技术摘要：
本发明涉及污水处理技术领域，具体公开了一种改性硅藻土‑纳米氢氧化钙复合污水处理药剂，按重量份计，所述复合污水处理药剂组分包括：改性硅藻土30~50份、纳米氢氧化钙5~12份、絮凝剂2~4份；所述改性硅藻土的制备方法，包括：将硅藻土中加入盐酸溶液超声处理，然后在4 全部
背景技术：
工业污水，指工艺生产过程中排出的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产 用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物，是造成环境污染，特别是水污染的 重要原因。 目前污水处理的方法主要有，物理处理法，是通过物理作用分离和去除废水中不 溶解的呈悬浮状态的污染物，如筛滤截留、离心分离等；化学处理法，通过化学反应来分离 水中呈溶解、胶体状态的污染物，如混凝法、氧化还原法等；生物法，利用微生物的代谢作用 分解水中污染物；物理化学法等。其中吸附法是属于物理化学法中的一种，吸附法具有操作 简单、吸附剂廉价易得、去除效果优、不产生二次污染等优点，被广泛应用于污水的处理中， 其中应用广泛的吸附材料有活性炭、氧化铝、沸石等，其中活性炭具有吸附能力强的特点， 但是活性炭处理成本较高，且再生耗能大、效率低，从而限制了其应用；粉煤灰、粘土、沸石 等对重金属的吸附容量小，吸附速率慢，去除效率较低，出水无法达到相应的国家标准，因 而应用范围有限。硅藻土具有面积大、较好的吸附性、化学稳定性高等优点，且资源丰富，价 廉物美，因此硅藻土在污水处理方面具有极大的应用前景。但是硅藻土原矿杂质较多，这些 杂质一部分包裹在硅藻土壳的外表面，另一部分则隐藏在硅藻土骨架之中，堵塞了硅藻土 微孔，降低了硅藻土比表面积，占据了硅藻土吸附点位，阻碍了溶液中的离子进入硅藻土骨 架，同时硅藻土还存在较为明显的理化构造缺陷，这些因素极大地限制了硅藻土吸附性能 的发挥。对硅藻土进行改性，开发新型复合污水处理药剂，对污水污染处理与修复意义重 大。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种改性硅藻土-纳米氢氧化钙复合污水处理药剂，以改 性硅藻土为基础，复合纳米氢氧化钙和絮凝剂，用于高效净化污水。 为实现上述目的，本发明提供了一种改性硅藻土-纳米氢氧化钙复合污水处理药 剂，按重量份计，所述复合污水处理药剂组分包括：改性硅藻土30～50份、纳米氢氧化钙5～ 12份、絮凝剂2～4份； 所述改性硅藻土的制备方法，包括以下步骤： (1)在100～150目硅藻土中加入盐酸溶液，超声处理1～2h，过滤洗涤至中性，烘 干，在400～700℃下煅烧2～4h，得到活化硅藻土； (2)将淀粉与丙烯酸合成淀粉-丙烯酸接枝共聚物，在淀粉-丙烯酸接枝共聚物中 加入乙二胺溶液，乙二胺与淀粉-丙烯酸接枝共聚物摩尔比为3～4:1，调节pH为4.5～6，在 45～60℃下搅拌反应2～3h，过滤、洗涤，干燥，得到氨基螯合淀粉；对淀粉进行改性制备带 3 CN 111592069 A 说 明 书 2/5 页 有螯合配位作用的活性基团的淀粉； (3)将氨基螯合淀粉与缓冲液混合，然后加入糖化酶液，超声振荡30～40min，过 滤、水洗、干燥、研磨得到粒径为10～23μm多孔氨基螯合淀粉；采用酶解制备多孔氨基螯合 淀粉，增加淀粉颗粒孔容积和比表面积，增强配位螯合作用； (4)将多孔氨基螯合淀粉加入去离子水制成固含量为5～10％悬浊液，调节pH为4 ～6，在步骤(1)活化硅藻土中加入悬浊液，搅拌30min～60min，干燥得到改性硅藻土。在水 介质中硅藻土微粒表面带负电荷，具有强的吸附正电荷能力，而氨基螯合淀粉带有胺基，在 酸性溶液中带正电荷，二者之间通过强烈的静电相互作用加以结合，使氨基螯合淀粉紧密 地吸附到硅藻土颗粒表面。 优选的，上述复合污水处理药剂中，所述絮凝剂由季铵型聚丙烯酰胺、木质素磺酸 钠和聚合氯化铝组成。采用阴阳离子絮凝剂相结合以及有机无机絮凝剂相结合，能够对带 正电荷的阳离子金属及带负电性的污染物去除；无机高分子成分吸附杂质和悬浮微粒，使 形成颗粒并逐渐增大；而有机高分子成分通过自身的桥联作用，利用吸附在有机高分子上 的活性基团产生网捕作用，网捕其它杂质颗粒一同下沉，提高絮凝作用。 优选的，上述复合污水处理药剂中，所述絮凝剂中，季铵型聚丙烯酰胺、木质素磺 酸钠和聚合氯化铝的质量比为2～3:1～2:1。 优选的，上述复合污水处理药剂中，所述盐酸浓度为3～3.5mol/L，所述硅藻土与 盐酸的体积比为1:2～3。 优选的，上述复合污水处理药剂中，所述乙二胺溶液溶度为0.5～0.6mol/L。 优选的，上述复合污水处理药剂中，所述步骤(3)中，缓冲液为pH4 .0的磷酸氢二 钠-柠檬酸缓冲液，糖化酶液的配制为：淀粉糖化酶加入缓冲液，每克糖化酶加入5ml缓冲 液，室温搅拌60min，得到糖化酶液。 优选的，上述复合污水处理药剂中，所述步骤(3)中，每克氨基螯合淀粉，加入10～ 15ml缓冲溶液，0.05～0.1ml糖化酶液。 优选的，上述复合污水处理药剂中，所述步骤(4)中，硅藻土与悬浊液的质量比为 1:1～2。 优选的，上述复合污水处理药剂中，所述步骤(2)中，淀粉与丙烯酸合成淀粉-丙烯 酸接枝共聚物的具体步骤为：将淀粉与蒸馏水配成淀粉溶液，所述淀粉溶液浓度为1.0～ 1.5mol/L，于80～95℃在氮气气氛保护下糊化30min，将温度降至50～70℃，随后滴加过丙 烯酸、过硫酸铵-亚硫酸氢钠引发剂溶液，调节PH为4～5，于35～50℃下在氮气保护下反应 3h，经洗涤、过滤、烘干得到淀粉-丙烯酸接枝共聚物；所述丙烯酸与淀粉质量比为2:1，所述 引发剂溶液浓度为2.0～2.6mmol/L，过硫酸铵与亚硫酸氢钠的摩尔比为2:1，所述引发剂的 添加量为淀粉质量的2.5％。 与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果： 1 .本发明的复合污水处理药剂组分简单，且安全可靠，结合纳米氢氧化钙的高效 沉淀作用、改性硅藻土的吸附作用和絮凝剂的助凝絮作用，具有高效吸附与混凝沉淀的效 果，对废水的处理效果优异，能够去除废水中的重金属、氨氮、磷、有机废物等有害物质，可 去除污染物种类广泛，可用于多种废水处理领域。 2.本发明的改性硅藻土制备过程中，先采用盐酸处理然后高温煅烧活化硅藻土， 4 CN 111592069 A 说 明 书 3/5 页 具有清理硅藻土表面和微孔内的杂质、增加硅藻土的比表面积和吸附点位；然后将氨基螯 合淀粉负载在硅藻土表面，具有配位螯合作用，提高硅藻土的吸附性能、加快吸附速度等， 使得净化能力更加高效。
本发明涉及污水处理技术领域，具体公开了一种改性硅藻土‑纳米氢氧化钙复合污水处理药剂，按重量份计，所述复合污水处理药剂组分包括：改性硅藻土30~50份、纳米氢氧化钙5~12份、絮凝剂2~4份；所述改性硅藻土的制备方法，包括：将硅藻土中加入盐酸溶液超声处理，然后在4 全部
背景技术：
工业污水，指工艺生产过程中排出的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产 用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物，是造成环境污染，特别是水污染的 重要原因。 目前污水处理的方法主要有，物理处理法，是通过物理作用分离和去除废水中不 溶解的呈悬浮状态的污染物，如筛滤截留、离心分离等；化学处理法，通过化学反应来分离 水中呈溶解、胶体状态的污染物，如混凝法、氧化还原法等；生物法，利用微生物的代谢作用 分解水中污染物；物理化学法等。其中吸附法是属于物理化学法中的一种，吸附法具有操作 简单、吸附剂廉价易得、去除效果优、不产生二次污染等优点，被广泛应用于污水的处理中， 其中应用广泛的吸附材料有活性炭、氧化铝、沸石等，其中活性炭具有吸附能力强的特点， 但是活性炭处理成本较高，且再生耗能大、效率低，从而限制了其应用；粉煤灰、粘土、沸石 等对重金属的吸附容量小，吸附速率慢，去除效率较低，出水无法达到相应的国家标准，因 而应用范围有限。硅藻土具有面积大、较好的吸附性、化学稳定性高等优点，且资源丰富，价 廉物美，因此硅藻土在污水处理方面具有极大的应用前景。但是硅藻土原矿杂质较多，这些 杂质一部分包裹在硅藻土壳的外表面，另一部分则隐藏在硅藻土骨架之中，堵塞了硅藻土 微孔，降低了硅藻土比表面积，占据了硅藻土吸附点位，阻碍了溶液中的离子进入硅藻土骨 架，同时硅藻土还存在较为明显的理化构造缺陷，这些因素极大地限制了硅藻土吸附性能 的发挥。对硅藻土进行改性，开发新型复合污水处理药剂，对污水污染处理与修复意义重 大。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种改性硅藻土-纳米氢氧化钙复合污水处理药剂，以改 性硅藻土为基础，复合纳米氢氧化钙和絮凝剂，用于高效净化污水。 为实现上述目的，本发明提供了一种改性硅藻土-纳米氢氧化钙复合污水处理药 剂，按重量份计，所述复合污水处理药剂组分包括：改性硅藻土30～50份、纳米氢氧化钙5～ 12份、絮凝剂2～4份； 所述改性硅藻土的制备方法，包括以下步骤： (1)在100～150目硅藻土中加入盐酸溶液，超声处理1～2h，过滤洗涤至中性，烘 干，在400～700℃下煅烧2～4h，得到活化硅藻土； (2)将淀粉与丙烯酸合成淀粉-丙烯酸接枝共聚物，在淀粉-丙烯酸接枝共聚物中 加入乙二胺溶液，乙二胺与淀粉-丙烯酸接枝共聚物摩尔比为3～4:1，调节pH为4.5～6，在 45～60℃下搅拌反应2～3h，过滤、洗涤，干燥，得到氨基螯合淀粉；对淀粉进行改性制备带 3 CN 111592069 A 说 明 书 2/5 页 有螯合配位作用的活性基团的淀粉； (3)将氨基螯合淀粉与缓冲液混合，然后加入糖化酶液，超声振荡30～40min，过 滤、水洗、干燥、研磨得到粒径为10～23μm多孔氨基螯合淀粉；采用酶解制备多孔氨基螯合 淀粉，增加淀粉颗粒孔容积和比表面积，增强配位螯合作用； (4)将多孔氨基螯合淀粉加入去离子水制成固含量为5～10％悬浊液，调节pH为4 ～6，在步骤(1)活化硅藻土中加入悬浊液，搅拌30min～60min，干燥得到改性硅藻土。在水 介质中硅藻土微粒表面带负电荷，具有强的吸附正电荷能力，而氨基螯合淀粉带有胺基，在 酸性溶液中带正电荷，二者之间通过强烈的静电相互作用加以结合，使氨基螯合淀粉紧密 地吸附到硅藻土颗粒表面。 优选的，上述复合污水处理药剂中，所述絮凝剂由季铵型聚丙烯酰胺、木质素磺酸 钠和聚合氯化铝组成。采用阴阳离子絮凝剂相结合以及有机无机絮凝剂相结合，能够对带 正电荷的阳离子金属及带负电性的污染物去除；无机高分子成分吸附杂质和悬浮微粒，使 形成颗粒并逐渐增大；而有机高分子成分通过自身的桥联作用，利用吸附在有机高分子上 的活性基团产生网捕作用，网捕其它杂质颗粒一同下沉，提高絮凝作用。 优选的，上述复合污水处理药剂中，所述絮凝剂中，季铵型聚丙烯酰胺、木质素磺 酸钠和聚合氯化铝的质量比为2～3:1～2:1。 优选的，上述复合污水处理药剂中，所述盐酸浓度为3～3.5mol/L，所述硅藻土与 盐酸的体积比为1:2～3。 优选的，上述复合污水处理药剂中，所述乙二胺溶液溶度为0.5～0.6mol/L。 优选的，上述复合污水处理药剂中，所述步骤(3)中，缓冲液为pH4 .0的磷酸氢二 钠-柠檬酸缓冲液，糖化酶液的配制为：淀粉糖化酶加入缓冲液，每克糖化酶加入5ml缓冲 液，室温搅拌60min，得到糖化酶液。 优选的，上述复合污水处理药剂中，所述步骤(3)中，每克氨基螯合淀粉，加入10～ 15ml缓冲溶液，0.05～0.1ml糖化酶液。 优选的，上述复合污水处理药剂中，所述步骤(4)中，硅藻土与悬浊液的质量比为 1:1～2。 优选的，上述复合污水处理药剂中，所述步骤(2)中，淀粉与丙烯酸合成淀粉-丙烯 酸接枝共聚物的具体步骤为：将淀粉与蒸馏水配成淀粉溶液，所述淀粉溶液浓度为1.0～ 1.5mol/L，于80～95℃在氮气气氛保护下糊化30min，将温度降至50～70℃，随后滴加过丙 烯酸、过硫酸铵-亚硫酸氢钠引发剂溶液，调节PH为4～5，于35～50℃下在氮气保护下反应 3h，经洗涤、过滤、烘干得到淀粉-丙烯酸接枝共聚物；所述丙烯酸与淀粉质量比为2:1，所述 引发剂溶液浓度为2.0～2.6mmol/L，过硫酸铵与亚硫酸氢钠的摩尔比为2:1，所述引发剂的 添加量为淀粉质量的2.5％。 与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果： 1 .本发明的复合污水处理药剂组分简单，且安全可靠，结合纳米氢氧化钙的高效 沉淀作用、改性硅藻土的吸附作用和絮凝剂的助凝絮作用，具有高效吸附与混凝沉淀的效 果，对废水的处理效果优异，能够去除废水中的重金属、氨氮、磷、有机废物等有害物质，可 去除污染物种类广泛，可用于多种废水处理领域。 2.本发明的改性硅藻土制备过程中，先采用盐酸处理然后高温煅烧活化硅藻土， 4 CN 111592069 A 说 明 书 3/5 页 具有清理硅藻土表面和微孔内的杂质、增加硅藻土的比表面积和吸附点位；然后将氨基螯 合淀粉负载在硅藻土表面，具有配位螯合作用，提高硅藻土的吸附性能、加快吸附速度等， 使得净化能力更加高效。
