羟基氧化铁改性滤料的制备方法及应用技术

羟基氧化铁改性滤料的制备方法及应用，它涉及一种改性滤料的制备方法及应用。本发明专利技术解决了目前采用的改性滤料在载体上的吸附强度低、吸附层容易脱落及滤料的使用寿命短的问题。羟基氧化铁改性滤料制备方法为：一、将载体用酸浸泡，再用氯化铁溶液浸泡；二、冲洗；三、干燥；即得到羟基氧化铁改性滤料。本发明专利技术的羟基氧化铁改性滤料用于净水。本发明专利技术制备的羟基氧化铁改性滤料比表面积大，吸附强度高，对人体无毒害，羟基氧化铁与载体的结合较牢固，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种改性滤料的制备方法及应用。技术背景过滤工艺是水处理中的关键工艺，是饮用水处理中不可缺少的一个环节， 它直接关系到了出厂水的水质问题，是给水处理工艺的重要屏障，它的主要作 用是去除沉后水中剩余浊度、微小絮体和微生物、藻类、有机物以及地下水铁 锰等。在污水处理方面，它除了去除水中的浊度外，还用于去除重金属离子等。 目前，由于人们对水质的要求不断提高，现有的工艺己不能满足人们的需求， 新建水厂多采用深度处理或强化处理工艺以提高饮用水水质。但是深度处理的 缺点在于， 一次性投资及运行成本均较高，并且需要有一定的场地，非常不利 于水厂的改造。所以，在原有的工艺基础上进行强化处理得到了人们日益的关 注。强化工艺主要包括预氧化强化混凝、滤前强化过滤以及改性滤料强化过滤 等。改性滤料强化过滤一次性投资较小，不需另外投加药剂，运行成本低，不 需要另设构筑物，并且改造起来比较方便可行，所以改性滤料强化过滤是目前 常用的强化工艺。虽然改性滤料的过滤效果较好，但是目前采用的改性滤料存在吸附强度 低、吸附层容易脱落及滤料的使用寿命短的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决目前采用的改性滤料在载体上的吸附强度低、吸 附层容易脱落及滤料的使用寿命短的问题，而提供的一种改性滤料的制备方法 及应用。本专利技术的羟基氧化铁改性滤料按以下步骤进行制备 一、将载体洗净后用pH值为1~2的酸浸泡24~48小时后用水冲洗10-15次，然后用浓度为 0.01mol/L 1.0mol/L的氯化铁溶液浸泡1天，再加热至35 70°C，并保温4 8 天；二、用水反复冲洗固相物，直至冲洗液pH值为5.4 7.5;三、将固相物放入80 14(TC干燥箱中干燥2~24小时；即得到羟基氧化铁改性滤料。 本专利技术的羟基氧化铁用于净水。本专利技术改性滤料上的羟基氧化铁是p-羟基氧化铁，与a-羟基氧化铁的空间 结构不同，a-羟基氧化铁在水处理中只具有催化氧化功能，而(3-羟基氧化铁还具有吸附功能。本专利技术中的羟基氧化铁是在水解过程中生成的，所以它的粒径 小，属于纳米级，比表面积大，正电荷含量高，负载量大，与载体结合的强度 高，不容易脱落，并且氯参与配位，使得它对水体中的有机物、重金属以及磷 等都具有很好的吸附去除能力，所以对水中的颗粒物、有机物、重金属、藻类 以及细菌等都具有很好的去除效果，提高了出水水质，所以，此种改性滤料不 但可以用于一般的饮用水处理，还适用于水中某些物质如有机物、重金属、藻 类等超标的饮用水或特殊的污水处理中。当进水浊度为2.6NTU时，单独使用 石英砂单层滤料的出水浊度为0.95NTU，而用本专利技术的改性滤料出水的NTU 不大于0.69。此外使用本专利技术改性滤料可以增加滤速，这样可以大幅减小滤池 的面积与体积，不但减少了占地面积，而且降低了工程造价。与以往的改性滤料比较，在高藻期时，通常采用投加氧化剂的方法来提高 工艺对藻类的去除，使得水中藻毒素的含量大幅度提高，影响了出水水质及饮 用水安全。而本专利技术所制备的改性滤料与藻类主要是物理吸附，所以，在去除 藻类的同时，不产生藻毒素，并可以大幅度降低运行成本。另外，(3-羟基氧化 铁还具有催化氧化作用，可以使一些藻类灭活，防止藻类穿透滤池，由于它的 比表面积大使得它对较小的藻类也有较好的去除效果。P-羟基氧化铁的催化作 用还防止了滤料层中细菌的繁殖，降低了氯的投加量。由于P-羟基氧化铁的溶度积很小，所以出水色度低；铁在自然界存在比较 多，价格便宜，改性滤料的成本低，对人体无毒害作用。卩-羟基氧化铁与载体 的结合较牢固，使用寿命长，是其它改性滤料寿命的3 5倍。将本专利技术制得的改性滤料放入锥形瓶中，加入蒸馏水，盖上瓶塞，放入摇 床以120r/min的转速连续震荡15天(相当于改性滤料反冲洗六年的摩擦强 度)，取出后的改性滤料羟基氧化铁只脱落了40% 45%，说明本专利技术的羟基氧 化铁与载体结合牢固，耐冲击。当改性滤料运行一定周期后，可以在反冲洗水中加入一定量的氧化剂，以恢复改性滤料的过滤效果。这种改性滤料可以循环使用。而且以往的改性滤料 单独使用时只是针对于一种水质，当水质复杂时，就不能保证出水水质。本专利技术的改性滤料单独使用时进水为3NTU的水，出水浊度最低可以降至0.5NTU， 比其它滤料单独使用水的NTU降低了 40% 50%。具体实施方式具体实施方式一本实施方式的羟基氧化铁改性滤料按以下步骤进行制 备一、将载体洗净后用pH值为1 2的酸浸泡24~48小时后用水冲洗10 15 次，然后用浓度为O.01mol/L~1.0mol/L的氯化铁溶液浸泡1天，再加热至 35 70°C，并保温4~8天；二、用水反复冲洗固相物，直至冲洗液pH值为5.4 7.5; 三、将固相物放入80 140。C干燥箱中干燥2 24小时；即得到羟基氧化铁改性 滤料。具体实施方式二本实施方式与具体实施方式一的不同点是步骤一中的 载体为活性炭、石英砂、沸石、陶粒、分子筛、硅胶、活性氧化铝中的一种或 几种。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。本实施方式的载体为两种或两种以上物质组成时按任意比例混合。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一的不同点是步骤一中载体洗净后用pH值为1.2~1.8的酸浸泡30~42小时后用水冲洗11 14次。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一的不同点是步骤一中载体洗净后用pH值为1.5的酸浸泡36小时用水冲洗13次。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一的不同点是步骤一中用浓度为0.1mol/L 0.8mol/L的氯化铁溶液浸泡。其它步骤及参数与具体实施方 式一相同。具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一的不同点是步骤二中用浓度为0.3mOl/L 0.6mol/L的氯化铁溶液浸泡。其它步骤及参数与具体实施方 式一相同。具体实施方式七本实施方式与具体实施方式一的不同点是步骤一中用浓度为0.5mol/L的氯化铁溶液浸泡6天。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式八本实施方式与具体实施方式一的不同点是步骤三中将固相物放入90 130。C干燥箱中干燥6 20小时。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式九本实施方式与具体实施方式一的不同点是步骤三中将固相物放入100 12(TC干燥箱中干燥10 16小时。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式十本实施方式与具体实施方式一的不同点是步骤三中将固相物放入ll(TC干燥箱中干燥13小时。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。使用本实施方式的羟基氧化铁改性滤料处理NTU为2.5的污水，水的NTU 降低至0.3。说明本实施方式的改性滤料净水效果好。具体实施方式十一本实施方式与具体实施方式一的不同点是步骤一中对氯化铁溶液加热方法为用水浴或空气浴加热。其它步骤及参数与具体实施方 式一相同。具体实施方式十二本实施方式与具体实施方式一的不同点是步骤二中用水冲洗至冲洗液的pH值为6.5。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式十三本实施方式与具体实施方式一的不同点是步骤二中加热至45 6(TC，并保温5 7天。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
羟基氧化铁改性滤料的制备方法，其特征在于羟基氧化铁改性滤料按以下步骤进行制备：一、将载体洗净后用ｐＨ值为１～２的酸浸泡２４～４８小时后用水冲洗１０～１５次，然后用浓度为０．０１ｍｏｌ／Ｌ～１．０ｍｏｌ／Ｌ的氯化铁溶液浸泡１天，再加热至３５～７０℃，并保温４～８天；二、用水反复冲洗固相物，直至冲洗液ｐＨ值为５．４～７．５；三、将固相物放入８０～１４０℃干燥箱中干燥２～２４小时；即得到羟基氧化铁改性滤料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马军，王群，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]