一种用硅藻土制备有机废水改性絮凝剂的方法技术

本发明专利技术公开了一种用硅藻土制备有机废水改性絮凝剂的方法，属于有机物废水处理技术领域。本发明专利技术所述方法以硅藻土为原料，提取SiO2合成五水偏硅酸钠，再制备聚合硅酸铝铁，并利用羧甲基淀粉（CMS）对制备的聚合硅酸铝铁（PAFCSC）絮凝剂进行改性得到改性絮凝剂。本发明专利技术以硅藻土制备絮凝剂符合对自然资源综合利用的要求，而且，目前对絮凝剂的需求在我国乃至整个世界都非常大，铝系和铁系絮凝剂以其良好的处理效果和低成本占据了很大的市场，因此利用硅藻土制备PAFCS絮凝剂有着很大的经济意义和社会意义。

A Method of Preparing Modified Flocculant from Organic Wastewater by Diatomite

The invention discloses a method for preparing modified flocculant of organic wastewater by diatomite, which belongs to the technical field of organic wastewater treatment. The method takes diatomite as raw material, extracts SiO 2 to synthesize sodium metasilicate pentahydrate, then prepares polyaluminium ferric silicate, and uses carboxymethyl starch (CMS) to modify the prepared polyaluminium ferric silicate (PAFCSC) flocculant to obtain modified flocculant. The preparation of flocculant by diatomite meets the requirement of comprehensive utilization of natural resources. Moreover, the demand for flocculant is very great in China and even in the whole world. Aluminum and iron flocculants occupy a large market because of their good treatment effect and low cost. Therefore, the preparation of PAFCS flocculant by diatomite has great economic and social significance.

【技术实现步骤摘要】
一种用硅藻土制备有机废水改性絮凝剂的方法
本专利技术涉及一种用硅藻土制备有机废水改性絮凝剂的方法，属于有机物废水处理

技术介绍
硅藻土是一种硅质岩石，它主要由古代硅藻的遗骸所组成，是一种生物成因的硅质沉积岩。其化学成分以SiO2为主，可用SiO2·nH2O表示，矿物成分为蛋白石及其变种，并且含有少量Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5和有机质。主要分布在中国、美国、日本、丹麦、法国等国，我国硅藻土储量约3.2亿吨，远景储量达20多亿吨，主要集中在华东及东北地区，其中规模较大，储量较多的有吉林临江市，目前已探明储量占亚洲第一位，浙江、云南、山东、四川等省，分布虽广，但优质土仅集中于吉林长白山地区，其他矿床大多数为3~4级土，由于杂质含量高，不能直接深加工利用，。硅藻土在处理有机污水技术是一项物化法污水处理技术，高效的改性硅藻土污水处理剂是该技术的关键，本专利技术直接以硅藻土为原料制备高性能的聚合硅酸铝铁絮凝剂，并采用廉价易得、绿色环保的淀粉对其进行改性处理，提高对有机废水的处理能力，此基础上配合的工艺流程和工艺设施，技术可实现高效、稳定而又廉价地处理有机废水的目的。“保护环境，处理三废污染”是我国乃至世界永恒的话题。废水的污染在我国也是极为严重，国家政策对企业的废水排放也做了诸多限制，然而高额的水处理成本，造成了很多企业偷偷排放污水的现象，给环境带来了巨大的危害。如何更高效、低成本地处理这些废水，如何制造出高效低价的水处理试剂，是缓解废水污染的一个重要课题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术对硅藻土利用的不足，提供一种用硅藻土制备有机废水改性絮凝剂的方法，具体包括以下步骤：一种用硅藻土制备有机废水改性絮凝剂的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）用硅藻土制备聚合硅酸铝铁：从硅藻土中提取SiO2，用提取的SiO2制备水玻璃，水玻璃用蒸馏水稀释后再加入硫酸铝和硫酸铁制成聚合硅酸铝铁；（2）按0.002g/mL~0.020g/mL的比例将改性的羧甲基淀粉（CMS）加入到用硅藻土制备的聚合硅酸铝铁溶液中，然后按0.0005g/mL~0.010g/mL的比例加入引发剂过硫酸钾，在磁力搅拌下充分混合，在微波条件下反应1min~30min，将所得溶液水浴蒸干，充分干燥并研磨成灰黑色粉末状即为CMS-PAFCS改性絮凝剂。本专利技术所述原料硅藻土中二氧化硅含量为70%-96%，氧化铁含量为0.5%-1.5%，氧化铝含量为1%-6%。本专利技术所述改性的羧甲基淀粉的制备方法为：将6g～12g可溶性淀粉加入10mL～20mL的乙醇中，放入恒温加热磁力搅拌水浴锅中充分搅拌并加热至30℃～40℃，然后加入2.5g～3.5g的NaOH固体，继续搅拌40～50min后，依次加入10-15ml溶解有7.0g～7.5g一氯乙酸的异丙醇溶液和2.5g～3.5g的NaOH固体，升高温度至45℃，充分反应100min～120min后，用醋酸溶液中和至中性，过滤并用80%的乙醇溶液洗涤至没有Cl-，将过滤洗涤后的固体物质在55℃～65℃条件下干燥，即可得到所需的改性材料羧甲基淀粉。本专利技术所述微波条件为100W~600W。本专利技术所述方法制备的有机废水改性絮凝剂用于处理有机废水：调节废水pH至中性或碱性，按照0.1g/L～1.6g/L的添加量加入CMS-PAFCS絮凝剂充分搅拌，絮凝沉淀5min～60in，上清液即为处理后的废水。本专利技术所述铝、铁系絮凝剂是在硅酸酸铝、铁分子族网状结构中引入羟基而成的无机高分子絮凝剂，通过架桥、交联和粘附等作用促使废水中微粒进行絮凝，铝、铁离子所带正电荷又能够有效中和水中的负电粒子，降低胶体的Zeta电位，破坏胶团稳定性，使得胶团通过碰撞形成絮凝沉淀，而且形成的沉淀表面积大，有着较强的吸附能力。本专利技术的有益效果：（1）无机-有机复合高分子絮凝剂同时兼具着两者的优势，有着受环境影响小，絮体大，pH适应范围广，价格便宜等优点。（2）通过微波法产生高温对硅藻土进行活化，相较于电炉加热，加热效率得到了提高，且能够节约能源。（3）利用硅藻土来制备改性絮凝剂，可提高硅藻土利用率，而且所制备的絮凝剂对废水有着较好的处理效果，较好地实现了自然资源的转化。具体实施方式下面以具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1一种用硅藻土制备有机废水改性絮凝剂的方法，具体包括以下步骤：（1）用硅藻土制备聚合硅酸铝铁：从硅藻土中提取SiO2，最佳工艺条件为：m硅藻土∶m碳酸钠为1∶1.1、焙烧温度750℃、焙烧时间1.8h，用3.0mol/L的盐酸进行酸浸；溶胶-凝胶水浴温度为94℃时，SiO2的产率为84%左右；用提取的SiO2制备水玻璃，干法和湿法均可；将水玻璃用蒸馏水稀释到SiO2含量为3%，用20%的硫酸酸化调节pH到6进行聚合反应，再加入硫酸铝（Al2（SO4）和硫酸铁（Fe2（SO4）制成聚合硅酸铝铁，再调节pH到2，其中n（Al）∶n（Fe）∶n（Si）=5∶2∶1。（2）CMS的制备：将6g可溶性淀粉与10mL的乙醇加入到250mL的烧杯中，放入恒温加热磁力搅拌水浴锅中充分搅拌并加热至30℃，然后加入2.5gNaOH固体，继续搅拌40min后，依次加入10ml溶解有7.0g一氯乙酸的异丙醇溶液和2.5g的NaOH固体，升高温度至55℃，充分反应100min后，用醋酸溶液中和至中性，过滤并用80%的乙醇溶液洗涤至没有Cl-，将过滤洗涤后的固体物质在60℃条件下干燥，即可得到所需的改性材料CMS。（3）按0.002g/mL的比例将改性羧甲基淀粉（CMS）加入到用硅藻土制备的聚合硅酸铝铁溶液中，制备聚合硅酸铝铁的硅藻土原料特征为：二氧化硅含量范围为70%，氧化铁含量范围为0.5%，氧化铝含量范围为1%；再加入引发剂过硫酸钾0.0005g/L，在磁力搅拌下充分混合，然后将混合液倒入250mL的锥形瓶中，在100W微波条件下接枝60min，将所得溶液水浴蒸干，在恒温干燥箱中充分干燥并研磨成粉末状，即为所得CMS-PAFCS改性絮凝剂。本实施例制备得到的CMS-PAFCS改性絮凝剂用于处理有机废水，下面以阿莫西林废水为例，工艺条件如下：在废水进水浓度为600mg/L左右条件下，调节废水pH至中性或碱性，按照0.1g/L的添加量加入CMS-PAFCS絮凝剂充分搅拌，絮凝沉淀60min，上清液即为处理后的废水；废水COD去除率能够达到68%以上。实施例2一种用硅藻土制备有机废水改性絮凝剂的方法，具体包括以下步骤：（1）用硅藻土制备聚合硅酸铝铁：从硅藻土中提取SiO2，用提取的SiO2制备水玻璃，水玻璃用蒸馏水稀释后再加入硫酸铝和硫酸铁制成聚合硅酸铝铁，具体条件同实施例1。（2）CMS的制备：将9g可溶性淀粉与15mL的乙醇加入到250mL的烧杯中，放入恒温加热磁力搅拌水浴锅中充分搅拌并加热至35℃，然后加入3gNaOH固体，继续搅拌45min后，依次加入12.5ml溶解有7.25g一氯乙酸的异丙醇溶液和3g的NaOH固体，升高温度至60℃，充分反应110min后，用醋酸溶液中和至中性，过滤并用80%的乙醇溶液洗涤至没有Cl-，将过滤洗涤后的固体物质在60℃条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用硅藻土制备有机废水改性絮凝剂的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）用硅藻土制备聚合硅酸铝铁：从硅藻土中提取SiO2，用提取的SiO2制备水玻璃，水玻璃用蒸馏水稀释后再加入硫酸铝和硫酸铁制成聚合硅酸铝铁；（2）按0.002g/ mL~0.020g/ mL的比例将改性的羧甲基淀粉加入到用硅藻土制备的聚合硅酸铝铁溶液中，然后按0.0005g/mL~0.010g/mL的比例加入引发剂过硫酸钾，在磁力搅拌下充分混合，在微波条件下反应1min~30min，将所得溶液水浴蒸干，充分干燥并研磨成灰黑色粉末状即为CMS‑PAFCS改性絮凝剂。

【技术特征摘要】
1.一种用硅藻土制备有机废水改性絮凝剂的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）用硅藻土制备聚合硅酸铝铁：从硅藻土中提取SiO2，用提取的SiO2制备水玻璃，水玻璃用蒸馏水稀释后再加入硫酸铝和硫酸铁制成聚合硅酸铝铁；（2）按0.002g/mL~0.020g/mL的比例将改性的羧甲基淀粉加入到用硅藻土制备的聚合硅酸铝铁溶液中，然后按0.0005g/mL~0.010g/mL的比例加入引发剂过硫酸钾，在磁力搅拌下充分混合，在微波条件下反应1min~30min，将所得溶液水浴蒸干，充分干燥并研磨成灰黑色粉末状即为CMS-PAFCS改性絮凝剂。2.根据权利要求1所述用硅藻土制备有机废水改性絮凝剂的方法，其特征在于：原料硅藻土中二氧化硅含量为70%-96%，氧化铁含量为0.5%-1.5%，氧化铝含量为1%-6%。3.根据权利要求1所述用硅藻土制备有机废水改性絮凝剂的方法，其特征在于：改性的羧甲基淀粉的制备方法为：将6...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯权莉，张评，唐光明，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53