本發明屬于污水處理用環保新材料
技術領域：
，具體涉及一種用于凈水設備的改性沸石吸附材料的制備方法。
背景技術：
：據2013年Science發表的文章估算，目前全世界仍有超過一億人飲用高砷地下水，我國有1960萬人口受高砷地下水影響，上百萬口地下井水水質亟待處理解決。目前，國內外處理含砷廢水的方法主要有沉淀法、離子交換法、生物法、膜法、電凝聚法、吸附法等。這些方法均有其自身的特點，有其優缺點。例如，沉淀法除砷技術較為完善，應用較為廣泛，但它處理后會產生大量廢渣，造成二次污染，而且除砷效率低，難以滿足飲用水水質要求。又如，吸附法是利用吸附劑提供的大比表面積，通過砷污染物與吸附劑間較強的親和力達到凈化除砷的目的。吸附法由于簡單易行、去除效果好、且能吸附污水中的氨氮、重金屬、氟、放射性物質、含氧酸陰離子、磷等等，對環境不產生或很少產生二次污染，且吸附材料來源廣泛、價格低廉、可重復使用等優勢而備受人們關注。天然沸石是一種非常廉價的非金屬礦物，沸石資源在我國儲量豐富、成本低廉，因具有獨特的架狀結構而表現出良好的選擇吸附和離子交換性能，在廢水處理中已被廣泛應用，利用沸石可以有效吸附污水中低濃度氨氮、砷、重金屬、氟、放射性物質、含氧酸陰離子、磷等有害物質，是一種有前景的方法。然而，由于天然沸石的吸附容量較小，再生頻繁，影響其大規模應用，需要進行改性。近年來，國內研究人員研究天然沸石改性，取得了較好的效果，但這些研究針對較高濃度的氨氮廢水，不適合對含砷地下水進行處理。為解決這些問題，需發明一種適用的用于凈水設備的改性沸石吸附材料的制備方法。技術實現要素：本發明的目的是解決現有天然沸石的吸附容量較小、再生頻繁等問題，提供了一種用于凈水設備的改性沸石吸附材料的制備方法。本發明提出的一種用于凈水設備的改性沸石吸附材料的制備方法，包括：1）沸石預處理：將沸石礦石粉碎，用18目網篩篩選，選取特定粒徑范圍的沸石，去掉粒徑細小的粉末及大顆粒沸石，然后用純凈水沖洗干凈，自然風干或放置在烘箱中加熱烘干得到第一預處理沸石，放置在干燥器具中備用；2）沸石一次改性：用純凈水配置氯化鈉溶液，然后將所述第一預處理沸石浸泡在氯化鈉溶液中加熱攪拌，完成后取出所述第一預處理沸石用純凈水沖洗干凈，再放入烘箱中加熱烘干得到第二預處理沸石，放置在干燥器具中備用；3）二氧化鈦改性沸石：采用容積凝膠法制備納米二氧化鈦溶液，將初步改性的所述第二預處理沸石放置于納米二氧化鈦溶液中浸潤后取出甩干，用絲網篩放置于烘箱中烘干加熱，然后將所述第二預處理沸石放置在馬弗爐中煅燒，再自然冷卻，得到改性沸石。進一步地，所述沸石礦石為山東省萊陽縣白藤口絲光沸石巖礦區產沸石。進一步地，所述特定類型范圍為1~20mm或2~15mm。進一步地，所述沸石預處理步驟中的烘干溫度為40~70℃，烘干時間長度為5~15分鐘。進一步地，所述氯化鈉為工業用氯化鈉。進一步地，所述氯化鈉溶液濃度為3~6mg/L。進一步地，所述沸石一次改性步驟中對已放置所述第一預處理沸石的所述氯化鈉溶液加熱到80~100℃，同時攪拌120~150分鐘，攪拌速度為600~1000r/min。進一步地，所述沸石一次改性步驟中的烘干溫度為80~120℃，烘干時間長度為8~30分鐘。進一步地，所述二氧化鈦改性沸石步驟中，烘干溫度為100~120℃，烘干時間長度為5~15分鐘。進一步地，所述二氧化鈦改性沸石步驟中，所述煅燒溫度為用400~600℃，所述煅燒時間長度為40~70分鐘。本發明提供的一種用于凈水設備的改性沸石吸附材料的制備方法，可制備性能穩定的改性沸石吸附材料，制備工藝簡單、生產加工方便。該吸附材料主要用于生活飲用水制備的凈水機、純水機及其他水處理產品，以提升飲用水的凈水水質、使用壽命、凈水出水率，降低生產成本，主要具有以下優點：1）在制備時，通過控制各組分的配比，并選擇合適的工藝條件（如溫度、攪拌時間等)，通過選擇合適的原料配比，從而制得較強吸附催化能力的用于凈水設備的改性沸石；2）工藝簡單，適合于各凈水設備的生產加工；3）采用本發明的方法制得的改性沸石具有優良的吸附性能，能高效地將水中污染物吸附；4）采用本發明的方法制得的改性沸石具有優良的再生性能，多次再生吸附能力不下降；5）本發明產品用于凈水設備，兼具降解有機污染和吸附污染物再次降解的作用，吸附能力高，成本低，可再生性強；6）本發明產品用于凈水設備：使用壽命長、效率高，功耗低。本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：圖1是本發明所述的一種用于凈水設備的改性沸石吸附材料的制備方法的流程圖。具體實施方式功能概述本發明的目的是解決現有天然沸石的吸附容量較小、再生頻繁等問題，提供了一種用于凈水設備的改性沸石吸附材料的制備方法。下面結合附圖對本發明的實施例進行說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明的實施例及實施例中的技術特征可以相互結合，均在本發明的保護范圍之內。此外，為了便于描述，在下文中使用了步驟號，但這不應理解為對本發明的限制，另外，在以下方法中描述的各個步驟雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執行所示出或描述的步驟。方法實施例根據本發明的實施例，提出了一種用于凈水設備的改性沸石吸附材料的制備方法。圖1示出了根據本發明方法實施例的一種用于凈水設備的改性沸石吸附材料的制備方法的流程圖，包括如下步驟：步驟S102，沸石預處理：將沸石礦石粉碎，用18目網篩篩選，選取特定粒徑范圍的沸石，去掉粒徑細小的粉末及大顆粒沸石，然后用純凈水沖洗干凈，自然風干或放置在烘箱中加熱烘干得到第一預處理沸石，放置在干燥器具中備用；步驟S104，沸石一次改性：用純凈水配置氯化鈉溶液，然后將所述第一預處理沸石浸泡在氯化鈉溶液中加熱攪拌，完成后取出所述第一預處理沸石用純凈水沖洗干凈，再放入烘箱中加熱烘干得到第二預處理沸石，放置在干燥器具中備用；步驟S106，二氧化鈦改性沸石：采用容積凝膠法制備納米二氧化鈦溶液，將初步改性的所述第二預處理沸石放置于納米二氧化鈦溶液中浸潤后取出甩干，用絲網篩放置于烘箱中烘干加熱，然后將所述第二預處理沸石放置在馬弗爐中煅燒，再自然冷卻，得到改性沸石。下面詳細描述上述處理的細節。（一）步驟S102進一步地，所述沸石礦石為山東省萊陽縣白藤口絲光沸石巖礦區產沸石。進一步地，所述特定類型范圍為1~20mm或2~15mm。進一步地，所述沸石預處理步驟中的烘干溫度為40~70℃，烘干時間長度為5~15分鐘。（二）步驟S104進一步地，所述氯化鈉為工業用氯化鈉。進一步地，所述氯化鈉溶液濃度為3~6mg/L。進一步地，所述沸石一次改性步驟中對已放置所述第一預處理沸石的所述氯化鈉溶液加熱到80~100℃，同時攪拌120~150分鐘，攪拌速度為600~1000r/min。進一步地，所述沸石一次改性步驟中的烘干溫度為80~120℃，烘干時間長度為8~30分鐘。（三）步驟S106進一步地，所述二氧化鈦改性沸石步驟中，烘干溫度為100~120℃，烘干時間長度為5~15分鐘。進一步地，所述二氧化鈦改性沸石步驟中，所述煅燒溫度為用400~600℃，所述煅燒時間長度為40~70分鐘。下面通過三個實施例來具體闡述本發明。實施例11、沸石預處理：將沸石礦石粉碎，用18目網篩篩選，選取粒徑1~20mm沸石，去掉粒徑細小的粉末及大顆粒沸石。再用純凈水沖洗干凈，放置在干燥器中自然風干26小時，備用。2、沸石一次改性：用純凈水配置4.6mg/L的氯化鈉溶液。然后將沸石浸泡在氯化鈉溶液中加熱到95℃，同時攪拌120分鐘。完成后取出用純凈水沖洗干凈。再放入烘箱中加熱至100℃烘干15分鐘，放置在干燥器具中備用。3、二氧化鈦改性沸石：將初步改性的沸石放置于納米二氧化鈦溶液中浸潤后取出甩干。用絲網篩放置于烘箱中加熱到100烘干10分鐘。然后放置在馬弗爐中用480℃高溫煅燒60分鐘，然后自然冷卻。完成沸石的改性。實施例21、沸石預處理：將沸石礦石粉碎，用18目網篩篩選，選取粒徑1~20mm沸石，去掉粒徑細小的粉末及大顆粒沸石。再用純凈水沖洗干凈，放置在烘箱中加熱至50℃烘干10分鐘，取出后放置在干燥陶瓷缸中備用。2、沸石一次改性：用純凈水配置5mg/L的氯化鈉溶液。然后將沸石浸泡在氯化鈉溶液中加熱到98℃，同時攪拌120分鐘。完成后取出用純凈水沖洗干凈。再放入烘箱中加熱至100℃烘干10分鐘，放置在干燥器具中備用。3、二氧化鈦改性沸石：將初步改性的沸石放置于納米二氧化鈦溶液中浸潤后取出甩干。用絲網篩放置于烘箱中加熱到100烘干10分鐘。然后放置在馬弗爐中用480℃高溫煅燒90分鐘，然后自然冷卻。完成沸石的改性。實施例31、沸石預處理：將沸石礦石粉碎，用18目網篩篩選，選取粒徑1~20mm沸石，去掉粒徑細小的粉末及大顆粒沸石。再用純凈水沖洗干凈，放置在烘箱中加熱至65℃烘干8分鐘，取出后放置在干燥陶瓷缸中備用。2、沸石一次改性：用純凈水配置5.2mg/L的氯化鈉溶液。然后將沸石浸泡在氯化鈉溶液中加熱到98℃，同時攪拌100分鐘。完成后取出用純凈水沖洗干凈。再放入烘箱中加熱至100℃烘干8分鐘，放置在干燥器具中備用。3、二氧化鈦改性沸石：將初步改性的沸石放置于納米二氧化鈦溶液中浸潤后取出甩干。用絲網篩放置于烘箱中加熱到110烘干8分鐘。然后放置在馬弗爐中用550℃高溫煅燒110分鐘，然后自然冷卻。完成沸石的改性。將以上各實施例1-3制備而成的改性沸石加工成簡易凈水機，前面配置過濾精度1μm的PP棉濾芯過濾，降解配置的含砷自來水，水溫22℃，經測試，其水處理性能如下表所示：實施例1實施例2實施例3處理前砷濃度(μg/L)100100100處理后砷濃度(μg/L)9.99.49.5降解率（%）90.10%90.60%90.50%將以上各實施例1-3制備而成的改性沸石加工成簡易凈水機，前面配置過濾精度1μm的PP棉過濾芯過濾，降解配置的含氟自來水，水溫22℃，經測試，其水處理性能如下表所示：實施例1實施例2實施例3處理前砷濃度(mg/L)101010處理后砷濃度(mg/L)0.930.880.89降解率（%）90.70%91.20%91.10%本發明針對天然沸石的局限性，采用氯化鈉溶液對天然沸石改性，針對地下水、自來水、河流水凈化飲用水應用進行比較了天然沸石和改性沸石的動態吸附性能，并進行了改性沸石的動態脫附研究，為改性沸石應用于飲用水凈水項目奠定了基礎。本發明經過大量實驗證明，天然沸石在pH值為6~8范圍內，接觸時間20min吸附效果最好；采用高溫焙燒后，再用預處理后的氯化鈉溶液浸泡一定時間改性沸石吸附氨氮、砷、氟等效果最佳。在常溫下，當活化沸石投配量為40g/L，接觸時間為15min，氨氮去除率為91.55%，砷去除率為96.56%。沸石經多次再生處理效果仍然很好。本發明中用氯化鈉溶液來改性和再生沸石的方法，不僅可提高沸石對氨氮的吸附容量和吸附速度，而且無任何添加藥劑，具有簡單易行、費用低廉的優點，為沸石在飲用水凈水項目中的應用提供技術支撐。本發明提供的一種用于凈水設備的改性沸石吸附材料的制備方法，可制備性能穩定的改性沸石吸附材料，制備工藝簡單、生產加工方便。該吸附材料主要用于生活飲用水制備的凈水機、純水機及其他水處理產品，以提升飲用水的凈水水質、使用壽命、凈水出水率，降低生產成本，主要具有以下優點：1）在制備時，通過控制各組分的配比，并選擇合適的工藝條件（如溫度、攪拌時間等)，通過選擇合適的原料配比，從而制得較強吸附催化能力的用于凈水設備的改性沸石；2）工藝簡單，適合于各凈水設備的生產加工；3）采用本發明的方法制得的改性沸石具有優良的吸附性能，能高效地將水中污染物吸附；4）采用本發明的方法制得的改性沸石具有優良的再生性能，多次再生吸附能力不下降；5）本發明產品用于凈水設備，兼具降解有機污染和吸附污染物再次降解的作用，吸附能力高，成本低，可再生性強；6）本發明產品用于凈水設備：使用壽命長、效率高，功耗低。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3