公布日：2024.03.15
申请日：2023.12.26
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F1/58(2023.01)I;C02F103/10(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明提供了一种用于含锑污水处理的复合型填料及其制备方法，属于污水处理技术领域，本发明提供的复合型填料由多种矿物原料加工制作，本发明通过对填料进行提纯、改性、复配来改变填料结构，并通过合理配置填料的装填方式制备复合型填料，显著增大了填料的比表面积和对废水中锑的吸附能力，使其在同等条件下，在锑浓度较高的废水中去除效果显著优于常规单一填料形式，具有适应性好、操作简便、成本低的优点。
权利要求书
1.一种用于含锑污水处理的复合型填料，其特征在于，包括依次复合压制的缓冲单元、反应吸附单元和深度吸附单元；所述缓冲单元，按体积比计，包括40％-50％改性海泡石、15％-20％改性铝渣和30％-40％水合氧化铁；所述反应吸附单元，按体积比计，包括16％-30％改性活性炭和70％-84％活性氧化铝；所述深度吸附单元，按体积比计，包括40％-52％磷酸钙、20％-35％纳米锰钛氧化物和25％-40％改性硅藻土；所述缓冲单元、反应吸附单元和深度吸附单元的体积比为2:1:1；所述复合型填料结构为长方体结构；所述长方体结构设置有贯通两侧过水断面的通孔；所述通孔的孔径为5mm-8mm，孔与孔圆心距离为7mm-10mm；所述过水断面的开孔率为60％-86％；所述改性海泡石由以下方法制备得到：将海泡石和氯化铁混合后依次静置和干燥，得到改性海泡石；所述改性铝渣是由铝渣和氢氧化钠溶液混合改性后得到；所述改性活性炭是由活性炭经强氧化剂氧化处理后得到；所述改性活性炭目数≤200目，活性氧化铝目数≤400目；所述改性硅藻土的制备步骤包括：将硅藻土依次浸泡在碱液和酸溶液中进行第一改性，得到酸碱改性硅藻土；将酸碱改性硅藻土与尿素、乙二胺四乙酸混合进行第二改性，得到改性硅藻土。
2.一种如权利要求1所述复合型填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将所述体积比的改性铝渣、改性海泡石和水合氧化铁依次进行混合搅拌、反应、压制，得到缓冲单元；2)将所述体积比的改性活性炭和活性氧化铝分别研磨、过筛后混合、压制，得到反应吸附单元；3)将所述体积比的改性硅藻土、磷酸钙和纳米锰钛氧化物依次混合搅拌、反应、压制，得到深度吸附单元；4)将压制成型的所述缓冲单元、反应吸附单元、深度吸附单元依次叠合、压制后，得到用于含锑污水处理的复合型填料；所述复合型填料结构为长方体结构；所述长方体结构设置有贯通两侧过水断面的通孔；所述通孔的孔径为5mm-8mm，孔与孔圆心距离为7mm-10mm；所述过水断面的开孔率为60％-86％；所述改性海泡石由以下方法制备得到：将海泡石和氯化铁混合后依次静置和干燥，得到改性海泡石；所述改性铝渣是由铝渣和氢氧化钠溶液混合改性后得到；所述改性活性炭是由活性炭经强氧化剂氧化处理后得到；所述改性活性炭目数≤200目，活性氧化铝目数≤400目；所述改性硅藻土的制备步骤包括：将硅藻土依次浸泡在碱液和酸溶液中进行第一改性，得到酸碱改性硅藻土；将酸碱改性硅藻土与尿素、乙二胺四乙酸混合进行第二改性，得到改性硅藻土。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明提供了一种用于含锑污水处理的复合型填料及其制备方法，本发明通过对含锑污水处理复合型填料的改进和复配、优化了填料的成分及配比，并改进了填料的形式，提升了复合型填料的水力条件，使其在相同条件下对污水中锑的去除效率显著增强，且具有适应性好、操作简便、成本低的优点。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种用于含锑污水处理的复合型填料，包括依次复合压制的缓冲单元、反应吸附单元和深度吸附单元；
所述缓冲单元，按体积比计，包括40％-50％改性海泡石、15％-20％铝渣和30％-40％水合氧化铁；所述反应吸附单元，按体积比计，包括16％-30％活性炭和70％-84％活性氧化铝；所述深度吸附单元，按体积比计，包括40％-52％磷酸钙、20％-35％纳米锰钛氧化物和25％-40％改性硅藻土。
优选地，所述缓冲单元、反应吸附单元和深度吸附单元的体积比为2:1:1。
优选地，所述复合型填料结构为长方体结构；所述长方体结构设置有贯通两侧的过水断面的通孔。
优选地，所述通孔为多孔蜂窝状结构。
优选地，所述过水断面的开孔率为60％-86％。
优选地，所述改性海泡石由以下方法制备得到：
将海泡石和氯化铁混合后依次静置和干燥，得到改性海泡石。
优选地，所述改性铝渣是由铝渣和氢氧化钠溶液混合改性后得到。
优选地，所述改性活性炭是由活性炭经强氧化剂氧化处理后得到。
优选地，所述改性活性炭目数≤200目，活性氧化铝目数≤400目。
优选地，所述改性硅藻土的制备步骤包括：
将硅藻依次浸泡在碱液和酸溶液中进行第一改性，得到酸碱改性硅藻土；
将酸碱改性硅藻土与尿素、乙二胺四乙酸混合进行第二改性，得到改性硅藻土。
本发明还提供了上述技术方案所述用于含锑污水处理的复合型填料的制备方法，包括以下步骤：
1)将所述体积比的改性铝渣、改性海泡石和水合氧化铁依次进行混合搅拌、反应、压制，得到缓冲单元。
2)将所述体积比的改性活性炭和活性氧化铝分别研磨、过筛后混合、压制，得到反应吸附单元。
3)将所述体积比的改性硅藻土、磷酸钙和纳米锰钛氧化物依次混合搅拌、反应、压制，得到深度吸附单元。
4)将压制成型的所述缓冲单元、反应吸附单元、深度吸附单元依次叠合、压制后，得到用于含锑污水处理的复合型填料。
本发明采用强氧化剂对活性炭表面进行氧化处理的目的为增加其表面含氧气官能团，提高表面极性，增加阳离子吸附容量。
本发明的有益效果为：
本发明提供的复合型填料由多种矿物原料加工制作，并通过对填料进行提纯、改性、复配的方式来改变填料的结构，显著的增大了填料的比表面积和吸附能力，增强了填料对废水中锑的吸附能力，使其在同等条件下，在锑浓度较高的废水中拥有优异的去除效果，优于常规单一填料形式。
本发明提供的技术方案中水流的通过阻力相比较低，能维持相对稳定的水力条件，克服污堵所带来的堵塞问题；同时，本发明提供的复合填料拥有良好的水力流道条件，能够有效减少沉积物的堆积。
本发明的技术方案对锑的去除效率高、适应性强，且对于废水pH拥有较为广泛的选择区间，同时本发明提供的技术方案装填及更换方便，有效降低了人工的工作量。
（发明人：董杰;李娜;张凤英;肖伟;郭小伟;刘少杰;马德云;贺铝）