一种用于处理含高氯酸根工业废水的膨润土改性方法技术

本发明专利技术公开了一种用于处理含高氯酸根工业废水的膨润土改性方法，包括以下步骤：取一定量的钙基膨润土溶解后，采用自然沉降或离心法进行提纯，去除悬浮液中的杂质，剩下膨润土浆液待用；向膨润土浆液中加入碳酸钠，升温同时搅拌，保温一段时间后，降温陈化，去除上层悬浮液；向膨润土中加入聚电解质并调节体系浓度，同时搅拌均匀恒温水浴使其充分反应；进行沉淀后，向下层膨润土浆液注水多次，洗涤膨润土表面多余的聚电解质；将清洗过后的膨润土滤出后烘干，研磨成细粉得到改性后的膨润土。本发明专利技术制备的改性膨润土吸附性能好，且原材料价格便宜，易于实现工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种用于处理含高氯酸根工业废水的膨润土改性方法
本专利技术涉及含盐废水处理
，特别涉及一种用于处理含高氯酸根工业废水的膨润土改性方法。
技术介绍
高氯酸根是一种非挥发性物质且动力学稳定性较高，反应速度慢，所以绝大多数的高氯酸盐进入水体中可以迅速扩散到更大水域，进而污染饮用水。目前常用的处理含高氯酸根的废水的方法有活性炭吸附法、植物修复法、化学还原法、离子交换法以及微生物降解法等，活性炭吸附法中使用改性活性炭，成本高且限制其他污染物质的吸收，在进行活性炭的改性时又会造成二次污染；植物修复法虽然成本低，但是吸收效果缓慢，而且吸收后的植物处理也是问题；化学还原法中所需要的化学药品各种各样，对于不同种类的污染物都要单独处理，需要的时间和成本大大上升；离子交换法实际应用中存在许多障碍，其他高浓度阴离子的竞争吸附效应会影响对水中高氯酸盐的吸附；微生物降解法的处理条件苛刻，在复杂自然环境下处理能力并不乐观。所以需要寻找一种能够克服上述问题的含高氯酸根工业废水的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于处理含高氯酸根工业废水的膨润土改性方法，该方法通过钠化扩张膨润土的层间距，提升吸附能力的同时使用了聚电解质来对表面电位为负电性的膨润土原土进行改性处理，增加膨润土的吸附能力，且原料价格便宜，容易实现批量生产。为了实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种用于处理含高氯酸根工业废水的膨润土改性方法，包括以下步骤：(1)预处理：取一定量的钙基膨润土溶解在水中，采用自然沉降法或离心法进行提纯，去除悬浮液中的杂质，剩下膨润土浆液待用；(2)钠化：向步骤(1)中的膨润土浆液加入碳酸钠，升温同时搅拌，保温一段时间后，降温陈化，去除上层悬浮液；(3)改性：向步骤(2)中陈化后的膨润土加入聚电解质并调节体系浓度，同时搅拌均匀恒温水浴使其充分反应；(4)沉淀：将步骤(3)中改性后装有膨润土的反应容器静置，待分层后倒掉上层清液，并将下层悬浊液进行离心，进一步分离水和膨润土；(5)清洗：将步骤(4)中沉淀离心后膨润土浆液进行收集，并向其注水多次，洗涤膨润土表面多余的聚电解质；(6)烘干：将清洗过后的膨润土滤出后烘干，研磨成细粉得到改性后的膨润土。进一步地，在步骤(1)中，膨润土溶解后，将其自然沉降2-4小时后去除悬浮液，或使用水力旋流器进行离心提纯，从而去除膨润土中的泥沙。进一步地，在步骤(2)中，所述碳酸钠的添加量为膨润土的1-5％，所述升温为升至60-75℃，保温温度为70-75℃，保温时间为1-2h，所述陈化时间为2-3h。进一步地，在步骤(3)中，所述聚电解质为聚二烯丙基二甲基氯化铵，聚电解质的添加量为5-15g/L，所述调节浆体浓度是通过加水稀释，所述恒温水浴的温度为60-70℃。进一步地，所述调节浆体浓度为0.5-1.5％，恒温水浴时保持匀速的搅拌速度，恒温水浴4-6h。进一步地，在步骤(4)中，所述静置时间为0.5-1.5h，所述离心的转速为2500rpm，时间为15-25min。进一步地，在步骤(5)中，所述注水是抽出上层清液后，注入清水稀释成两倍搅拌均匀再次静置沉淀0.5-1h，反复3-5次。进一步地，在步骤(6)中，所述烘干是在85-95℃下进行烘干，所述研磨成细粉的目数为100-200目。反应原理：基于膨润土自身的吸附性和表面电位反转后对阴离子的静电引力作用，选取膨润土原土进行改性，并用于含高氯酸根的阴离子废水的吸附。钙基膨润土本身的吸附能力并不强，所以使用碳酸钠对原土通过升温搅拌的方式进行钠化，改变其表面性质，扩张其层间距离，增加膨润土的吸附能力。钠化后，利用聚电解质在搅拌和恒温水浴下反转膨润土的表面电位，使膨润土的表面电位呈正电性，更容易将废水中的阴离子进行吸附处理。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术首先对钙基膨润土进行钠化从而改变膨润土的表面性质和层间结构，提升其吸附能力。之后使用聚电解质将膨润土的表面电位由负电位改性成为正电位，通过正电性吸附废水中的阴离子，增加废水的处理速度和处理效果，避免了废水处理过程中产生新的污染物，环保性能好；(2)本专利技术的方法使用的钙基膨润土和聚二烯丙基二甲基氯化铵的价格低廉，对环境要求较低，且操作简单，吸附效果好，便于在工业生产中使用。附图说明图1是本专利技术实施例2中低中高三种层电荷数的改性土在不同的pH环境下对高氯酸根离子的吸附量绘制成曲线图；图2是本专利技术实施例3中低中高三种层电荷数的改性土在不同的时间下对高氯酸根离子的吸附量绘制成曲线图；图3是本专利技术实施例4中低中高三种层电荷数的改性土在不同的高氯酸根离子浓度下对高氯酸根离子的吸附量绘制成曲线图；图4是本专利技术对比例2中低中高三种层电荷数的膨润原土在不同的pH环境下对高氯酸根离子的吸附量绘制成曲线图；图5是本专利技术对比例3中低中高三种层电荷数的膨润原土在不同的时间下对高氯酸根离子的吸附量绘制成曲线图；图6是本专利技术对比例3中低中高三种层电荷数的膨润原土与改性土在不同的时间下对高氯酸根离子的吸附量的对比绘制成曲线图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，对本专利技术进一步详细说明。然而，需要说明的是，提供这些实施方式只是为了使本专利技术更加透彻和完整，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本专利技术的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本专利技术的这些方面。实施例1改性膨润土的制备过程：(1)称取10g低层电荷数的钙基膨润土，置于容量为1L的玻璃烧杯中，加入超纯水配制成矿浆浓度为1％的悬浮液；并将其放入水浴搅拌锅中，在水浴锅水温为70℃的条件下，电动搅拌15min，待悬浮液分散均匀后，加入3％(相对于膨润土质量这里是0.3g)的分析纯的固体Na2CO3，继续搅拌90分钟。(2)采用以上的钠化方法得到钠化膨润土的悬浮液，陈化2h后，用聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵进行改性，改性剂用量为10g/L。改性工艺条件为：浆体浓度1％，加入聚电解质，恒温水浴70℃下搅拌4h后，将其静置直至分层，抽去上层清液，将下层沉淀物离心，离心得到较浓的膨润土浆液后，用超纯水洗涤浆液多次，洗去膨润土表面多余的聚电解质。(3)将洗涤后的改性膨润土样品放入烘干箱，在90℃下烘干24h后，采用陶瓷研钵将其研磨并过200目筛子，制成水处理材料。对低中高三种层电荷数的膨润土原土以及三种层电荷数的改性膨润土进行表面电位测量，获得的三种层电荷数的膨润土原土和对应改性膨润土的表面电位数据如表1所示。表1膨润土原土与改性膨润土表面电位综合表数据可以发现改性后低层电荷数改性土以及中层电荷数改性土表面电位较高且数值相近，两者拥有相近的吸附阴离子能力，但是由于层间距等因素，在实际测试中，低层电荷数的改性膨润土对废水中的高氯酸根离子的吸附能力更为突出。三种层电荷数的原土的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理含高氯酸根工业废水的膨润土改性方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)预处理：取一定量的钙基膨润土溶解在水中，采用自然沉降法或离心法进行提纯，去除悬浮液中的杂质，剩下膨润土浆液待用；/n(2)钠化：向步骤(1)中的膨润土浆液加入碳酸钠，升温同时搅拌，保温一段时间后，降温陈化，去除上层悬浮液；/n(3)改性：向步骤(2)中陈化后的膨润土加入聚电解质并调节体系浓度，同时搅拌均匀并恒温水浴使其充分反应；/n(4)沉淀：将步骤(3)中改性后装有膨润土的反应容器静置，待分层后倒掉上层清液，并将下层悬浊液进行离心，进一步分离水和膨润土；/n(5)清洗：将步骤(4)中沉淀离心后膨润土浆液进行收集，并向其注水多次，洗涤膨润土表面多余的聚电解质；/n(6)烘干：将步骤(5)中清洗过后的膨润土滤出后烘干，研磨成细粉得到改性后的膨润土。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于处理含高氯酸根工业废水的膨润土改性方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)预处理：取一定量的钙基膨润土溶解在水中，采用自然沉降法或离心法进行提纯，去除悬浮液中的杂质，剩下膨润土浆液待用；
(2)钠化：向步骤(1)中的膨润土浆液加入碳酸钠，升温同时搅拌，保温一段时间后，降温陈化，去除上层悬浮液；
(3)改性：向步骤(2)中陈化后的膨润土加入聚电解质并调节体系浓度，同时搅拌均匀并恒温水浴使其充分反应；
(4)沉淀：将步骤(3)中改性后装有膨润土的反应容器静置，待分层后倒掉上层清液，并将下层悬浊液进行离心，进一步分离水和膨润土；
(5)清洗：将步骤(4)中沉淀离心后膨润土浆液进行收集，并向其注水多次，洗涤膨润土表面多余的聚电解质；
(6)烘干：将步骤(5)中清洗过后的膨润土滤出后烘干，研磨成细粉得到改性后的膨润土。


2.根据权利要求1所述的一种用于处理含高氯酸根工业废水的膨润土改性方法，其特征在于：在步骤(1)中，膨润土溶解后，将其自然沉降2-4小时后去除悬浮液，或使用水力旋流器进行离心提纯，从而去除膨润土中的泥沙。


3.根据权利要求1所述的一种用于处理含高氯酸根工业废水的膨润土改性方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述碳酸钠的添加量为膨润土的1-5％，所述升温为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王桂芳，秦浩钧，白泽惠，李恒军，李柳宜，江鹏程，赵政焜，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45