[发明专利]一种利用硅藻土废液合成复合硅藻土混凝剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成复合硅藻土混凝剂的方法。

背景技术

我国的硅藻土的资源丰富，是世界硅藻土储量最多的国家之一。吉林省是我国硅藻土储存量最大的省市之一，占全国的51％，硅藻土高附加值产品的开发及应用已成为吉林省“十二五”科技规划中重点培育的新型战略产业。因此，开发多功能高效复合硅藻土混凝剂，并将其应用于废水的回收与利用具有重要的意义。硅藻土是由硅藻及其它微生物的硅质遗体组成的生物硅质岩。主要成分为SiO₂(约占65％～90％)、Al₂O₃(约占15％～20％)、其余为Fe₂O₃、CaO、MgO及一些有机物。硅藻土中的硅藻可分为直链藻、小环藻、圆筛藻、冠盘藻、羽纹目硅藻，其中小环藻、圆筛藻、冠盘藻的孔体积、孔径和比表面积适中，有空隙率高、比表面大、比重小、耐磨、耐酸、吸附性强等优良特性，被广泛地应用于助滤剂、吸附剂、混凝剂等水处理领域。

我国的硅藻土I，II级占少数，中低品味储藏量较大，绝大多数硅藻土SiO₂的含量在80％以下，Al₂O₃、Fe₂O₃的含量比较多，经过酸浸的硅藻土，会溶出大量的铝盐、铁盐，进一步将这些铁盐、铝盐合成聚合硫酸铝铁混凝剂，将其用于水处理具有重要意义。然而单独合成的聚合硫酸铝铁混凝剂对有机污染物的去除效果比较差，向其中加入用无机试剂或有机试剂改性的硅藻土，可以增加混凝剂的吸附电中和的能力，沉淀物的网布作用，并且能加快絮体的沉降速度，改善矾花的性能，增强混凝能力，有利于对不同性质废水的处理。

目前利用硅藻土废液制备混凝剂的研究较少，陆建刚研究了利用硅藻土废液，制备聚合铝混凝剂，并用于对印染废水的处理。名称为“一种有机聚合物-硅藻土复合混凝剂的制备方法(申请号为200710068211.9；申请日为2007年4月24)”的专利中报道了用聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚丙烯酰胺等有机物与硅藻精土，通过简单复合而制备出混凝剂，并用于对含有机物废水的处理，但是存在PAFS(聚合硫酸铝铁)或PAFC(聚合铝铁)的盐基度小，混凝剂的吸附架桥功能弱的问题。

发明内容

本发明目的是为了解决现有方法制备的硅藻土混凝剂存在的PAFS或PAFC的盐基度小，混凝剂的吸附架桥功能弱的问题，而提供一种利用硅藻土废液合成复合硅藻土混凝剂的方法。

利用硅藻土废液合成复合硅藻土混凝剂的方法，按以下步骤实现：

一、硅藻精土的制备：用硫酸溶液或盐酸溶液浸渍低品位硅藻土，并在功率50～250w的条件下超声3～10h，抽滤，得到含Al₂(SO₄)₃和Fe₂(SO₄)₃或者AlCl₃和FeCl₃的废液，以及浸渍后的硅藻土，然后用去离子水将浸渍后的硅藻土洗涤至中性，105℃下干燥4～5h，研磨过60～200目筛，得到硅藻精土；

二、硅藻精土的改性：将步骤一所得硅藻精土加入到有机试剂或无机试剂中进行改性，抽滤后105℃下干燥，得到改性的硅藻精土；

三、复合硅藻土混凝剂的合成：将含Al₂(SO₄)₃和Fe₂(SO₄)₃或者AlCl₃和FeCl₃的废液，加入CaO调节pH值为1～7，在20～90℃下反应30～120min，过滤，得到半合成的PAFS(聚合硫酸铝铁)溶液或者PAFC(聚合铝铁)溶液，然后加入改性的硅藻精土，在20～90℃下合成10～50min，然后在30～80℃下熟化3～10h，即完成利用硅藻土废液合成复合硅藻土混凝剂；

其中步骤一中硫酸溶液的体积浓度为10～60％，盐酸溶液的体积浓度为5～40％；

步骤二中有机试剂为聚丙烯酰胺(PAM)、十二烷基磺酸钠或十二烷基硫酸钠；

步骤二中无机试剂为ZnSO₄、MgCl₂、FeSO₄·7H₂O或Al₂(SO₄)₃；