地下水处理方法

本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种地下水处理方法。

背景技术：

1、伴随着生活水平的提高，居民饮水安全意识也得到了提升。伴随着饮用水硝酸盐去除技术的发展。对于硝酸盐态氮，现有的大规模应用的处理方式主要有两类：一类是采用微生物反硝化，但反硝化细菌往往需要一定的温度条件，在一些四季温差较大的区域难以适用；并且反硝化一般需要厌氧控制，成本高；此外，反硝化往往会造成二次污染，如会产生甲醇，又如需要投放一些有机物。另一类是反渗透法，但其设备要求高，成本高，对于一些现有的水厂而言往往难以采用。

2、另一方面，传统的水厂在水处理的过程中会添加一些铝盐或聚合铝盐等混凝剂提高处理效果，该过程会产生大量含有铝盐的铝污泥沉淀物，即为铝污泥。铝污泥不再能直接排放，且土地填埋的成本较高，因此对其进行资源化利用已经备受关注。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种水处理方法，其同时实现对磷酸盐、氟化物、氨氮、硝态氮的去除，且处理条件温和，维护成本低。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种地下水处理方法，其包括依次采用改性陶粒和改性沸石进行过滤的步骤；

3、其中，所述改性陶粒的制备方法为：

4、（1）将铝污泥 20-40份，高岭土 10-20份，造纸白泥 30-50份，陶瓷抛光渣 5-15份混合均匀，得到混合物；其中，铝污泥、高岭土、造纸白泥、陶瓷抛光渣的总用量为100份；

5、（2）将所述混合物成型，得到球形坯体；

6、（3）将所述球形坯体在950-1050℃烧成，得到陶粒基体；

7、（4）将陶粒基体浸入含锆溶液中，并将含锆溶液中的溶质干燥去除，即得到用于地下水处理的陶粒成品；

8、所述改性沸石的制备方法为：

9、（i）将纳米氧化锆、沸石分子筛分散至水中，得到混悬液；

10、（ii）将混悬液与海藻酸钠溶液混合均匀，并滴入fecl3溶液，交联固化预设时间，干燥，即得。

11、作为上述技术方案的改进，采用改性陶粒过滤时，过滤温度为12-35℃；

12、采用改性沸石过滤时，过滤温度为8-35℃。

13、作为上述技术方案的改进，步骤（i）中，先将纳米zro2置于水中超声分散，随后加入沸石分子筛并再次超声分散，即得到混悬液，其中，纳米zro2和沸石分子筛的重量比为1：（5-10）；

14、所述混悬液中，沸石分子筛的浓度为5-10wt%。

15、作为上述技术方案的改进，步骤（ii）中，海藻酸钠溶液的浓度为1-5wt%，沸石分子筛与海藻酸钠的重量比为（3-5）：1，所述fecl3溶液的浓度为2-4wt%；

16、作为上述技术方案的改进，步骤（ii）中，fecl3溶液的滴入速度为30-40滴/min；

17、所述交联固化包括在30-60℃下交联固化12-36h。

18、作为上述技术方案的改进，步骤（i）中，先将沸石分子筛采用浓度为4-6wt%的盐酸浸泡5-20h，并清洗至ph恒定。

19、作为上述技术方案的改进，所述含锆溶液为zrocl2水溶液，其浓度为15-30wt%。

20、作为上述技术方案的改进，所述铝污泥中fe2o3的含量≥10wt%，cao的含量≤12wt%，al2o3的含量≥35wt%；

21、所述造纸白泥在600℃、氧化性气氛灼烧至恒重后，质量损失率≥30wt%；

22、所述造纸白泥在950℃、氧化性气氛灼烧至恒重后，其质量损失率≥70wt%。

23、所述陶瓷抛光渣中cao的含量≤1.5wt%，sio2的含量≥63wt%，al2o3的含量≥20wt%。

24、作为上述技术方案的改进，所述铝污泥中fe2o3的含量为12-20wt%，cao的含量为3-8wt%，al2o3的含量为38-48wt%；

25、所述造纸白泥在600℃、氧化性气氛灼烧至恒重后，质量损失率为35-45wt%；在950℃、氧化性气氛灼烧至恒重后，质量损失率为75-85wt%；

26、所述陶瓷抛光渣cao的含量为0.3-1.2wt%，sio2的含量为64-70wt%，al2o3的含量20.5-23wt%。

27、作为上述技术方案的改进，步骤（3）中，烧成曲线为：

28、从室温到350℃，升温速率为15-20℃/min；

29、在350℃保温5-10min；

30、从350℃到850℃，升温速率为8-12℃/min；

31、从850℃到烧成温度，升温速率为5-20℃/min；

32、在烧成温度保温10-15min。

33、实施本发明，具有如下有益效果：

34、1. 本发明的地下水的处理方法，依次采用改性陶粒、改性沸石进行过滤处理。其中，改性陶粒为采用铝污泥、高岭土、造纸白泥、陶瓷抛光渣制备得到的陶粒基体负载锆而得，这种改性陶粒能在较低温度下大量的去除磷酸盐、氨氮和氟化物，同时部分去除硝态氮。而进一步以负载纳米zro2的改性沸石进行过滤，大幅提升了硝态氮的去除效率，具体的，硝态氮的去除效率可达到88%以上。此外，本发明的处理方法简单，维护成本低，可在低温下运行，适合四季温差大的区域，也适合旧水厂改造，无需添加大量高价设备。

35、2. 本发明的改性沸石，在沸石分子筛负载纳米zro2后，还采用海藻酸钠、fecl3进行交联固化，形成了核壳结构，对负载纳米zro2的沸石分子筛进行了有效的包埋，解决了纳米颗粒在实际应用中的分散、不稳定的问题，也提高了复合微球的机械强度和稳定性。此外，通过fecl3溶液进行交联，一方面fecl3溶液中的fe3+与沸石分子筛中的al3+进行了离子交换反应，形成了更为牢靠的si-o-fe键，与沸石结合后的fe3+作为一种活性金属离子，其表面基团能够以氢键的形式吸附no3-；另一方面，由于fecl3溶液中富含大量的h+，在固化过程中纳米zro2能够显示出brönsted碱的特性，能够与氢离子结合，从而让生成物表面带有的氢键，有利于吸附过程中与硝态氮结合。

36、3. 本发明的改性陶粒，其陶粒基体以特定化学成分的铝污泥、高岭土、造纸白泥、陶瓷抛光渣制成，并联合特定的烧成曲线，可有效地控制其显气孔率，孔径均匀度，实现对锆的良好负载，提升水处理效果。同时，也更多地保留了原料中活性al、fe，进而增强了对磷酸盐、氟化物的处理效果。

37、4. 本发明的改性陶粒、改性沸石呈微球形态，易于分离回收，降低了水处理成本。

技术特征：

1.一种地下水处理方法，其特征在于，包括依次采用改性陶粒和改性沸石进行过滤的步骤；

2.如权利要求1所述的地下水处理方法，其特征在于，采用改性陶粒过滤时，过滤温度为12-35℃；

3.如权利要求1所述的地下水处理方法，其特征在于，步骤（i）中，先将纳米zro2置于水中超声分散，随后加入沸石分子筛并再次超声分散，即得到混悬液，其中，纳米zro2和沸石分子筛的重量比为1：（5-10）；

4.如权利要求1所述的地下水处理方法，其特征在于，步骤（ii）中，海藻酸钠溶液的浓度为1-5wt%，沸石分子筛与海藻酸钠的重量比为（3-5）：1，所述fecl3溶液的浓度为2-4wt%。

5.如权利要求1所述的地下水处理方法，其特征在于，步骤（ii）中，fecl3溶液的滴入速度为30-40滴/min；

6.如权利要求1-5任一项所述的地下水处理方法，其特征在于，步骤（i）中，先将沸石分子筛采用浓度为4-6wt%的盐酸浸泡5-20h，并清洗至ph恒定。

7.如权利要求1所述的地下水处理方法，其特征在于，所述含锆溶液为zrocl2水溶液，其浓度为15-30wt%。

8.如权利要求1所述的地下水处理方法，其特征在于，所述铝污泥中fe2o3的含量≥10wt%，cao的含量≤12wt%，al2o3的含量≥35wt%；

9.如权利要求1或8所述的地下水处理方法，其特征在于，所述铝污泥中fe2o3的含量为12-20wt%，cao的含量为3-8wt%，al2o3的含量为38-48wt%；

10.如权利要求1所述的地下水处理方法，其特征在于，步骤（3）中，烧成曲线为：

技术总结
本发明公开了一种地下水处理方法，涉及水处理领域。具体包括依次采用改性陶粒和改性沸石进行过滤的步骤；其中，改性陶粒的制备方法为：将铝污泥20‑40份，高岭土10‑20份，造纸白泥30‑50份，陶瓷抛光渣5‑15份混合均匀，成型，在950‑1050℃烧成，然后浸入含锆溶液改性，即得；改性沸石的制备方法为：将纳米氧化锆负载至沸石分子筛，然后与海藻酸钠溶液混合，滴入FeCl<subgt;3</subgt;溶液，交联固化预设时间，干燥，即得。实施本发明，可在较低温度下同时实现对硝态氮、氨氮、磷酸盐、氟化物的去除，降低了处理成本。

技术研发人员：郜玉楠,黄铿霖,陈忻,徐颂,江学顶,罗英杰,时宛柱,林婧
受保护的技术使用者：佛山科学技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13