專利名稱：一種用于飲用水源水污染應急處理的復合凈水劑制備方法
技術領域：
本發明涉及給水處理技術領域，具體是涉及一種用于飲用水源水污染應急處理的 復合凈水劑制備方法。
背景技術：
隨著我國工業化、城市化步伐明顯提速，河網水體水質嚴重超標，突發性水污染事 件時有發生，如水源水酚污染、水華暴發及重金屬污染等，同時農村不安全飲水等問題也越 來越多，在一些地區不僅成為制約經濟社會可持續發展的瓶頸，更成為影響居民健康的重 要因素。因此，水質應急處理和安全保障措施亟待完善。解決生活飲用水安全問題，在制水 環節重點是改造工藝。目前供水處理廠普遍采用以無機高分子絮凝劑為主的混凝法輔以 高錳酸鹽的微絮凝_氧化法來凈化水質，其對于常規水質凈化有一定的效果，但作為突發 性水質污染解決方案尙顯薄弱；而且其生產條件難以控制、價格較貴，殘留鋁的環境效應及 鐵鹽、高錳酸鹽的殘余色度和高腐蝕性，也會對人體健康造成影響。凹凸棒石黏土 (簡稱凹 土)是一種天然晶質水合鎂鋁硅酸鹽非金屬粘土礦物，其特殊的結構和較大的比表面積，決 定了其具有良好的吸附性能和膠體性質。目前研究者對凹土作為天然廉價吸附劑在水處理 中的應用進行了有益的探索，但對其在飲用水源水污染應急處理中的應用尚未見報道。
發明內容
本發明的目的在于提供一種用于飲用水源水污染應急處理的復合凈水劑制備方 法，該制備方法將傳統無機混凝凈水劑與改性凹凸棒石粘土以及氧化絮凝劑高錳酸鉀三者 復合，發揮其協同作用，以增強水處理效果，為飲用水源水污染應急處理提供經濟有效的解 決方案。為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下以凹凸棒石粘土為原料進行預 處理，預處理后的凹土與5-10wt%凹土重量的無機高分子混凝劑及1-5%凹土重量的高錳酸 鉀在水溶液中混合，攪拌使之均勻分散，烘干，磨細得成品。所述的預處理是指將凹土原礦研磨、過篩、熱處理或微波處理。所述的研磨、過篩是指將凹土原礦磨細成粉狀過100-300目篩。所述的熱處理是指在350-500°C的溫度下焙燒l_5h。所述的微波處理是指在微波功率300-600W下輻照5-15min。所述的無機高分子混凝劑是指聚鋁鹽、聚鐵鹽其中之一。所述的聚鋁鹽是指聚合氯化鋁(PAC)、聚合氯化鋁鐵(PAFC)其中之一。所述的聚鐵鹽是指聚合硫酸鐵(PFS)、聚合硫酸鋁鐵(PAFS)其中之一。本發明的凈水劑的制備方法包括以下具體步驟將凹土原礦磨細成粉狀過 100-300目篩得凹土粉；凹土粉在350-500°C的溫度下焙燒l_5h，或在微波功率300-600W 下輻照5-15min，得改性凹土 ；改性凹土與5_10wt%其重量的無機高分子混凝劑及l_5wt% 其重量的高錳酸鉀在水溶液中混合，攪拌使之均勻分散，烘干，磨細得成品復合凈水劑。
本發明的凈水劑在實際使用時以粉劑狀態按常規方式加至被處理的受污染飲用 水源水中。本發明具有以下優點
1、本發明的復合凈水劑針對飲用水源水的有機污染、水華暴發及重金屬污染進行應急 處置，主要是依據協同增效的原理強化出水效果，同時減少傳統無機高分子混凝劑及高錳 酸鉀的用量，提高水質安全性，節約成本。2、本發明的復合凈水劑的混凝機理是利用水解縮合過程中產生的高價多核配合 物的壓縮雙電層作用和吸附電中和作用；凹土具有獨特的單元晶體結構，因此具有很強的 物理吸附作用，其作為助凝劑可以充當絮凝的核心，用來加快絮凝過程和增加絮凝牢固性， 增大氣密度，同時改善水中的濁度，從而改善混凝沉淀效果；經焙燒改性和微波改性的凹 土，脫出結構水后，孔隙率增大，表面相對疏松粗糙，纖維束部分分散，比表面積增大，有利 于吸附。3、高錳酸鉀作為一種氧化助凝凈水劑，可以有效改善絮凝效果，除臭除味，對水 源污染中的有機污染物和微量重金屬以及富營養藻類均有顯著的去除效果；缺點是高錳酸 鉀具有一定的毒性，必須嚴格限制投加量，且高錳酸鉀會腐蝕鐵質管道，投加高錳酸鉀后， 絮凝池和沉淀池排泥水的化學組成發生了改變，尤其是二氧化錳含量增高，因此要求對污 泥處理和安全排放進行相應調整；此外，高錳酸鉀的投加還會引起出水色度的增加；將高 錳酸鉀、無機高分子混凝劑與改性凹土復合，能充分發揮三者的協同作用；其一，充分發揮 高錳酸鹽的氧化優勢，氧化降解受污染水體中的有毒有機污染物及低價重金屬，并降低混 凝負荷；其二，凹土、鋁鐵鹽的水解產物和高錳酸鉀還原產物二氧化錳之間能形成穩定長鏈 共聚物，從而加強和改善吸附架橋及網補卷掃的混凝效果，形成絮體共沉淀；其三，由于凹 土良好的吸附和膠體性能，能吸附水中部分有機污染物至其表面，改變水中膠體的電荷性 質，強化混凝；其四，能減少高猛酸鉀投加量，降低殘余錳對管道的腐蝕和堵塞，并避免因高 錳酸鉀引起的出水色度增加。4、本發明將改性凹土與傳統凈水劑聚鋁、聚鐵及高錳酸鉀按一定比例協同復合， 能有效解決水源水質污染事件引起的有機物、重金屬、富營養藻類等問題，降低出水色度及 錳殘留，凹土的添加還能夠顯著降低出水濁度，保障良好的出水水質，在實際工程中，還能 減小沉淀池的體積，并使污泥減量化。5、凹凸棒石粘土資源豐富，價廉易得，熱改性和微波改性后的凹土吸附性能明顯 增大，膠體性能增強，具有化學穩定性和生物安全性。6、本發明能顯著降低受污染飲用水源水體中有機物、藻毒素、重金屬等含量，制造 成本低廉，操作工藝簡便，沉降速度快，污泥體積小，無機藥劑殘留少，具備化學及生物安全 性，是水源水污染應急處理的新型、環保、高效凈水劑選擇。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步說明，這些實施例不能理解為是對技術解 決方案的限制。實施例1 依以下步驟制備凈水劑
將凹土原礦磨細成粉狀過300目篩得凹土粉；凹土粉在350°C的溫度下焙燒5h，得改性凹土 ；改性凹土與其重量10wt%的無機高分子混凝劑聚合氯化鋁(PAC)及其重量3wt%的高 錳酸鉀在水溶液中混合，攪拌使之均勻分散，烘干，磨細得成品。實施例2 依以下步驟制備凈水劑
將凹土原礦磨細成粉狀過200目篩得凹土粉；凹土粉在425°C的溫度下焙燒3h，得改性 凹土 ；改性凹土與其重量8wt%的無機高分子混凝劑聚合氯化鋁鐵(PAFC)其重量3wt%的高 錳酸鉀在水溶液中混合，攪拌使之均勻分散，烘干，磨細得成品。實施例3 依以下步驟制備凈水劑
將凹土原礦磨細成粉狀過100目篩得凹土粉；凹土粉在500°C的溫度下焙燒lh，得改性 凹土 ；改性凹土與其重量5wt%的無機高分子混凝劑聚合硫酸鐵(PFS)其重量5wt%的高錳 酸鉀在水溶液中混合，攪拌使之均勻分散，烘干，磨細得成品。實施例4 依以下步驟制備凈水劑
將凹土原礦磨細成粉狀過100目篩得凹土粉；凹土粉在500°C的溫度下焙燒2h，得改性 凹土 ；改性凹土與其重量6wt%的無機高分子混凝劑聚合硫酸鋁鐵(PAFS)其 重量lwt%的高 錳酸鉀在水溶液中混合，攪拌使之均勻分散，烘干，磨細得成品。實施例5 依以下步驟制備凈水劑
將凹土原礦磨細成粉狀過300目篩得凹土粉；凹土粉在450W微波功率下輻照7. 5min, 得改性凹土 ；改性凹土與其重量6wt%的無機高分子混凝劑聚合氯化鋁(PAC)及其重量2wt% 的高錳酸鉀在水溶液中混合，攪拌使之均勻分散，烘干，磨細得成品。實施例6 依以下步驟制備凈水劑
將凹土原礦磨細成粉狀過200目篩得凹土粉；凹土粉在600W微波功率下輻照5min，得 改性凹土 ；改性凹土與其重量10wt%的無機高分子混凝劑聚合氯化鋁鐵(PAFC)及其重量 lwt%的高錳酸鉀在水溶液中混合，攪拌使之均勻分散，烘干，磨細得成品。實施例7 依以下步驟制備凈水劑
將凹土原礦磨細成粉狀過100目篩得凹土粉；凹土粉在300W微波功率下輻lOmin，得 改性凹土 ；改性凹土與其重量8wt%的無機高分子混凝劑聚合硫酸鐵(PFS)及其重量3wt% 的高錳酸鉀在水溶液中混合，攪拌使之均勻分散，烘干，磨細得成品。實施例8 依以下步驟制備凈水劑
將凹土原礦磨細成粉狀過100目篩得凹土粉；凹土粉在500W微波功率下輻照15min， 得改性凹土 ；改性凹土與其重量5wt%的無機高分子混凝劑聚合硫酸鋁鐵(PAFS)及其重量 5wt%的高錳酸鉀在水溶液中混合，攪拌使之均勻分散，烘干，磨細得成品。依照實施例1-4制備的復合凈水劑用于受苯酚污染的水源水處理，同時與傳統無 機凈水劑做對比；原水水質指標為苯酚2. O mg/L, COD 6. O mg/L ；實驗結果見表1。依照實施例1-4制備的復合凈水劑用于受水華污染的水源水處理，同時與傳統無 機凈水劑做對比；原水水質指標為藻含量IOOOX IO4個/L，微囊藻毒素8. O yg/L;實 驗結果見表2。依照實施例5-8制備的復合凈水劑用于受重金屬污染的水源水處理，同時與傳統 無機凈水劑做對比；原水水質指標為Fe 1. O mg/L, Mn 1. 5 mg/L, Cr 0. 5 mg/L ；實驗結果 見表3。由表1、2、3可見，復合凈水劑能顯著地對受污染飲用水源水體進行凈化處理；相比于傳統凈水劑，具有成本低、去除效率高、沉降速度快、污泥體積小、減少無機藥劑用量、 降低無機藥劑殘留、化學及生物安全性等優點。 表1復合凈水劑與傳統凈水劑對受苯酚污染的水源水處理效果的對比
權利要求
一種用于飲用水源水污染應急處理的復合凈水劑制備方法，其特征在于以凹凸棒石粘土為原料進行預處理，預處理后的凹土與5 10wt%凹土重量的無機高分子混凝劑及1 5%凹土重量的高錳酸鉀在水溶液中混合，攪拌使之均勻分散，烘干，磨細得成品。
2.根據權利要求1所述的一種用于飲用水源水污染應急處理的復合凈水劑制備方法， 其特征在于所述的預處理是指將凹土原礦研磨、過篩、熱處理或微波處理。
3.根據權利要求2所述的一種用于飲用水源水污染應急處理的復合凈水劑制備方法， 其特征在于所述的研磨、過篩是指將凹土原礦磨細成粉狀過100-300目篩。
4.根據權利要求2所述的一種用于飲用水源水污染應急處理的復合凈水劑制備方法， 其特征在于所述的熱處理是指在350-500°C的溫度下焙燒l_5h。
5.根據權利要求2所述的一種用于飲用水源水污染應急處理的復合凈水劑制備方法， 其特征在于所述的微波處理是指在微波功率300-600W下輻照5-15min。
6.根據權利要求1所述的一種用于飲用水源水污染應急處理的復合凈水劑制備方法， 其特征在于所述的無機高分子混凝劑是指聚鋁鹽、聚鐵鹽其中之一。
7.根據權利要求6所述的一種用于飲用水源水污染應急處理的復合凈水劑制備方法， 其特征在于所述的聚鋁鹽是指聚合氯化鋁(PAC)、聚合氯化鋁鐵(PAFC)其中之一。
8.根據權利要求6所述的一種用于飲用水源水污染應急處理的復合凈水劑制備方法， 其特征在于所述的聚鐵鹽是指聚合硫酸鐵(PFS)、聚合硫酸鋁鐵(PAFS)其中之一。
9.根據權利要求1所述的一種用于飲用水源水污染應急處理的復合凈水劑制備方法， 其特征在于該制備方法包括以下具體步驟將凹土原礦磨細成粉狀過100-300目篩得凹土 粉；凹土粉在350-500°C的溫度下焙燒l_5h，或在微波功率300-600W下輻照5-15min，得改 性凹土 ；改性凹土與其重量5-10wt%的無機高分子混凝劑及其重量1-5 wt%的高錳酸鉀在 水溶液中混合，攪拌使之均勻分散，烘干，磨細得成品凈水劑。
全文摘要
本發明公開了一種用于飲用水源水污染應急處理的復合凈水劑制備方法，將凹土原礦磨細成粉狀過100-300目篩得凹土粉；凹土粉在350-500℃的溫度下焙燒1-5h，或在微波功率300-600W下輻照5-15min，得改性凹土；改性凹土與其重量5-10wt%的無機高分子混凝劑及其重量1-5wt%的高錳酸鉀在水溶液中混合，攪拌使之均勻分散，烘干，磨細得成品凈水劑。本發明能顯著降低受污染飲用水源水體中有機物、藻毒素、重金屬等含量，制造成本低廉，操作工藝簡便，沉降速度快，污泥體積小，無機藥劑殘留少，具備化學及生物安全性，是水源水污染應急處理的新型、環保、高效凈水劑選擇。
文檔編號C02F1/52GK101973615SQ20101052446
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月29日 優先權日2010年10月29日
發明者韓虹 申請人:淮陰工學院