本發(fā)明涉及水處理，特別地，涉及一種復(fù)合cod去除劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著污水排放指標(biāo)的不斷升級(jí)，cod排放指標(biāo)逐漸嚴(yán)格，而常規(guī)生物法或化學(xué)法已經(jīng)很難達(dá)標(biāo)排放，而采用其他方法，則導(dǎo)致運(yùn)行成本偏高處理成本及操作要求極高，企業(yè)難以承受。而現(xiàn)有的多數(shù)cod去除藥劑，則需要在酸性條件下才能發(fā)揮作用，其處理環(huán)境要求較高，ph為3左右，會(huì)加大處理成本。

2、有機(jī)廢水中的cod根據(jù)其在污水中的存在形式分為膠體態(tài)cod和溶解態(tài)cod，混凝沉淀法只能夠有效去除60％～90％的膠體類物質(zhì)和固體懸浮物ss，對(duì)溶解態(tài)的cod沒(méi)有直接的去除效果。高級(jí)氧化法(o3、clo2、芬頓和催化氧化)具有氧化效率高，處理效果好的特點(diǎn)，但由于建設(shè)投資及運(yùn)行成本較高，工藝復(fù)雜及強(qiáng)氧化性的藥劑屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，致使在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用中受到較大制約。

3、垃圾填埋場(chǎng)滲濾液、化工廢水、焦化廢水、印染廢水、造紙廢水、皮革廢水、電鍍廢水、養(yǎng)殖廢水和食品廢水等廢水水質(zhì)具有成分復(fù)雜的特點(diǎn)，構(gòu)成cod污染物組分也是千差萬(wàn)別，使用單一的藥劑組分難以實(shí)現(xiàn)有效去除目標(biāo)污染物。另外，高級(jí)氧化法中芬頓工藝反應(yīng)ph范圍低，藥劑投加量大，并產(chǎn)生大量污泥。而且芬頓工藝建設(shè)投資及運(yùn)行成本較高，工藝復(fù)雜及強(qiáng)氧化性的藥劑屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，致使在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用中受到較大制約。

4、因此，業(yè)內(nèi)急需一種復(fù)合cod去除劑的新型技術(shù)，能高效徹底去除不同類型難降解有機(jī)物。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在復(fù)雜難降解有機(jī)污染物cod類型多、成分復(fù)雜，去除難的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種復(fù)合cod去除劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提出使用改性海泡石礦粉、硫酸亞鐵、結(jié)晶氯化鋁、木質(zhì)活性炭多種組分來(lái)去除上述污水中cod，通過(guò)各組分之間的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)cod的高效去除，解決了水質(zhì)成分復(fù)雜難以有效處理的問(wèn)題，對(duì)于不同類型水質(zhì)，不同類型cod具有較廣的適用性，并且拓寬了傳統(tǒng)芬頓藥劑(硫酸亞鐵、雙氧水)應(yīng)用ph范圍，減少了雙氧水的使用量，回調(diào)ph堿的使用量少。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種復(fù)合cod去除劑，按重量份數(shù)計(jì)算，包括：改性海泡石礦粉20-40份、硫酸亞鐵40-60份、結(jié)晶氯化鋁10-20份、木質(zhì)活性炭5-10份；

3、所述改性海泡石礦粉由海泡石原礦粉先經(jīng)過(guò)提純之后活化得到。

4、進(jìn)一步的，所述改性海泡石礦粉的制備方法，包括以下步驟：

5、先采用濕化學(xué)法并配合機(jī)械攪拌和分散劑聯(lián)合的方法對(duì)海泡石原礦粉進(jìn)行分離提純，得到提純的海泡石精礦；

6、再將提純后的海泡石精礦配制成礦漿，在礦漿中加入硫酸活化，在60-90℃下攪拌反應(yīng)4-12h；然后將礦漿洗滌、過(guò)濾、干燥，即得到所述改性海泡石礦粉。

7、進(jìn)一步的，提純后的海泡石精礦配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-15％的礦漿；硫酸的用量為海泡石精礦質(zhì)量的30-50％。

8、進(jìn)一步的，先采用濕化學(xué)法并配合機(jī)械攪拌和分散劑聯(lián)合的方法對(duì)海泡石原礦粉進(jìn)行分離提純，得到提純的海泡石精礦；具體為：將海泡石原礦粉進(jìn)行水浸處理后用50-500目篩子篩分，隨后加入分散劑和ph調(diào)整劑并采用高速分散機(jī)使礦漿充分循環(huán)和翻動(dòng)，進(jìn)行分散之后，再進(jìn)行自然沉降，得到提純的海泡石精礦。

9、進(jìn)一步的，所述分散劑選用0.6-1.0g/l的焦磷酸鈉，ph調(diào)整劑為氫氧化鈉，ph值調(diào)整至8-10。

10、進(jìn)一步的，采用高速分散機(jī)分散5-30min，轉(zhuǎn)速為1200-3000rpm。

11、進(jìn)一步的，提純后的海泡石精礦中海泡石的含量為85-99％。

12、本發(fā)明還提供了上述的一種復(fù)合cod去除劑的制備方法，包括以下步驟：

13、將改性海泡石礦粉、木質(zhì)活性炭與硫酸亞鐵、結(jié)晶氯化鋁充分干拌混合，使得硫酸亞鐵、結(jié)晶氯化鋁均勻分布在改性海泡石礦粉和木質(zhì)活性炭孔隙中，即得所述的復(fù)合cod去除劑。

14、本發(fā)明還提供了上述的一種復(fù)合cod去除劑在污水中的應(yīng)用，將所述的復(fù)合cod去除劑和雙氧水直接加入污水中進(jìn)行攪拌，完成對(duì)污水的處理。

15、進(jìn)一步的，污水中cod值的范圍為200-3200mg/l，復(fù)合cod去除劑的投加量為3‰-9‰；其中，cod每增加500mg/l，藥劑投加量對(duì)應(yīng)增加1‰。

16、本發(fā)明具有以下有益效果：

17、1、本發(fā)明提供的一種復(fù)合cod去除劑，能夠去除不同類型cod，對(duì)不同水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)。對(duì)于低、中、高分子量有機(jī)組分均有良好的處理效果，對(duì)溶解態(tài)(0.001～0.0013μm)、膠體態(tài)(0.0013～0.45μm)、顆粒態(tài)(0.45～10μm)有機(jī)組分均有良好的處理效果。本發(fā)明提供的復(fù)合cod去除劑，對(duì)于印染廢水、焦化廢水、垃圾滲濾液等不同類型難生物降解廢水均有良好的去除效果，cod去除率可達(dá)89-96％，對(duì)溶解態(tài)、膠體態(tài)、顆粒態(tài)等不同粒徑的有機(jī)組分均有較好處理效果，并且對(duì)于揮發(fā)性脂肪酸(vfa)、富里酸(fa)、胡敏酸(ha)等有機(jī)物，特別是難生物降解的腐殖酸包括胡敏酸(ha)和大分子量富里酸(fa)等能夠被有效的去除，能達(dá)到cod去除徹底的效果。

18、2、本發(fā)明提供的一種復(fù)合cod去除劑，可根據(jù)不同水質(zhì)調(diào)配，以適應(yīng)不同水質(zhì)的需要，加藥量根據(jù)cod高低確定，cod值的范圍為：200-3200mg/l，藥劑投加量為3‰-9‰時(shí)，cod每增加500mg/l，藥劑投加量對(duì)應(yīng)增加1‰。配方組分的合理調(diào)配需要根據(jù)所處理污水中有機(jī)物不同類型占比來(lái)確定，通過(guò)測(cè)定水中揮發(fā)性脂肪酸、富里酸、胡敏酸等有機(jī)物占比來(lái)進(jìn)行調(diào)整，硫酸亞鐵主要針對(duì)富里酸(fa)的去除，改性海泡石吸附、結(jié)晶氯化鋁主要針對(duì)胡敏酸(ha)的去除，木質(zhì)活性炭主要針對(duì)是小分子揮發(fā)性脂肪酸的去除。其中，硫酸亞鐵是通過(guò)芬頓高級(jí)氧化反應(yīng)去除有機(jī)物，具體是，利用亞鐵離子催化過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生羥基自由基(·oh)，·oh有大量未成對(duì)電子，因?yàn)榫哂须娮优鋵?duì)的強(qiáng)傾向，是一種重要的活性氧化劑，反應(yīng)性極強(qiáng)；改性海泡石通過(guò)范德華力，氫鍵和靜電引力等作用吸附去除芳香烴鏈、醛、醇、潤(rùn)滑油脂及有機(jī)染料等大分子量化合物，具體是，改性海泡石中硅氧四面體層中的氧原子由于帶有許多弱電荷，與吸附物之間發(fā)生微弱的靜電力作用而產(chǎn)生吸附作用；與邊緣鎂離子配位的水分子，能與吸附物之間形成氫鍵；因si-o-si鍵被破壞而在硅氧四面體的表面形成si-oh基團(tuán)，與被吸附物發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而產(chǎn)生吸附作用；結(jié)晶氯化鋁中鋁離子在系統(tǒng)內(nèi)起到混凝作用，在水解產(chǎn)物的作用下，水中分子量較大，疏水性較強(qiáng)的有機(jī)物脫穩(wěn)聚集，從而被去除；木質(zhì)活性炭孔徑分布寬、比表面積大、吸附能力強(qiáng)，水中分子量較小的有機(jī)物在其吸附作用下得到有效去除。

19、3、本發(fā)明提供的一種復(fù)合cod去除劑，各組分之間相互協(xié)同作用，共同實(shí)現(xiàn)cod的低耗高效去除：

20、第一、結(jié)晶氯化鋁和硫酸亞鐵(芬頓酸性體系)的協(xié)同作用，結(jié)晶氯化鋁投加后ph值下降呈酸性，酸性條件(ph值為3-5)有利于硫酸亞鐵與雙氧水發(fā)生芬頓反應(yīng)。因?yàn)榉翌D反應(yīng)需要在酸性條件下進(jìn)行，結(jié)晶氯化鋁在整個(gè)系統(tǒng)起混凝作用的同時(shí)，能夠降低ph，從而減少芬頓反應(yīng)所需硫酸的投加量，也減少了后續(xù)ph回調(diào)至中性的堿投加量。這樣兩者相互協(xié)同作用，使得整個(gè)系統(tǒng)ph降低，堿藥劑投加量少。

21、第二、硫酸亞鐵(芬頓酸性體系)與改性海泡石的協(xié)同作用。芬頓反應(yīng)酸性條件有利于改性海泡石中鎂離子的溶出，不但能夠使改性海泡石得到進(jìn)一步活化，增大孔隙率，cod吸附能力增強(qiáng)，而且鎂離子溶出后能通過(guò)化學(xué)沉淀作用去除cod。

22、第三、結(jié)晶氯化鋁和改性海泡石的協(xié)同作用，改性海泡石含鋁量是決定其離子交換能力的主要因素，al3+的引入能顯著增強(qiáng)改性海泡石的酸性中心，以此來(lái)增大吸附能力。

23、第四、改性海泡石和木質(zhì)活性炭具有巨大的比表面積，除了強(qiáng)大的吸附能力之外，也能夠?yàn)榉翌D反應(yīng)提供大量活性位點(diǎn)，起到協(xié)同促進(jìn)作用。

24、4、本發(fā)明提供的一種復(fù)合cod去除劑，與單獨(dú)的硫酸亞鐵芬頓藥劑相比，系統(tǒng)產(chǎn)泥量少，這是由于改性海泡石和木質(zhì)活性碳吸附不產(chǎn)生污泥，所以能夠大大減少污泥的產(chǎn)生量。此外，本發(fā)明提供的復(fù)合cod去除劑利用芬頓高級(jí)氧化反應(yīng)，其中硫酸亞鐵占比為40％～60％，所以，雙氧水用量較少，減少了強(qiáng)氧化劑的使用量，減少了運(yùn)輸及使用過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。

25、除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。