[发明专利]一种能降低污水中COD的复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种能降低污水中COD的复合材料的制备方法，涉及污水处理技术领域，该复合材料以硅酸钠、黏土和氧化铝为原料，所得四氧化三铁‑活性炭复合微球含有纳米四氧化三铁的磁流体性质，且纳米四氧化三铁充分附着在活性炭和硅铝基复合黏土上，可有效防止纳米四氧化三铁的团聚，提高其稳定性，该材料中还添加了石墨烯改性壳聚糖，充分吸附废水中的有机杂环化合物，并防止杂环化合物解吸，且石墨烯改性壳聚糖均匀的分散在四氧化三铁‑活性炭复合微球的表面，进一步提高了吸附性能，能够有效降低废水COD值；另外，海藻酸钠海藻酸钠的羧基负离子和壳聚糖的氨基可以吸附废水中的有机酸类和碱类杂质，降低COD值。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体说是一种能降低污水中COD的复合材料的制备方法。

背景技术

近年来，随着我国城市化进程的加快和现代工业的快速发展，城市和工业的污水排放量逐年增加，成为制约国民经济又快又好的发展和人民生活质量提高的主要障碍。特别是我国人口众多，人均水资源匮乏，水质的好坏直接影响着我国人民的身体健康。

城市和工业污水成分复杂，其中含有大量的重金属、有机物等污染物，部分地区污水的COD值甚至高达5000~20000mg/L，治理难度大，越来越引起社会的关注。目前的污水处理方法是采用天然或人工合成的材料吸附水中的污染物，可选材料包括沸石、黏土、活性炭、合金材料等，但是这些材料面临着吸附效果单一的问题，净化的水质不达标。也可以将几种材料复配，制备多功能水处理材料，但是对于工业产生的复杂水质，特别是化工废水（其中含有成分复杂的芳香族杂环化合物和有机酸碱），其效果扔不理想，处理后的COD值仍不达标。为此，开发新型的多功能水处理剂，能够有效去除城市和工业废水中的芳香族杂环化合物、有机酸碱，降低废水COD值，是目前废水处理面临的难题之一。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种能降低污水中COD的复合材料的制备方法，能够有效去除城市和工业废水中的芳香族杂环化合物、有机酸碱，降低废水COD值。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种能降低污水中COD的复合材料的制备方法，利用纳米四氧化三铁微球附着在活性炭和硅铝基复合黏土上，添加石墨烯改性壳聚糖和海藻酸钠制备而成；

优选的制备方法，包括以下步骤：

①以重量份计，将2~4份硅酸钠、3~5份黏土和1~3份氧化铝加入到酸溶液中，升温至100~120℃，搅拌反应2~4小时，向反应液中充氮气5~10分钟处理后转移至马弗炉中升温至150~200℃，煅烧20~40分钟，然后升温至400~600℃，煅烧20~40分钟，得硅铝基复合黏土；所述酸溶液为质量浓度为10~15%的甲酸溶液或乙酸溶液；

②取10~15份FeCl₂•4H₂O和8~12份FeCl₃•6H₂O，加入到150~250份水中，搅拌10~30分钟，升温至40~70℃，加入5~20份氨水，反应1~3小时，降温至10~30℃，过滤，滤饼用80~120份去离子水洗涤，洗涤完毕后加入到200~250份去离子水中，向其中加入6~8份活性炭和步骤①所得的硅铝基复合黏土，超声振荡10~20分钟，搅拌10~20分钟，过滤，滤饼用50~70份去离子水洗涤，得四氧化三铁-活性炭复合微球；

③取4~6份壳聚糖和1~3份石墨烯，加入到300~600份水和二甲亚砜的混合溶液中，用乙酸调溶液的pH值至4.5~5.5，升温至30~50℃，搅拌条件下加入0.05~0.5份戊二醛水溶液，搅拌5~15小时，用氢氧化钠水溶液调反应液的pH值至7.5~8.5，搅拌5~15分钟，过滤，滤饼干燥得石墨烯改性壳聚糖；

④取1~3份海藻酸钠，加入到200~400份水中，搅拌溶解，加入步骤②所得的四氧化三铁-活性炭复合微球和步骤③所得的石墨烯改性壳聚糖，搅拌5~15分钟，升温至30~40℃，加入0.2~0.5份氯化钙，搅拌0.5~2小时，过滤，真空干燥得到一种能降低污水中COD的复合材料。