CN106745968B - 一种处理微污染水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于污水处理技术领域，特别涉及了一种处理微污染水的方法，包括以下步骤：(1)移取250‑300mL微污染水加入到反应器中，调节pH值为8‑9；(2)先往反应器中投加活性白土0.20‑0.50g，间隔10‑15min后，再加入0.05‑0.3mL聚氯化铝沉淀微污染水，经混凝试验后取上清液进行分析，测定处理后微污染水的CODCr和剩余浊度。本发明通过活性白土和聚氯化铝协同作用对微污染水进行处理，本技术方法能明显改善微污染的水质，而且本处理方法具有操作简便，过程可控等优点。
Description
【技术领域】
本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种处理微污染水的方法。
【背景技术】
我国的淡水资源形势严峻，一方面源于我国的气候及地势原因，另一方面源于水体污染。前者为自然因素，后者则为人为因素，由于工业排放的污水及生活污水都会使水体受到一定程度的污染，一般来说，当水中所含的污染物种类较多、性质较复杂，但浓度又比较低微时，通常被称为微污染水，其污染物主要包括石油烃、挥发酚、氨氮、农药、重金属、砷、氰化物、铁、锰等，这些污染物都会对人体健康造成很大的伤害。微污染水的产生主要是由于工业化进程的加快，城市化规模的不断扩大，人们在生活和生产过程中排放出来的污染物对原水水质的破坏。目前微污染水的常规处理方法有：混凝、沉淀或澄清、过滤和消毒。原水中的悬浮物、胶体杂质和细菌等通过以上处理方法可轻易地净化去除，但是对于微污染水中微量有机污染物去除效果不明显。因此，探索一种新的能高效处理微污染水的水处理剂的制备方法具有广大的市场应用价值。
化学需氧量(COD)是指用化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量，耗氧有机物和无机还原性物质可用重铬酸盐指数(CODCr)，高锰酸盐指数(CODMn)，生化需氧量(BOD)等指标来反映其污染的程度。CODCr以重铬酸钾为氧化剂测定的水的化学需氧量，水样中加入过量的重铬酸钾溶液和硫酸，加热并用硫酸银作催化剂促使氧化反应完善，过剩的重铬酸钾以亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁标准液回滴然后将重铬酸钾消耗量折算为以每升水耗氧的毫克数表示。此法氧化程度高，可用于分析污染严重的工业废水，用以说明废水受有机物污染的情况，因此，CODCr是研究水质污染程度的综合指标。
【发明内容】
本发明目的在于提供一种处理微污染水的方法，该技术通过活性白土和聚氯化铝协同作用对微污染水进行处理，本技术方法能明显改善微污染的水质，而且本处理方法具有操作简便，过程可控等优点。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种处理微污染水的方法，包括以下步骤：
(1)移取250-300mL微污染水加入到反应器中，调节pH值为8-9；
(2)先往反应器中投加活性白土0.20-0.50g，间隔10-15min后，再加入0.05-0.3mL聚氯化铝沉淀微污染水，经混凝试验后取上清液进行分析，测定处理后微污染水的CODCr和剩余浊度；
所述的活性白土由下述方法制备：称取20-30g膨化后的膨润土置于烧瓶中，加入40-60mL酸性活化液，在水浴环境中，以300-500r/min的速度下搅拌反应2-3h，待反应结束后，过滤，滤液待用，滤渣放入90-100℃恒温干燥箱中干燥12-16h，得到活性白土；
所述的聚氯化铝由下述方法制备：移取滤液100-150mL置于烧瓶中，加热至80-90℃，边搅拌边缓慢加入15-20g铝酸钙，继续加热到100-120℃，保温搅拌2-4h，冷却，所得上清液体即为聚氯化铝。
在本发明中，作为进一步说明，所述的酸性活化液由下述方法制备：按重量份数计，将20-30份质量分数为25-35％的盐酸溶液、5-10份质量分数为50-70％的硫酸溶液、10-14份质量分数为14-25％的硫酸氢钠溶液、8-12份质量分数为20-28％的硫酸镁溶液和10-15份质量分数为25-32％的硫酸钾溶液混合均匀，在频率为300-400W的红外线照射下，以150-300W的频率超声处理20-30min，得到酸性活化液。
在本发明中，作为进一步说明，步骤(2)所述的膨化后的膨润土由下述方法制备：将膨润土粉碎，过100目筛后，在膨化罐中以膨化压差为0.3-0.5MPa的条件下膨化10-15min，得到膨化后的膨润土。
在本发明中，作为进一步说明，步骤(2)所述的水浴温度为60-100℃。
在本发明中，作为进一步说明，步骤(1)所述的反应器为设有ZR4-6型混凝实验搅拌机的反应器。
在本发明中，作为进一步说明，步骤(1)所述的pH值的调节液为质量分数为20-30％的氢氧化钠溶液。
部分原料的功能介绍如下：
膨润土，是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产。由于它具有特殊的性质，如膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性，广泛用于各个工业领域。膨润土的层间阳离子种类决定膨润土的类型。膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2：1型晶体结构，由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不牢固，易被其它阳离子交换，故具有较好的离子交换性。国外已在工农业生产24领域100多个部门中应用，有300多个产品,因而人们称之为“万能土”。
铝酸钙，主要用于LF炉、平炉、转炉钢包精炼时,脱去钢水中的硫、氧等不纯物，降低钢中的有害元素及杂质的含量，适用于普碳钢、高碳钢、高、低合金钢。电熔铝酸钙化学成分均匀、熔点低,熔化速度快，可缩短冶炼时间；不含氟、不侵蚀炉衬和钢包；结构致密、不吸水、便于储运仓贮；由于物相稳定，成渣快，可减少对钢铁厂粉尘污染，全面稳定精炼工艺；不含氢、氮、碳等杂质，有利于提高钢材品质。
甲酸，又称作蚁酸，化学式为HCOOH。甲酸熔点为8.4℃，沸点为100.8℃，无色而有刺激气味，且有腐蚀性，人类皮肤接触后会起泡红肿。由于甲酸的结构特殊，是一个氢原子和羧基直接相连，所以也可看做是羟基甲醛。因甲酸同时具有酸和醛的性质。所以在化学工业中多被用于橡胶、医药、染料、皮革等。
盐酸，是氢氯酸的俗称，是氯化氢气体的水溶液，为无色透明的一元强酸。盐酸具有极强的挥发性，因此打开盛有浓盐酸的容器后能在其上方看到白雾，实际为氯化氢挥发后与空气中的水蒸气结合产生的盐酸小液滴。盐酸分子式HCl，相对分子质量36.46。盐酸为不同浓度的氯化氢水溶液，呈透明无色或黄色，有刺激性气味和强腐蚀性。易溶于水、乙醇、乙醚和油等。浓盐酸为含38％氯化氢的水溶液，相对密度1.19，熔点-112℃，沸点-83.7℃。
硫酸，是一种具有高腐蚀性的强矿物酸，一般为透明至微黄色，在任何浓度下都能与水混溶并且放热。作为二元酸的硫酸在不同浓度下有不同的特性，其对不同物质，如金属、生物组织、甚至岩石等的腐蚀性，都归根于它的强酸性，以及它在高浓度下的强烈脱水性与氧化性。硫酸能对皮肉造成极大的伤害，它除了会透过酸性水解反应分解蛋白质及脂肪造成化学烧伤外，还会与碳水化合物发生脱水反应并造成二级火焰性灼伤，故在使用时，应做足安全措施。另外，硫酸也具潮解性，会吸取空气中的水蒸气。
硫酸氢钠，化学式NaHSO4，又名酸式硫酸钠，是氯化钠和硫酸可在高温下反应生成的物质，无水物有吸湿性，水溶液显酸性。硫酸氢钠用途广泛，可用于家用清洁剂、金属银的提取、降低游泳池水的碱度等、实验室分析土壤和水的样本时作防腐剂、实验室中用于制取硫酸等。
硫酸镁，是一种含镁的化合物，无水的硫酸镁是一种常用的化学试剂及干燥试剂，但硫酸镁常指七水硫酸镁，为白色细小的斜状或斜柱状结晶，无臭、味苦，临床用于导泻、利胆、抗惊厥、子痫、破伤风、高血压等症。
硫酸钾，无气味、味苦、质硬。在空气中稳定。密度2.66g/cm3。水溶液呈中性，常温下pH约为7。溶于水、甘油，不溶于乙醇。氯化钾、硫酸铵。主要用途有血清蛋白生化检验、凯氏定氮用催化剂、制备其他钾盐、化肥、药物、制备玻璃、明矾等。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明所采用微污染水处理剂的处理方法，在碱性水质环境中下，活性白土和聚氯化铝两者的协同作用，能吸附不同的污染物质，大大提高了对微污染水的去污能力。一方面，聚氯化铝在OH-的架桥作用下和多个阴离子聚合作用，形成胶束，当胶束遇上金属离子和OH-形成的氢氧化物时，胶束被氢氧化物捕捉而形成沉淀物，从而降低了水中的重金属离子浓度；另一方面，活性白土中的多孔空隙结构能够对水中悬浮物和有机物进行吸附，从而减少了水中的悬浮物和有机物的含量；于此同时，当胶束遇上当pH值为5-9时，聚氯化铝中的铝离子容易使活性白土颗粒带上正电荷而导致体系复稳，从而增强了活性白土的絮凝效果，而当pH值为9-10时，水中OH-增加，活性白土颗粒不容易带上正电荷导致体系不稳定，减弱了活性白土的絮凝效果，因此本研究采用pH值为9时，聚氯化铝和活性白土产生最大的絮凝效果。本发明采用聚氯化铝和活性白土对微污染水的不同成分的去除，并通过相互配合，相互促进，两者协同作用，在微污染水的净化过程中互惠互利，发挥其最大的联合优势，具有高效的处理效果。
2.本发明采用制备活性白土剩下的酸性废液来合成聚氯化铝，将制备活性白土过程中产生的酸性废液和氯酸钙进行反应，生成聚氯化铝，降低了原料成本，还从根本上消除和减少了污染源，减少了盐酸及其它物质的排放，利于环保。
3.本发明采用酸性活化液活化膨润土，改变膨润土的晶体结构，使制备成的活性白土能保持稳定的孔隙结构。本发明采用的膨化处理的膨润土，可以使膨润土在高压力差的变化下，使膨润土的内部空隙结构增大，比表面积增加。所采用的酸性活化液中的盐酸溶液、硫酸溶液能在膨润土的周围形成一个强酸的环境，在强酸环境下，硫酸氢钠、硫酸镁和硫酸钾中的金属离子可置换出膨润土晶层内部结构中的Si4+被Mg2+、K+、Na+置换出来，并使Si4+溶出，改变了膨润土的晶层间距，形成微孔网络结构，使膨润土的比表面积和孔隙度都增大；同时，通过酸性活化液活化后的膨润土经过红外线照射和超声波处理，可以使酸性活化液中的大水分子团水振动加剧，加快变成小分子团水，而小分子团水更容易进入膨润土内部，从而促进金属离子的置换，进一步提高膨润土的比表面积和孔隙度，从而能够吸附更多的水中污染物质，显著降低微污染水的剩余浊度，从而达到稳定去除微污染水的有机物质的效果。这几者相互促进，相互配合，共同加快膨润土转化成活性白土，提高活性白土对污染物质的吸附，提高絮凝效果，产生的效果远远高于单个组分所产生的效果之和。
4.本发明所采用的微污染水处理剂的处理方法，具有高效率，操作简单等优点，在处理微污染水中具有广阔的应用前景。
【附图说明】
图1为本发明实施例1-6中活性白土和聚氯化铝的滴加量对微污染水CODCr去除率的影响示意图；
图2为实施例1-6中活性白土和聚氯化铝的滴加量对微污染水剩余浊度的影响示意图；
图3为实施例4和实施例7-10中不同温度制备的活性白土对微污染水CODCr去除率的影响示意图；
图4为实施例4和7-10中不同温度制备的活性白土对微污染水剩余浊度的影响示意图；
图5为对比例1中聚氯化铝的滴加量对微污染水CODCr去除率的影响示意图；
图6为对比例1中聚氯化铝的滴加量对微污染水剩余浊度的影响的示意图；
图7为对比例2中聚氯化铝的滴加量对微污染水CODCr去除率的影响示意图；
图8为对比例2中聚氯化铝在不同pH值下对微污染水剩余浊度的影响示意图。
【具体实施方式】
以下实施例中，膨润土为广西田东县膨润土，为致密块状；微污染水为某造纸厂废水排出口段污水，水质指标：浊度为15.6NTU，pH值为8.55，CODCr为63.16(mg/L)。
实施例1：
1.前期准备：
酸性活化液的制备：将20g质量分数为25％的盐酸溶液、5g质量分数为50％的硫酸溶液、10g质量分数为14％的硫酸氢钠溶液、8g质量分数为20％的硫酸镁溶液和10g质量分数为25％的硫酸钾溶液混合均匀，在频率为300W的红外线照射下，以150W的频率超声处理20min，得到酸性活化液。
膨化后的膨润土的制备：将膨润土粉碎，过100目筛后，在膨化罐中以膨化压差为0.3MPa的条件下膨化10min，得到膨化后的膨润土。
活性白土的制备：称取20g膨化后的膨润土置于烧瓶中，加入40mL酸性活化液，在90℃的水浴环境中，以300r/min的速度下搅拌反应3h，待反应结束后，过滤，滤液待用，滤渣放入100℃恒温干燥箱中干燥12h，得到活性白土。
聚氯化铝的制备：移取滤液100mL置于烧瓶中，加热至85℃，边搅拌边缓慢加入15g铝酸钙，继续加热到100℃，保温搅拌2h，冷却，所得上清液体即为聚氯化铝。
将上述前期制备而得的物质用于下述微污染水处理剂的处理方法上。
2.一种处理微污染水的方法，包括以下步骤：
(1)移取250mL微污染水加入到ZR4-6型混凝实验搅拌机的反应器中，用质量分数为20％的氢氧化钠溶液调节pH值为9；
(2)先往反应器中投加0.2g活性白土，间隔10min后，再加入0.05mL聚氯化铝沉淀微污染水，经混凝试验后取上清液进行分析，测定处理后微污染水的CODCr和剩余浊度。
实施例2：
1.前期准备：
酸性活化液的制备：将20g质量分数为25％的盐酸溶液、5g质量分数为50％的硫酸溶液、10g质量分数为14％的硫酸氢钠溶液、8g质量分数为20％的硫酸镁溶液和10g质量分数为25％的硫酸钾溶液混合均匀，在频率为300W的红外线照射下，以150W的频率超声处理20min，得到酸性活化液。
膨化后的膨润土的制备：将膨润土粉碎，过100目筛后，在膨化罐中以膨化压差为0.3MPa的条件下膨化10min，得到膨化后的膨润土。
活性白土的制备：称取20g膨化后的膨润土置于烧瓶中，加入40mL酸性活化液，在90℃的水浴环境中，以300r/min的速度下搅拌反应3h，待反应结束后，过滤，滤液待用，滤渣放入100℃恒温干燥箱中干燥12h，得到活性白土。
聚氯化铝的制备：移取滤液100mL置于烧瓶中，加热至85℃，边搅拌边缓慢加入15g铝酸钙，继续加热到100℃，保温搅拌2h，冷却，所得上清液体即为聚氯化铝。
将上述前期制备而得的物质用于下述微污染水处理剂的处理方法上。
2.一种处理微污染水的方法，包括以下步骤：
(1)移取250mL微污染水加入到ZR4-6型混凝实验搅拌机的反应器中，用质量分数为20％的氢氧化钠溶液调节pH值为9；
(2)先往反应器中投加0.2g活性白土，间隔10min后，再加入0.1mL聚氯化铝沉淀微污染水，经混凝试验后取上清液进行分析，测定处理后微污染水的CODCr和剩余浊度。
实施例3：
1.前期准备：
酸性活化液的制备：将20g质量分数为25％的盐酸溶液、5g质量分数为50％的硫酸溶液、10g质量分数为14％的硫酸氢钠溶液、8g质量分数为20％的硫酸镁溶液和10g质量分数为25％的硫酸钾溶液混合均匀，在频率为300W的红外线照射下，以150W的频率超声处理20min，得到酸性活化液。
膨化后的膨润土的制备：将膨润土粉碎，过100目筛后，在膨化罐中以膨化压差为0.3MPa的条件下膨化10min，得到膨化后的膨润土。
活性白土的制备：称取20g膨化后的膨润土置于烧瓶中，加入40mL酸性活化液，在90℃的水浴环境中，以300r/min的速度下搅拌反应3h，待反应结束后，过滤，滤液待用，滤渣放入100℃恒温干燥箱中干燥12h，得到活性白土。
聚氯化铝的制备：移取滤液100mL置于烧瓶中，加热至85℃，边搅拌边缓慢加入15g铝酸钙，继续加热到100℃，保温搅拌2h，冷却，所得上清液体即为聚氯化铝。
将上述前期制备而得的物质用于下述微污染水处理剂的处理方法上。
2.一种处理微污染水的方法，包括以下步骤：
(1)移取250mL微污染水加入到ZR4-6型混凝实验搅拌机的反应器中，用质量分数为20％的氢氧化钠溶液调节pH值为9；
(2)先往反应器中投加0.2g活性白土，间隔10min后，再加入0.15mL聚氯化铝沉淀微污染水，经混凝试验后取上清液进行分析，测定处理后微污染水的CODCr和剩余浊度。
实施例4：
1.前期准备：
酸性活化液的制备：将20g质量分数为25％的盐酸溶液、5g质量分数为50％的硫酸溶液、10g质量分数为14％的硫酸氢钠溶液、8g质量分数为20％的硫酸镁溶液和10g质量分数为25％的硫酸钾溶液混合均匀，在频率为300W的红外线照射下，以150W的频率超声处理20min，得到酸性活化液。
膨化后的膨润土的制备：将膨润土粉碎，过100目筛后，在膨化罐中以膨化压差为0.3MPa的条件下膨化10min，得到膨化后的膨润土。
活性白土的制备：称取20g膨化后的膨润土置于烧瓶中，加入40mL酸性活化液，在90℃的水浴环境中，以300r/min的速度下搅拌反应3h，待反应结束后，过滤，滤液待用，滤渣放入100℃恒温干燥箱中干燥12h，得到活性白土。
聚氯化铝的制备：移取滤液100mL置于烧瓶中，加热至85℃，边搅拌边缓慢加入15g铝酸钙，继续加热到100℃，保温搅拌2h，冷却，所得上清液体即为聚氯化铝。
将上述前期制备而得的物质用于下述微污染水处理剂的处理方法上。
2.一种处理微污染水的方法，包括以下步骤：
(1)移取250mL微污染水加入到ZR4-6型混凝实验搅拌机的反应器中，用质量分数为20％的氢氧化钠溶液调节pH值为9；
(2)先往反应器中投加0.2g活性白土，间隔10min后，再加入0.2mL聚氯化铝沉淀微污染水，经混凝试验后取上清液进行分析，测定处理后微污染水的CODCr和剩余浊度。
实施例5：
1.前期准备：
酸性活化液的制备：将20g质量分数为25％的盐酸溶液、5g质量分数为50％的硫酸溶液、10g质量分数为14％的硫酸氢钠溶液、8g质量分数为20％的硫酸镁溶液和10g质量分数为25％的硫酸钾溶液混合均匀，在频率为300W的红外线照射下，以150W的频率超声处理20min，得到酸性活化液。
膨化后的膨润土的制备：将膨润土粉碎，过100目筛后，在膨化罐中以膨化压差为0.3MPa的条件下膨化10min，得到膨化后的膨润土。
活性白土的制备：称取20g膨化后的膨润土置于烧瓶中，加入40mL酸性活化液，在90℃的水浴环境中，以300r/min的速度下搅拌反应3h，待反应结束后，过滤，滤液待用，滤渣放入100℃恒温干燥箱中干燥12h，得到活性白土。
聚氯化铝的制备：移取滤液100mL置于烧瓶中，加热至85℃，边搅拌边缓慢加入15g铝酸钙，继续加热到100℃，保温搅拌2h，冷却，所得上清液体即为聚氯化铝。
将上述前期制备而得的物质用于下述微污染水处理剂的处理方法上。
2.一种处理微污染水的方法，包括以下步骤：
(1)移取250mL微污染水加入到ZR4-6型混凝实验搅拌机的反应器中，用质量分数为20％的氢氧化钠溶液调节pH值为9；
(2)先往反应器中投加0.2g活性白土，间隔10min后，再加入0.25mL聚氯化铝沉淀微污染水，经混凝试验后取上清液进行分析，测定处理后微污染水的CODCr和剩余浊度。
实施例6：
1.前期准备：
酸性活化液的制备：将20g质量分数为25％的盐酸溶液、5g质量分数为50％的硫酸溶液、10g质量分数为14％的硫酸氢钠溶液、8g质量分数为20％的硫酸镁溶液和10g质量分数为25％的硫酸钾溶液混合均匀，在频率为300W的红外线照射下，以150W的频率超声处理20min，得到酸性活化液。
膨化后的膨润土的制备：将膨润土粉碎，过100目筛后，在膨化罐中以膨化压差为0.3MPa的条件下膨化10min，得到膨化后的膨润土。
活性白土的制备：称取20g膨化后的膨润土置于烧瓶中，加入40mL酸性活化液，在90℃的水浴环境中，以300r/min的速度下搅拌反应3h，待反应结束后，过滤，滤液待用，滤渣放入100℃恒温干燥箱中干燥12h，得到活性白土。
聚氯化铝的制备：移取滤液100mL置于烧瓶中，加热至85℃，边搅拌边缓慢加入15g铝酸钙，继续加热到100℃，保温搅拌2h，冷却，所得上清液体即为聚氯化铝。
将上述前期制备而得的物质用于下述微污染水处理剂的处理方法上。
2.一种处理微污染水的方法，包括以下步骤：
(1)移取250mL微污染水加入到ZR4-6型混凝实验搅拌机的反应器中，用质量分数为20％的氢氧化钠溶液调节pH值为9；
(2)先往反应器中投加0.2g活性白土，间隔10min后，再加入0.3mL聚氯化铝沉淀微污染水，经混凝试验后取上清液进行分析，测定处理后微污染水的CODCr和剩余浊度。
实施例7：
1.前期准备：
酸性活化液的制备：将20g质量分数为25％的盐酸溶液、5g质量分数为50％的硫酸溶液、10g质量分数为14％的硫酸氢钠溶液、8g质量分数为20％的硫酸镁溶液和10g质量分数为25％的硫酸钾溶液混合均匀，在频率为300W的红外线照射下，以150W的频率超声处理20min，得到酸性活化液。
膨化后的膨润土的制备：将膨润土粉碎，过100目筛后，在膨化罐中以膨化压差为0.3MPa的条件下膨化10min，得到膨化后的膨润土。
活性白土的制备：称取20g膨化后的膨润土置于烧瓶中，加入40mL酸性活化液，在60℃的水浴环境中，以300r/min的速度下搅拌反应3h，待反应结束后，过滤，滤液待用，滤渣放入100℃恒温干燥箱中干燥12h，得到活性白土。
聚氯化铝的制备：移取滤液100mL置于烧瓶中，加热至85℃，边搅拌边缓慢加入15g铝酸钙，继续加热到100℃，保温搅拌2h，冷却，所得上清液体即为聚氯化铝。
将上述前期制备而得的物质用于下述微污染水处理剂的处理方法上。
2.一种处理微污染水的方法，包括以下步骤：
(1)移取250mL微污染水加入到ZR4-6型混凝实验搅拌机的反应器中，用质量分数为20％的氢氧化钠溶液调节pH值为9；
(2)先往反应器中投加0.2g活性白土，间隔10min后，再加入0.2mL聚氯化铝沉淀微污染水，经混凝试验后取上清液进行分析，测定处理后微污染水的CODCr和剩余浊度。
实施例8：
1.前期准备：
酸性活化液的制备：将20g质量分数为25％的盐酸溶液、5g质量分数为50％的硫酸溶液、10g质量分数为14％的硫酸氢钠溶液、8g质量分数为20％的硫酸镁溶液和10g质量分数为25％的硫酸钾溶液混合均匀，在频率为300W的红外线照射下，以150W的频率超声处理20min，得到酸性活化液。
膨化后的膨润土的制备：将膨润土粉碎，过100目筛后，在膨化罐中以膨化压差为0.3MPa的条件下膨化10min，得到膨化后的膨润土。
活性白土的制备：称取20g膨化后的膨润土置于烧瓶中，加入40mL酸性活化液，在70℃的水浴环境中，以300r/min的速度下搅拌反应3h，待反应结束后，过滤，滤液待用，滤渣放入100℃恒温干燥箱中干燥12h，得到活性白土。
聚氯化铝的制备：移取滤液100mL置于烧瓶中，加热至85℃，边搅拌边缓慢加入15g铝酸钙，继续加热到100℃，保温搅拌2h，冷却，所得上清液体即为聚氯化铝。
将上述前期制备而得的物质用于下述微污染水处理剂的处理方法上。
2.一种处理微污染水的方法，包括以下步骤：
(1)移取250mL微污染水加入到ZR4-6型混凝实验搅拌机的反应器中，用质量分数为20％的氢氧化钠溶液调节pH值为9；
(2)先往反应器中投加0.2g活性白土，间隔10min后，再加入0.2mL聚氯化铝沉淀微污染水，经混凝试验后取上清液进行分析，测定处理后微污染水的CODCr和剩余浊度。
实施例9：
1.前期准备：
酸性活化液的制备：将20g质量分数为25％的盐酸溶液、5g质量分数为50％的硫酸溶液、10g质量分数为14％的硫酸氢钠溶液、8g质量分数为20％的硫酸镁溶液和10g质量分数为25％的硫酸钾溶液混合均匀，在频率为300W的红外线照射下，以150W的频率超声处理20min，得到酸性活化液。
膨化后的膨润土的制备：将膨润土粉碎，过100目筛后，在膨化罐中以膨化压差为0.3MPa的条件下膨化10min，得到膨化后的膨润土。
活性白土的制备：称取20g膨化后的膨润土置于烧瓶中，加入40mL酸性活化液，在80℃的水浴环境中，以300r/min的速度下搅拌反应3h，待反应结束后，过滤，滤液待用，滤渣放入100℃恒温干燥箱中干燥12h，得到活性白土。
聚氯化铝的制备：移取滤液100mL置于烧瓶中，加热至85℃，边搅拌边缓慢加入15g铝酸钙，继续加热到100℃，保温搅拌2h，冷却，所得上清液体即为聚氯化铝。
将上述前期制备而得的物质用于下述微污染水处理剂的处理方法上。
2.一种处理微污染水的方法，包括以下步骤：
(1)移取250mL微污染水加入到ZR4-6型混凝实验搅拌机的反应器中，用质量分数为20％的氢氧化钠溶液调节pH值为9；
(2)先往反应器中投加0.2g活性白土，间隔10min后，再加入0.2mL聚氯化铝沉淀微污染水，经混凝试验后取上清液进行分析，测定处理后微污染水的CODCr和剩余浊度。
实施例10：
1.前期准备：
酸性活化液的制备：将20g质量分数为25％的盐酸溶液、5g质量分数为50％的硫酸溶液、10g质量分数为14％的硫酸氢钠溶液、8g质量分数为20％的硫酸镁溶液和10g质量分数为25％的硫酸钾溶液混合均匀，在频率为300W的红外线照射下，以150W的频率超声处理20min，得到酸性活化液。
膨化后的膨润土的制备：将膨润土粉碎，过100目筛后，在膨化罐中以膨化压差为0.3MPa的条件下膨化10min，得到膨化后的膨润土。
活性白土的制备：称取20g膨化后的膨润土置于烧瓶中，加入40mL酸性活化液，在100℃的水浴环境中，以300r/min的速度下搅拌反应3h，待反应结束后，过滤，滤液待用，滤渣放入100℃恒温干燥箱中干燥12h，得到活性白土。
聚氯化铝的制备：移取滤液100mL置于烧瓶中，加热至85℃，边搅拌边缓慢加入15g铝酸钙，继续加热到100℃，保温搅拌2h，冷却，所得上清液体即为聚氯化铝。
将上述前期制备而得的物质用于下述微污染水处理剂的处理方法上。
2.一种处理微污染水的方法，包括以下步骤：
(1)移取250mL微污染水加入到ZR4-6型混凝实验搅拌机的反应器中，用质量分数为20％的氢氧化钠溶液调节pH值为9；
(2)先往反应器中投加0.2g活性白土，间隔10min后，再加入0.2mL聚氯化铝沉淀微污染水，经混凝试验后取上清液进行分析，测定处理后微污染水的CODCr和剩余浊度。
实施例11：
1.前期准备：
酸性活化液的制备：将20g质量分数为25％的盐酸溶液、5g质量分数为50％的硫酸溶液、10g质量分数为14％的硫酸氢钠溶液、8g质量分数为20％的硫酸镁溶液和10g质量分数为25％的硫酸钾溶液混合均匀，在频率为300W的红外线照射下，以150W的频率超声处理20min，得到酸性活化液。
膨化后的膨润土的制备：将膨润土粉碎，过100目筛后，在膨化罐中以膨化压差为0.4MPa的条件下膨化15min，得到膨化后的膨润土。
活性白土的制备：称取20g膨化后的膨润土置于烧瓶中，加入40mL酸性活化液，在90℃的水浴环境中，以300r/min的速度下搅拌反应2h，待反应结束后，过滤，滤液待用，滤渣放入90℃恒温干燥箱中干燥12h，得到活性白土。
聚氯化铝的制备：移取滤液100mL置于烧瓶中，加热至80℃，边搅拌边缓慢加入15g铝酸钙，继续加热到100℃，保温搅拌2h，冷却，所得上清液体即为聚氯化铝。
将上述前期制备而得的物质用于下述微污染水处理剂的处理方法上。
2.一种处理微污染水的方法，包括以下步骤：
(1)移取250mL微污染水加入到ZR4-6型混凝实验搅拌机的反应器中，用质量分数为20％的氢氧化钠溶液调节pH值为8；
(2)先往反应器中投加0.2g活性白土，间隔10min后，再加入0.05mL聚氯化铝沉淀微污染水，经混凝试验后取上清液进行分析，测定处理后微污染水的CODCr和剩余浊度。
实施例12：
1.前期准备：
酸性活化液的制备：将22g质量分数为30％的盐酸溶液、6g质量分数为55％的硫酸溶液、12g质量分数为18％的硫酸氢钠溶液、10g质量分数为25％的硫酸镁溶液和13g质量分数为27％的硫酸钾溶液混合均匀，在频率为350W的红外线照射下，以200W的频率超声处理22min，得到酸性活化液。
膨化后的膨润土的制备：将膨润土粉碎，过100目筛后，在膨化罐中以膨化压差为0.4MPa的条件下膨化12min，得到膨化后的膨润土。
活性白土的制备：称取22g膨化后的膨润土置于烧瓶中，加入50mL酸性活化液，在90℃的水浴环境中，以400r/min的速度下搅拌反应2.5h，待反应结束后，过滤，滤液待用，滤渣放入95℃恒温干燥箱中干燥14h，得到活性白土。
聚氯化铝的制备：移取滤液120mL置于烧瓶中，加热至85℃，边搅拌边缓慢加入18g铝酸钙，继续加热到110℃，保温搅拌3h，冷却，所得上清液体即为聚氯化铝。
将上述前期制备而得的物质用于下述微污染水处理剂的处理方法上。
2.一种处理微污染水的方法，包括以下步骤：
(1)移取300mL微污染水加入到ZR4-6型混凝实验搅拌机的反应器中，用质量分数为25％的氢氧化钠溶液调节pH值为8.5；
(2)先往反应器中投加0.3g活性白土，间隔12min后，再加入0.2mL聚氯化铝沉淀微污染水，经混凝试验后取上清液进行分析，测定处理后微污染水的CODCr和剩余浊度。
实施例13：
1.前期准备：
酸性活化液的制备：将30g质量分数为35％的盐酸溶液、10g质量分数为70％的硫酸溶液、14g质量分数为25％的硫酸氢钠溶液、12g质量分数为28％的硫酸镁溶液和15g质量分数为32％的硫酸钾溶液混合均匀，在频率为400W的红外线照射下，以300W的频率超声处理30min，得到酸性活化液。
膨化后的膨润土的制备：将膨润土粉碎，过100目筛后，在膨化罐中以膨化压差为0.5MPa的条件下膨化15min，得到膨化后的膨润土。
活性白土的制备：称取30g膨化后的膨润土置于烧瓶中，加入60mL酸性活化液，在100℃的水浴环境中，以500r/min的速度下搅拌反应2h，待反应结束后，过滤，滤液待用，滤渣放入90℃恒温干燥箱中干燥16h，得到活性白土。
聚氯化铝的制备：移取滤液150mL置于烧瓶中，加热至90℃，边搅拌边缓慢加入20g铝酸钙，继续加热到120℃，保温搅拌4h，冷却，所得上清液体即为聚氯化铝。
将上述前期制备而得的物质用于下述微污染水处理剂的处理方法上。
2.一种处理微污染水的方法，包括以下步骤：
(1)移取300mL微污染水加入到ZR4-6型混凝实验搅拌机的反应器中，用质量分数为20％的氢氧化钠溶液调节pH值为8；
(2)先往反应器中投加0.5g活性白土，间隔15min后，再加入0.3mL聚氯化铝沉淀微污染水，经混凝试验后取上清液进行分析，测定处理后微污染水的CODCr和剩余浊度。
对比例1：(缺少活性白土)
取6份250mL某造纸厂废水排出口段微污染水分别转移至ZR4-6型混凝实验搅拌机的6个反应器中，分别加入0.01mL、0.04mL、0.08mL、0.10mL、0.12mL和0.20mL的实施例1中的聚氯化铝，所述的聚氯化铝的制备方法同实施例1，经混凝试验后取上清液分析，测定处理后的微污染水的CODCr和剩余浊度。
对比例2：
取6份250mL某造纸厂废水排出口段微污染水分别转移至ZR4-6型混凝实验搅拌机的6个反应器中，分别加入稀盐酸溶液或稀氢氧化钠溶液调节水样pH值为5、6、7、8、9和10，再分别滴加0.10mL聚氯化铝，所述聚氯化铝的制备方法同实施例1，经混凝试验后取上清液分析，测定处理后的微污染水的CODCr和剩余浊度。
图1和图2分别为实施例1-6步骤(2)中不同的聚氯化铝添加量对对微污染水CODCr去除率和剩余浊度的影响示意图。实施例1-6中活性白土为0.20g，聚氯化铝分别为0.05mL、0.10mL、0.15mL、0.20mL、0.25mL和0.30mL时，对微污染水CODCr去除率和剩余浊度的影响分别如图1和图2所示。如图1所示，加入0.20g活性白土后，随着聚氯化铝滴加量的增加，CODCr去除率先逐渐增大，当聚氯化铝滴加量范围为0.20-0.25mL时，CODCr去除率达79.40％，再增加聚氯化铝滴加量，CODCr去除率迅速降低。当加入活性白土的量为0.20g，聚氯化铝的滴加量为0.20-0.25mL时，处理后微污染水的CODCr的去除率达79.40％。如图2所示，加入0.20g活性白土后，剩余浊度均降至1.5NTU以下，随着聚氯化铝滴加量的增加，剩余浊度先降低后增加，当聚氯化铝滴加量为0.20mL时，微污染水浊度为0.6NTU，且当活性白土投加量为0.20g时，聚氯化铝的最佳滴加量为0.20mL。
图3和图4分别为实施例4和实施例7-10中步骤(1)中不同温度制备的活性白土对微污染水CODCr去除率和剩余浊度的影响示意图。由图3和图4可知，活性白土的应用可使微污染水的剩余浊度降到2NTU以下，但活性白土受制备温度的影响，制备温度为80-90℃时CODCr去除率可达到60％以上，剩余浊度可降到2NTU以下；当制备温度为90℃时，活性白土对微污染水CODCr去除率达63.63％，剩余浊度为1.4NTU。
图5和图6分别为对比例1中聚氯化铝不同滴加量对微污染水CODCr去除率和剩余浊度的影响示意图，由图5和图6可知，随着聚氯化铝用量的增加，剩余浊度先降低，然后在聚氯化铝滴加量为0.4-0.12mL趋于平稳，最后呈上升趋势，CODCr去除率先上升后迅速下降。当滴加量为0.08-0.10mL时，上清液剩余浊度小于3NTU，滴加量为0.10mL时CODCr去除率为49.33％。
图7和图8分别为对比例2中聚氯化铝在不同pH值下对微污染水CODCr去除率和剩余浊度的影响示意图，由图7和图8可知，pH值对剩余浊度的影响较大，当pH值为9.0时，剩余浊度为2.6；当pH值在7.0-9.0时，CODCr去除率均较高，在50.0％左右，当pH值为9.0时，CODCr去除率为57.62％。
由图1-8可知，与单独使用聚氯化铝或活性白土对微污染水进行处理相比，当联用活性白土与聚氯化铝时，通过活性白土与聚氯化铝的协同配合作用，可显著提高对微污染水CODCr去除率，并显著降低微污染水的剩余浊度；且当活性白土为0.20g，聚氯化铝滴加量为0.20mL达最佳去除效果，CODCr的去除率高达79.40％，微污染水浊度为0.6NTU。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (4)
1.一种处理微污染水的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)移取250mL微污染水加入到反应器中，调节pH值为9；
(2)先往反应器中投加活性白土0.20g，间隔10min后，再加入0.2mL聚氯化铝沉淀微污染水，经混凝试验后取上清液进行分析，测定处理后微污染水的CODCr和剩余浊度；
所述的活性白土由下述方法制备：称取20g膨化后的膨润土置于烧瓶中，加入40mL酸性活化液，在90℃水浴环境中，以300r/min的速度下搅拌反应3h，待反应结束后，过滤，滤液待用，滤渣放入100℃恒温干燥箱中干燥12h，得到活性白土；
所述的酸性活化液由下述方法制备：将20g质量分数为25％的盐酸溶液、5g质量分数为50％的硫酸溶液、10g质量分数为14％的硫酸氢钠溶液、8g质量分数为20％的硫酸镁溶液和10g质量分数为25％的硫酸钾溶液混合均匀，在频率为300W的红外线照射下，以150W的频率超声处理20min，得到酸性活化液；
所述的聚氯化铝由下述方法制备：移取滤液100mL置于烧瓶中，加热至85℃，边搅拌边缓慢加入15g铝酸钙，继续加热到100℃，保温搅拌2h，冷却，所得上清液体即为聚氯化铝。
2.根据权利要求1所述的一种处理微污染水的方法，其特征在于：步骤(2)所述的膨化后的膨润土由下述方法制备：将膨润土粉碎，过100目筛后，在膨化罐中以膨化压差为0.3-0.5MPa的条件下膨化10-15min，得到膨化后的膨润土。
3.根据权利要求1所述的一种处理微污染水的方法，其特征在于：步骤(1)所述的反应器为设有ZR4-6型混凝实验搅拌机的反应器。
4.根据权利要求1所述的一种处理微污染水的方法，其特征在于：步骤(1)调节pH值的调节液为质量分数为20-30％的氢氧化钠溶液。
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Granted publication date: 20200804 |
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