH)3 8份、TiO2 2份；
所述促溶剂组合物按照重量份的组分为二甲苯1-2份、磷酸盐2-5份、三氯乙烷0.5-1份和苯甲酸钠1-3份；
所述表面改性的凹凸棒粘土，是在相对于100份的凹凸棒粘土表面添加树枝状季铵盐四聚表面活性剂20-30份、纳米氧化锰5-10份、高铁酸钾的添加量为10-15份；所述再生复合剂包括沸石1.5-2.5份、强碱1-3份和氯化钠3-5份；所述有机硅橡胶废料被粉碎成0.3-0.5mm大小的颗粒；所述强碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
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