[发明专利]一种甲基对硫磷吸附材料制备方法及其用途

说明书

本发明涉及给水处理领域，具体涉及一种饮用水源中甲基对硫磷吸附去除材料的制备方法及其应用。提供一种甲基对硫磷吸附材料，包括用乙二胺四乙酸和十六烷基三甲基溴化铵同时进行改性的铁锰氧化物；所述改性的铁锰氧化物披覆于滤料表面，以过滤形式去除甲基对硫磷，以过滤形式去除甲基对硫磷，解决了直接投加于水中造成产泥量增加的问题，具有去除效率高、造价低廉等优点。

技术领域

本发明涉及给水处理领域，具体涉及一种饮用水源中甲基对硫磷吸附去除材料的制备方法及其应用。

背景技术

随着社会经济的高速发展，保障饮水安全成为重要的研究课题。作为含磷农药，甲基对硫磷在农业发展过程中大量使用，导致某些饮用水源中甲基对硫磷含量超标。对于此类水源，对甲基对硫磷的去除成为净水工艺核心。目前，去除甲基对硫磷的技术主要包括，生物降解、强化混凝、吸附分离。

生物降解甲基对硫磷无需化学药剂，节省药耗，但甲基对硫磷作为生物难降解污染物，其降解功能菌需要经历一段驯化成熟期；而在该成熟期内，甲基对硫磷无法有效去除，水质难以保障。基于传统“混凝-沉淀-过滤-消毒”净水工艺，通过投加过量混凝剂对混凝阶段加以强化，可以去除该污染物，但该方法不但使药耗增加，还产生大量的化学污泥，增加后续处理负担，实为耗能的一种处理技术。吸附是一种高效甲基对硫磷分离技术，在过滤阶段，在活性炭为过滤介质，利用活性炭的吸附性能，可以实现对甲基对硫磷吸附去除，并且不妨碍滤池的过滤功能。显然，基于现有传统工艺，以具有吸附能力的材料作为滤池过滤介质，是一种可行的方法，不但减少了化学污泥的产生，而且无需经历生物驯化阶段，能保障水质。然而，活性炭价格昂贵、造价成本高，是该吸附技术的弊端。

鉴于此，研发新型廉价的吸附材料是解决造价成本高的重要手段。目前，研究发现，众多新吸附材料中，铁锰基氧化物具有良好的吸附能力。一方面，铁锰基氧化物富含官能团，吸附容量大，能以化学配位络合、氢键作用吸附污染物；另一方面，铁锰基氧化物制备材料来源广泛、廉价易得，解决了活性炭价格昂贵的弊端。但铁锰氧化物对疏水性物质甲基对硫磷的去除能力有限。

发明内容

本发明解决的技术问题是基于现有传统工艺，以具有吸附能力的材料作为滤池过滤介质，是一种可行的方法，但活性炭价格昂贵、造价成本高，是该吸附技术的弊端，而传统的铁锰氧化物对疏水性物质甲基对硫磷的去除能力又有限，甲基对硫磷吸附效果与造价成本不能兼顾。

为解决上述问题，本发明通过合成高效改性铁锰基吸附材料，具有去除效率高、造价低廉等优点，解决了甲基对硫磷吸附效果与造价成本不能兼顾的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种甲基对硫磷吸附材料，包括用乙二胺四乙酸和十六烷基三甲基溴化铵同时进行改性的铁锰氧化物；所述改性的铁锰氧化物披覆于滤料表面，以过滤形式去除甲基对硫磷，以过滤形式去除甲基对硫磷，解决了直接投加于水中造成产泥量增加的问题，具有去除效率高、造价低廉等优点。

一种制备上述甲基对硫磷吸附材料的制备方法，包括制备铁氧化物、制备锰氧化物、混合改性；其中混合改性步骤为将铁氧化物和锰氧化物混合并添加乙二胺四乙酸和十六烷基三甲基溴化铵改性。具体包括以下步骤：

(1)准确称量6.50g FeSO₄·7H₂O，并溶于500mL去离子水，配置成溶液。采用蠕动泵将60mL浓度为0.6mol/L的NaOH连续加入上述溶液，同时采用搅拌机不断搅拌，控制蠕动泵加入流速为2mL/min，搅拌机转速80rpm；继续采用蠕动泵加入50mL浓度为0.1mol/L的过氧化氢溶液，控制蠕动泵加入流速为1.5mL/min，搅拌转速不变。上述过程完成后，继续搅拌1h(拌机转速180rpm)后再静置0.5h，倒弃上清液400mL，得到铁氧化物的泥水混合物。

(2)将得到的铁氧化物的泥水混合物，在25℃、转速6000r/min条件下，采用离心机离心5min，弃上清液后得到铁氧化物沉淀物。继续将该沉淀物在110℃条件下，干燥1h，并研磨得到粉末状铁氧化物。