CN110681366A - 基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法 - Google Patents

基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法，涉及污水处理技术领域，包括清理‑调节pH‑水解酸化‑吸附‑沉淀过滤的步骤，其中吸附步骤使用微量子磁性吸附剂对污水进行处理，该微量子磁性吸附剂是以多孔瓷球为载体，在多孔瓷球的外表面和孔隙内负载超顺磁性四氧化三铁颗粒，再包覆改性壳聚糖，最终经过微量子反应恒稳技术处理后制得。本发明的基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法，使用微量子磁性吸附剂对污水进行处理，能够对水体中的有机污染物进行吸附，并进行分解消化，从而能够在一定程度上减少发生二次污染的几率。

Description

基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法。
背景技术
随着经济快速发展，环境污染和能源紧缺是目前社会面临的两大主要问题，特别是有机化合物的水体污染严重危及生态环境，威胁人类的健康，因此水体污染物的检测及治理备受关注。
目前，污水治理的方法主要包括物理法、化学法、物理化学法和生物法，其中，吸附法作为物理化学方法中的一种，是利用吸附剂的表面来吸附水中的溶解污染物，以达到回收或去除污染物，使水体得到净化的目的，目前常使用的吸附剂包括活性炭、硫化酶、木炭、焦碳、硅藻土、炉渣、树脂、木屑以及黏土等，现有的吸附剂虽然可以将水体中的污染物进行吸附，但是不能对其进行分解消化掉，因此在实际运用的过程中容易产生二次污染。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于设计提供基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法，使用微量子磁性吸附剂对污水进行处理，能够对水体中的有机污染物进行吸附，并进行分解消化，从而能够在一定程度上减少发生二次污染的几率。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法，具体包括以下步骤：
清理：将污水中的固体污染物进行打捞清理干净后，加入混凝剂，静置1-2d；
调节pH：将经过清理步骤的污水排入曝气池中，曝气4-5h后，调节pH至5-6.5；
水解酸化：将经过pH调节的污水排入水解酸化池，控制上升流速为0.5-1.8m/h，污泥浓度为10-20g/ml，停留时间为5-8h；
吸附：将经过水解酸化处理步骤之后的污水调节pH至6-7，投入微量子磁性吸附剂，搅拌1-2h后，通过磁分离，将污水排入沉淀池，固体留待下次使用；
沉淀过滤：向沉淀池中的污水加入絮凝剂，静置沉淀24h，以除去污水中的固体颗粒；
所述微量子磁性吸附剂是以多孔瓷球为载体，在多孔瓷球的外表面和孔隙内负载超顺磁性四氧化三铁颗粒，再包覆改性壳聚糖，最终经过微量子反应恒稳技术处理后制得。
进一步，所述多孔瓷球包括以下重量份的原料：电气石粉末20-40份、硅藻土粉末30-50份、聚乙烯醇1-5份、氧化锆粉末5-10份、氧化钇粉末3-8份、造孔剂10-15份。
通过电气石粉末和硅藻土粉末作为多孔瓷球的主要原料，利用硅藻土粉末具有的特殊空隙结构，在制成多孔瓷球后，具有双重孔隙结构，在使用的过程中吸附性更强，另外电气石粉本身具有负离子发生的功能，能够辅助增加水处理的效率，同时辅助以氧化锆和氧化钇粉末作为增强剂，能够在一定程度上增加多孔瓷球的强度，防止其在高温烧结的过程中发生坍塌，导致孔隙率降低，从而降低吸附效果。
进一步，所述改性壳聚糖是由壳聚糖接枝聚甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵后，再经减压等离子体处理制得。
进一步，所述微量子磁性吸附剂的制备方法具体如下：
负载：按照质量比为3:1分别称取氯化铁和四水合氯化亚铁溶解于去离子水中，搅拌混合均匀后，加入经过预处理的多孔瓷球，于温度为10℃，压力为-0.085MPa的条件下静置20min后，泄压，加入氨水，升温至80℃，保温回流反应1-2h，反应完成后，降温至55-60℃，加入油酸钠，震荡反应2-3h，磁分离后，再将沉淀分散于45wt％乙醇溶液中，搅拌10min，重复磁分离-分散2-3次，将得到固体于温度为60℃条件下下，冷冻干燥，得到负载有超顺磁性四氧化三铁颗粒的多孔瓷球；
包覆：将改性壳聚糖溶解于2wt％的冰醋酸溶液中得到改性壳聚糖溶液，然后在液体石蜡中加入司班-80，搅拌混合均匀后，滴加改性壳聚糖溶液并持续搅拌形成乳浊液，再将负载有超顺磁性四氧化三铁颗粒的多孔瓷球分散于所述乳浊液中，加入硅烷偶联剂，于室温下持续搅拌反应12h，反应完成后，加入乙醇溶液破乳，离心，将沉淀用石油醚、乙醇、去离子水分别洗涤3次后，于60℃下干燥得到磁性吸附剂；
微量子反应恒稳技术处理：将得到的磁性吸附剂置于微量子反应器中，进行微量子处理，得到微量子磁性吸附剂。
微量子反应恒稳技术(IQPR Technologytm)综合多项量子力学的理论，利用物质的波粒二象性原理，依照薛丁格波函数方程式理论设制了一套控制机制，其原理是将自然环境中存在的粒子、波频加以利用，以专有开发设计的IQPR立体几何图形反应片的牵引，透过时间+空间+立体几何图形，在固定空间(微量子反应器，如现有的公开号为“CN201676682U”的中国实用新型专利所示)中进行超快速的连续微分裂，以控制空间变因及时间变因来影响物质量子特性，进而达到物质结构改变的效果。
本发明中所使用的微量子磁性吸附剂，经过微量子反应恒稳技术进行处理，对磁性吸附剂进行微量子处理，一方面增加了微量子磁性吸附剂表面的活性，在微量子磁性吸附剂的表面产生具有强氧化性的活性基团，另一方面对多孔瓷球进行能量激发，使得多孔瓷球内的电气石释放出高能量负离子，氧化锆和氧化钇等出现表面激活。
污水中的的污染物难以降解使得水质恶化的重要原因在于，污水中的各种化合物会以弱氢键自组织形成复杂超分子结构的聚集体，由于弱氢键数量众多，因此聚集体的结合力相对强大，不易被分解、吸附，而在使用本发明中的微量子磁性吸附剂对污水进行处理时，首先通过微量子磁性吸附剂表面的活性基团的能量打开超分子结构聚集体的弱氢键，形成相对分散的化合物，再经过微量子磁性吸附剂进行吸附，通过内部激发的高能量负离子对吸附的化合物的结合键进行断裂，从而使其降解，然后被污水中的原位微生物进行利用，从而达到对污水净化的目的。
进一步，所述预处理具体为：将多孔瓷球分散到去离子水中，加入六次甲基二胺，搅拌，并于氮气保护下升温至80℃，保温反应12h后，离心、洗涤，得到经过预处理的多孔瓷球。
通过六次甲基二胺对多孔瓷球进行处理，使得其在反应体系中分散更均匀，反应效果更好。
进一步，所述多孔瓷球的制备方法如下：将电气石粉末、硅藻土粉末按照比例混合后，加入去离子水、分散剂混合均匀后，置于滚筒球磨机中，进行球磨15-18h后，得到物料A，将氧化锆粉末、氧化钇粉末置于球磨机中，采用干法球磨10-12h后，过100目筛，得到物料B，将物料B加入到料浆A中，再加入聚乙烯醇、造孔剂，搅拌混合均匀后通过喷雾干燥，得到多孔瓷球生坯，将多孔瓷球生坯于90-100℃条件下干燥2-3h后，以5℃/min的速度升温至500-600℃煅烧2-3h，再以5℃/min的速度升温至1000-1200℃煅烧6-8h，煅烧完成后随炉冷却至室温后得到多孔瓷球。
进一步，所述多孔瓷球的粒径为150～200μm。
进一步，所述改性壳聚糖具体的制备方法为：向石蜡-水的混合溶液中加入乳化剂，在30℃条件下乳化30min后，加入壳聚糖和硝酸铈铵，搅拌10min后，升温至60℃，开始滴加甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵，滴加完成后，保温反应5h结束反应，自然冷却至室温，加入95wt％乙醇溶液进行破乳后，过滤，洗涤，干燥后得到粗产物，将粗产物用乙二醇-冰醋酸混合溶液回流提取10h，过滤，于50℃下真空干燥，得到聚甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵接枝壳聚糖，将聚甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵接枝壳聚糖置于等离子体反应器中，进行减压等离子体处理120s，得到改性壳聚糖。
进一步，所述减压等离子体处理采用氮气和氨气的混合气体作为工作气体，功率为100W，压力为15Pa，处理时间为120s。
通过甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵对壳聚糖进行接枝改性，甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵的引入更多的吸附位点，增加了壳聚糖的絮凝作用，同时通过减压等离子体处理增加了改性壳聚糖外表面的氨基基团，一方面能够更好的进行包覆，另一方面能够在一定程度上增加微量子磁性吸附剂的亲水性，使其在污水中分散效果更好。
本发明的有益效果：
本发明在污水处理过程中使用了微量子磁性吸附剂，使用本发明中的微量子磁性吸附剂对污水进行处理时，首先通过微量子磁性吸附剂表面的活性基团的能量打开超分子结构聚集体的弱氢键，形成相对分散的化合物，再经过微量子磁性吸附剂进行吸附，通过内部激发的高能量负离子对吸附的化合物的接合键进行断裂，从而使其降解，然后被污水中的原位微生物进行利用，从而达到对污水净化的目的。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明：
本发明的基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法，在处理的过程中，采用微量子磁性吸附剂进行处理，该微量子磁性吸附剂是以多孔瓷球为载体，在多孔瓷球的外表面和孔隙内负载超顺磁性四氧化三铁颗粒，再包覆改性壳聚糖，最终经过微量子反应恒稳技术处理后制得。
实施例一
改性壳聚糖的制备：将石蜡、去离子水、乳化剂按照体积比为5:1:0.1进行搅拌混合之后，在30℃条件下，磁力搅拌进行乳化30min，其中，乳化剂选择山梨醇酐单月桂酸酯，再加入2倍去离子水质量的壳聚糖，搅拌分散之后加入0.01倍壳聚糖质量的硝酸铈铵，以200rpm的速度搅拌10min后，升温至60℃，持续搅拌，以2d/s的速度滴加甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵，滴加完成后，保温反应5h结束反应，自然冷却至室温，加入与去离子水等体积的95wt％乙醇溶液进行破乳后，过滤，滤渣用无水乙醇洗涤3次后，在80℃下干燥得到粗产物；将粗产物用乙二醇-冰醋酸混合溶液回流提取10h，过滤，于50℃下真空干燥，得到聚甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵接枝壳聚糖，其中乙二醇-冰醋酸混合溶液中乙二醇和冰醋酸的体积比为2:3，将聚甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵接枝壳聚糖置于等离子体反应器中，采用氮气和氨气按照体积比为3:1的比例混合之后的混合气体作为工作气体，功率为100W，压力为15Pa的条件下，进行减压等离子体处理120s，得到改性壳聚糖。
多孔瓷球的制备：将25份电气石粉末、50份硅藻土粉末混合后，加入100份去离子水、5份分散剂混合均匀后，置于滚筒球磨机中，进行球磨18h后，得到料浆A，其中球磨时料球比为1:3，球磨介质为氧化锆球；将8份氧化锆粉末、5份氧化钇粉末置于球磨机中，采用干法球磨12h后，过100目筛，得到物料B，其中，球磨时料球比为1:3，球磨介质为氧化锆球；将物料B加入到料浆A中，再加入3份聚乙烯醇、10份造孔剂，造孔剂选择PMMA微球，搅拌混合均匀后通过喷雾干燥，得到多孔瓷球生坯，将多孔瓷球生坯于95℃条件下干燥3h后，置于煅烧炉中，以5℃/min的速度升温至600℃煅烧3h，再以5℃/min的速度升温至1100℃煅烧8h，煅烧完成后随炉冷却至室温后得到平均粒径为150μm的多孔瓷球。
微量子磁性吸附剂的制备：
预处理：将制备得到的多孔瓷球分散于10倍多孔瓷球质量的去离子水中，加入与去离子水等体积的六次甲基二胺，搅拌，并于氮气保护下升温至85℃，保温反应14h后，离心、洗涤，得到经过预处理的多孔瓷球。
负载：按照质量比为3:1分别称取氯化铁和四水合氯化亚铁溶解于去离子水中，搅拌混合均匀后得到混合反应液，在混合反应液中按照固液比为30g/L加入经过预处理的多孔瓷球，于温度为5℃，压力为-0.085MPa的条件下静置15min后，泄压至常压，加入5倍氯化铁质量、浓度为25％的氨水溶液，升温至85℃，保温回流反应2h，反应完成后，降温至60℃，加入与氨水等体积的油酸钠，震荡反应2h，反应完成后，进行磁分离，再将分离得到的沉淀分散于45wt％乙醇溶液中，搅拌10min，重复磁分离-分散过程2-3次，将得到固体于温度为60℃条件下，真空干燥，得到负载有超顺磁性四氧化三铁颗粒的多孔瓷球。
包覆：将制备得到的改性壳聚糖搅拌溶解于2wt％的冰醋酸溶液中得到改性壳聚糖溶液，然后在液体石蜡中加入司班-80，其中液体石蜡和司班-80的体积比为1:1，搅拌混合均匀后，滴加2倍液体石蜡体积的改性壳聚糖溶液并持续搅拌形成乳浊液，再将负载有超顺磁性四氧化三铁颗粒的多孔瓷球按照固液比为35g/L分散于乳浊液中，加入硅烷偶联剂，于室温下超声搅拌反应12h，反应完成后，加入乙醇溶液破乳，离心，将沉淀用石油醚、乙醇、去离子水分别洗涤3次后，于60℃下真空干燥得到磁性吸附剂。
微量子反应恒稳技术处理：将得到的磁性吸附剂置于微量子反应器中，进行微量子处理，得到微量子磁性吸附剂。
制备所得的微量子磁性吸附剂在污水处理中的应用，具体如下：
清理：将污水中的固体污染物进行打捞清理干净后，加入混凝剂，静置1-2d；
调节pH：将经过清理步骤的污水排入曝气池中，曝气4-5h后，调节pH至5-6.5。
水解酸化：将经过pH调节的污水排入水解酸化池，控制上升流速为0.5-1.8m/h，污泥浓度为10-20g/ml，停留时间为5-8h，优选的上升流速为1m/h，污泥浓度为15g/ml，停留时间为6h。
吸附：将经过水解酸化处理步骤之后的污水调节pH至6-7，按照固液比为45g/L投入微量子磁性吸附剂，搅拌1-2h后，通过磁分离，将污水排入沉淀池，固体留待下次使用，当经检测发现微量子磁性吸附剂的污水处理效果明显下降时，将磁分离出的固体进行回收，经过洗涤，重新进行微量子反应恒稳技术处理活化之后进行循环使用。
沉淀过滤：向沉淀池中的污水加入絮凝剂，静置沉淀24h，以除去污水中的固体颗粒。
实施例二
改性壳聚糖的制备：将石蜡、去离子水、乳化剂按照体积比为5:1:0.1进行搅拌混合之后，在30℃条件下，磁力搅拌进行乳化30min，其中，乳化剂选择山梨醇酐单月桂酸酯，再加入2倍去离子水质量的壳聚糖，搅拌分散之后加入0.01倍壳聚糖质量的硝酸铈铵，以200rpm的速度搅拌10min后，升温至65℃，持续搅拌，以5d/s的速度滴加甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵，滴加完成后，保温反应5h结束反应，自然冷却至室温，加入与去离子水等体积的95wt％乙醇溶液进行破乳后，过滤，滤渣用无水乙醇洗涤3次后，在80℃下干燥得到粗产物；将粗产物用乙二醇-冰醋酸混合溶液回流提取10h，过滤，于50℃下真空干燥，得到聚甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵接枝壳聚糖，其中乙二醇-冰醋酸混合溶液中乙二醇和冰醋酸的体积比为2:3，将聚甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵接枝壳聚糖置于等离子体反应器中，采用氮气和氨气按照体积比为3:1的比例混合之后的混合气体作为工作气体，功率为90W，压力为18Pa的条件下，进行减压等离子体处理110s，得到改性壳聚糖。
多孔瓷球的制备：将20份电气石粉末、30份硅藻土粉末混合后，加入60份去离子水、3份分散剂混合均匀后，置于滚筒球磨机中，进行球磨15h后，得到料浆A，其中球磨时料球比为1:3，球磨介质为氧化锆球；将5份氧化锆粉末、3份氧化钇粉末置于球磨机中，采用干法球磨10h后，过100目筛，得到物料B，其中，球磨时料球比为1:3，球磨介质为氧化锆球；将物料B加入到料浆A中，再加入1份聚乙烯醇、12份造孔剂，造孔剂选择PMMA微球，搅拌混合均匀后通过喷雾干燥，得到多孔瓷球生坯，将多孔瓷球生坯于90℃条件下干燥3h后，置于煅烧炉中，以5℃/min的速度升温至550℃煅烧3h，再以5℃/min的速度升温至1200℃煅烧6h，煅烧完成后随炉冷却至室温后得到平均粒径为180μm的多孔瓷球。
微量子磁性吸附剂的制备：
预处理：将制备得到的多孔瓷球分散于10倍多孔瓷球质量的去离子水中，加入与去离子水等体积的六次甲基二胺，搅拌，并于氮气保护下升温至88℃，保温反应13h后，离心、洗涤，得到经过预处理的多孔瓷球。
负载：按照质量比为3:1分别称取氯化铁和四水合氯化亚铁溶解于去离子水中，搅拌混合均匀后得到混合反应液，在混合反应液中按照固液比为30g/L加入经过预处理的多孔瓷球，于温度为3℃，压力为-0.085MPa的条件下静置12min后，泄压至常压，加入5倍氯化铁质量、浓度为25％的氨水溶液，升温至95℃，保温回流反应1.5h，反应完成后，降温至60℃，加入与氨水等体积的油酸钠，震荡反应2h，反应完成后，进行磁分离，再将分离得到的沉淀分散于45wt％乙醇溶液中，搅拌10min，重复磁分离-分散过程2-3次，将得到固体于温度为60℃条件下，真空干燥，得到负载有超顺磁性四氧化三铁颗粒的多孔瓷球。
包覆：将制备得到的改性壳聚糖搅拌溶解于2wt％的冰醋酸溶液中得到改性壳聚糖溶液，然后在液体石蜡中加入司班-80，其中液体石蜡和司班-80的体积比为1:1，搅拌混合均匀后，滴加2倍液体石蜡体积的改性壳聚糖溶液并持续搅拌形成乳浊液，再将负载有超顺磁性四氧化三铁颗粒的多孔瓷球按照固液比为35g/L分散于乳浊液中，加入硅烷偶联剂，于室温下超声搅拌反应12h，反应完成后，加入乙醇溶液破乳，离心，将沉淀用石油醚、乙醇、去离子水分别洗涤3次后，于60℃下干燥得到磁性吸附剂。
微量子反应恒稳技术处理：将得到的磁性吸附剂置于微量子反应器中，进行微量子处理，得到微量子磁性吸附剂。
制备所得的微量子磁性吸附剂在污水处理中的应用与实施例一相同。
实施例三
改性壳聚糖的制备：将石蜡、去离子水、乳化剂按照体积比为5:1:0.1进行搅拌混合之后，在30℃条件下，磁力搅拌进行乳化30min，其中，乳化剂选择山梨醇酐单月桂酸酯，再加入2倍去离子水质量的壳聚糖，搅拌分散之后加入0.01倍壳聚糖质量的硝酸铈铵，以200rpm的速度搅拌10min后，升温至70℃，持续搅拌，以3d/s的速度滴加甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵，滴加完成后，保温反应5h结束反应，自然冷却至室温，加入与去离子水等体积的95wt％乙醇溶液进行破乳后，过滤，滤渣用无水乙醇洗涤3次后，在80℃下干燥得到粗产物；将粗产物用乙二醇-冰醋酸混合溶液回流提取10h，过滤，于50℃下真空干燥，得到聚甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵接枝壳聚糖，其中乙二醇-冰醋酸混合溶液中乙二醇和冰醋酸的体积比为2:3，将聚甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵接枝壳聚糖置于等离子体反应器中，采用氮气和氨气按照体积比为3:1的比例混合之后的混合气体作为工作气体，功率为110W，压力为13Pa的条件下，进行减压等离子体处理100s，得到改性壳聚糖。
多孔瓷球的制备：将40份电气石粉末、45份硅藻土粉末混合后，加入90份去离子水、4份分散剂混合均匀后，置于滚筒球磨机中，进行球磨17h后，得到料浆A，其中球磨时料球比为1:3，球磨介质为氧化锆球；将10份氧化锆粉末、5份氧化钇粉末置于球磨机中，采用干法球磨11h后，过100目筛，得到物料B，其中，球磨时料球比为1:3，球磨介质为氧化锆球；将物料B加入到料浆A中，再加入5份聚乙烯醇、15份造孔剂，造孔剂选择PMMA微球，搅拌混合均匀后通过喷雾干燥，得到多孔瓷球生坯，将多孔瓷球生坯于100℃条件下干燥2h后，置于煅烧炉中，以5℃/min的速度升温至500℃煅烧2h，再以5℃/min的速度升温至1000℃煅烧7h，煅烧完成后随炉冷却至室温后得到平均粒径为200μm的多孔瓷球。
微量子磁性吸附剂的制备：
预处理：将制备得到的多孔瓷球分散于10倍多孔瓷球质量的去离子水中，加入与去离子水等体积的六次甲基二胺，搅拌，并于氮气保护下升温至90℃，保温反应15h后，离心、洗涤，得到经过预处理的多孔瓷球。
负载：按照质量比为3:1分别称取氯化铁和四水合氯化亚铁溶解于去离子水中，搅拌混合均匀后得到混合反应液，在混合反应液中按照固液比为30g/L加入经过预处理的多孔瓷球，于温度为0℃，压力为-0.085MPa的条件下静置10min后，泄压至常压，加入5倍氯化铁质量、浓度为25％的氨水溶液，升温至90℃，保温回流反应1h，反应完成后，降温至55℃，加入与氨水等体积的油酸钠，震荡反应3h，反应完成后，进行磁分离，再将分离得到的沉淀分散于45wt％乙醇溶液中，搅拌10min，重复磁分离-分散过程2-3次，将得到固体于温度为60℃条件下，真空干燥，得到负载有超顺磁性四氧化三铁颗粒的多孔瓷球。
包覆：将制备得到的改性壳聚糖搅拌溶解于2wt％的冰醋酸溶液中得到改性壳聚糖溶液，然后在液体石蜡中加入司班-80，其中液体石蜡和司班-80的体积比为1:1，搅拌混合均匀后，滴加2倍液体石蜡体积的改性壳聚糖溶液并持续搅拌形成乳浊液，再将负载有超顺磁性四氧化三铁颗粒的多孔瓷球按照固液比为35g/L分散于乳浊液中，加入硅烷偶联剂，于室温下超声搅拌反应12h，反应完成后，加入乙醇溶液破乳，离心，将沉淀用石油醚、乙醇、去离子水分别洗涤3次后，于60℃下干燥得到磁性吸附剂。
微量子反应恒稳技术处理：将得到的磁性吸附剂置于微量子反应器中，进行微量子处理，得到微量子磁性吸附剂。
制备所得的微量子磁性吸附剂在污水处理中的应用方法与实施例一相同。
实施例四
本实施例和实施例一的不同之处在于，对于制备得到的磁性吸附剂不经过微量子反应恒稳技术进行处理。
制备所得的微量子磁性吸附剂在污水处理中的应用方法与实施例一相同。
实施例五
本实施例中污水处理方法与实施例一相同，其不同之处在于在吸附步骤中，向经过pH调节之后的污水中投入的是常规的活性炭吸附剂，而不是本发明中的微量子磁性吸附剂，相应的磁分离过程变更为常见的过滤手段。
对实施例一～实施例三制备得到的微量子磁性吸附剂和实施例四制备得到的磁性吸附剂进行污水处理效果测试，实施例五采用常规活性炭作为对照组，测试所用污水的体积为10L，在处理前后对污水中的各项指标采用行标《地表水和污水监测技术规范(HJ-T91-2002)》进行检测，检测所得结果如下表所示：
BOD(mg/l) COD(mg/l) 总氮(mg/l) 总磷(mg/l)
初始值 510 305 60 25
实施例一 39 28 16 2.1
实施例二 42 32 18 1.9
实施例三 40 31 15 1.9
实施例四 115 75 28 3.6
实施例五 205 124 35 6.7
从上表可以看出，采用本发明制备的微量子磁性吸附剂对污水进行处理，处理后污水中的各项指标相对于初始值明显降低，由于能够对吸附的污染物进行一定的分解消化，相对于现有的活性炭吸附剂，本发明的微量子磁性吸附剂的污水处理效果更好。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (9)

1.基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
清理：将污水中的固体污染物进行打捞清理干净后，加入混凝剂，静置1-2d；
调节pH：将经过清理步骤的污水排入曝气池中，曝气4-5h后，调节pH至5-6.5；
水解酸化：将经过pH调节的污水排入水解酸化池，控制上升流速为0.5-1.8m/h，污泥浓度为10-20g/ml，停留时间为5-8h；
吸附：将经过水解酸化处理步骤之后的污水调节pH至6-7，投入微量子磁性吸附剂，搅拌1-2h后，通过磁分离，将污水排入沉淀池，固体留待下次使用；
沉淀过滤：向沉淀池中的污水加入絮凝剂，静置沉淀24h，以除去污水中的固体颗粒；
所述微量子磁性吸附剂是以多孔瓷球为载体，在多孔瓷球的外表面和孔隙内负载超顺磁性四氧化三铁颗粒，再包覆改性壳聚糖，最终经过微量子反应恒稳技术处理后制得。
2.根据权利要求1所述的基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法，其特征在于，所述多孔瓷球包括以下重量份的原料：电气石粉末20-40份、硅藻土粉末30-50份、聚乙烯醇1-5份、氧化锆粉末5-10份、氧化钇粉末3-8份、造孔剂10-15份。
3.根据权利要求2所述的基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法，其特征在于，所述改性壳聚糖是由壳聚糖接枝聚甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵后，再经减压等离子体处理制得。
4.根据权利要求3所述的基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法，其特征在于，所述微量子磁性吸附剂的制备方法具体如下：
负载：将氯化铁和四水合氯化亚铁混合溶解于去离子水中，加入经过预处理的多孔瓷球，于温度为0-5℃，压力为-0.085MPa的条件下静置10-15min后，泄压至常压，加入氨水，升温至85-95℃，保温回流反应1-2h，反应完成后，降温至55-60℃，加入油酸钠，震荡反应2-3h后，进行磁分离，再将沉淀分散于45wt％乙醇溶液中，搅拌10min，重复磁分离-分散2-3次，将得到固体真空干燥，得到负载有超顺磁性四氧化三铁颗粒的多孔瓷球；
包覆：将改性壳聚糖溶解于2wt％的冰醋酸溶液中得到改性壳聚糖溶液，然后在液体石蜡中加入司班-80，搅拌混合均匀后，滴加改性壳聚糖溶液并持续搅拌形成乳浊液，再将负载有超顺磁性四氧化三铁颗粒的多孔瓷球分散于所述乳浊液中，加入硅烷偶联剂，于室温下超声搅拌反应12h，反应完成后，加入乙醇溶液破乳，离心，将沉淀用先后石油醚、乙醇、去离子水分别洗涤3次后，真空干燥得到磁性吸附剂；
微量子反应恒稳技术处理：将得到的磁性吸附剂置于微量子反应器中，进行微量子处理，得到微量子磁性吸附剂。
5.根据权利要求4所述的基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法，其特征在于，所述预处理具体为：将多孔瓷球分散于去离子水中，加入六次甲基二胺，搅拌，并于氮气保护下升温至85-90℃，保温反应13-15h后，离心、洗涤，得到经过预处理的多孔瓷球。
6.根据权利要求5所述的基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法，其特征在于，所述多孔瓷球的制备方法如下：将电气石粉末、硅藻土粉末混合后，加入去离子水、分散剂混合均匀后，置于球磨机中，进行球磨15-18h后，得到料浆A，将氧化锆粉末、氧化钇粉末置于球磨机中，采用干法球磨10-12h后，过100目筛，得到物料B，将物料B加入到料浆A中，再加入聚乙烯醇、造孔剂，搅拌混合均匀后通过喷雾干燥，得到多孔瓷球生坯，将多孔瓷球生坯于90-100℃条件下干燥2-3h后，以5℃/min的速度升温至500-600℃煅烧2-3h，再以5℃/min的速度升温至1000-1200℃煅烧6-8h，煅烧完成后随炉冷却至室温后得到多孔瓷球。
7.根据权利要求6所述的基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法，其特征在于，所述多孔瓷球的粒径为150～200μm。
8.根据权利要求7所述的基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法，其特征在于，所述改性壳聚糖具体的制备方法为：将石蜡、去离子水、乳化剂搅拌混合之后，磁力搅拌进行乳化，再加入壳聚糖，搅拌分散之后加入硝酸铈铵，升温至60-70℃，以2-5d/s的速度滴加甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵，滴加完成后，保温反应5h结束反应，自然冷却至室温，加入95wt％乙醇溶液进行破乳后，过滤，洗涤，干燥后得到粗产物，将粗产物用乙二醇-冰醋酸混合溶液回流提取10h，过滤，于50℃下真空干燥，得到聚甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵接枝壳聚糖，将所述聚甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵接枝壳聚糖置于等离子体反应器中，进行减压等离子体处理120s，得到改性壳聚糖。
9.根据权利要求8所述的基于微量子磁性吸附剂的污水处理方法，其特征在于，所述减压等离子体处理采用氮气和氨气的混合气体作为工作气体，功率为90-110W，压力为13-18Pa，处理时间为100-120s。
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