[发明专利]一种水处理除氟除铁锰复合吸附滤料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及饮用水处理和废水处理，更具体涉及一种水处理除氟除铁锰复合吸附滤料(Bio-F)的制备方法。适用于饮用水除氟除铁除锰，也可用于工业废水的除氟除铁锰。

背景技术

据报道中国有3亿多人饮水不安全。饮水水质不安全主要包括直接饮用未经处理的高氟水、高砷水、苦咸水，细菌超标的污染水，铁、锰超标水，以及血吸虫疫水的问题。其中饮用高氟水的人口最多，约6000万人，成为中国饮水安全的首要问题。高氟水涉及中国所有的省(自治区、直辖市)，集中分布在1317个县，主要分布在河南、河北、山东、山西、内蒙古和安徽、江苏北部等地区。其实高氟水不仅是中国的饮水安全问题，全世界有20多个国家受到高氟水的危害，其中包括中国、美国、加拿大、阿根廷、新西兰、日本、土耳其、伊朗、伊拉克、印度、泰国、约旦以及埃及、南非、坦桑尼亚等非洲国家。长期饮用超标的含氟水，轻则引起氟斑牙，严重时会引起氟骨症，造成骨质疏松、骨变形，甚至瘫痪，丧失劳动能力。中国含铁含锰地下水分布甚广，铁、锰含量超过饮用水标准的地区人口达3.31亿，其水量约占中国地下水总储量的20％以上。长期饮用铁、锰超标的水可引起食欲不振、呕吐、腹泻、胃肠道紊乱，而且过量的锰还会损坏人类的中枢神经系统。

目前，国内外除氟技术主要有混凝沉淀法、化学沉淀法、吸附法、电渗析法、反渗透和纳滤法以及离子交换法。其中，吸附法价格较低，对氟离子选择性高，吸附效果不易受到水中其他离子干扰，与膜技术相比，可以用于无电的地区，设备维护简单，适用于农村饮用水处理。除氟吸附剂在国内外市场主要是活性氧化铝、骨炭和铝系改性沸石。中国农村曾用骨炭进行饮水除氟，虽然除氟效果较好，但由于骨炭吸附剂强度低，使用寿命短，出水口感差，加工过程不环保等缺点，现已退出中国市场；活性氧化铝是目前市场上主要的饮水除氟吸附剂，来源丰富，价格适中，但活性氧化铝适用于pH偏酸性条件的除氟，除氟容量低，再生后除氟容量衰减快，易板结，使用寿命短，而且出水有铝离子溶出的风险，存在安全隐患，活性氧化铝在中国农村曾大量应用，但由于以上原因，应用效果很差；除氟沸石主要用明矾和铝盐改性和再生，虽然滤料使用寿命长，但除氟容量很低(通常静态除氟容量＜1.0mg/g)，因此设备再生频繁、水处理接触时间长、设备庞大，特别是氟含量较高时，出水氟含量较难达到标准要求，在农村应用效果不佳。除铁锰滤料主要是锰砂，但锰砂没有除氟效果，因此在氟和铁锰多因子超标时需要两种技术联用，增加了成本和管理维护难度。因此研制一种多功能、高效、安全、经济、不产生二次污染的新型吸附型除氟除铁锰滤料非常必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中不足之处，提供了一种水处理除氟除铁锰复合吸附滤料的制备方法，方法易行，操作方便，复合吸附滤料安全、价格低廉、使用方便、除氟效果好、无二次污染的除氟除铁锰复合多功能滤料。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

1.原料选材，采用废弃生物材料作为原材料(非骨头材料)，如采用蛋壳或虾蟹壳或贝类壳，洗净干燥待用；

2.将步骤1中的原料粉碎后过筛，得到大小为5-60目的颗粒；

3.将在步骤2中获得的颗粒入炉(电炉或马弗炉)煅烧，保证炉内原料均匀加热，在常压条件下，温度控制在300-660℃，保温30-180分钟；

4.关停加热设备，待自然冷却至15-40℃，取出原料；

5.将煅烧后的原料过60目筛，去除煅烧过程产生的细小粉末；

6.煅烧后的原料置于容器中，向容器中注入浓度为2％-45％的磷酸或硫酸或盐酸浸泡原料，原料∶磷酸或硫酸或盐酸的质量比为1∶0.5-2.2，静置2-24h，处理完毕后去除酸溶液，用清水冲洗原料1-10遍。

7.然后将原料再用5％-20％氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)溶液或0.4％-1％氧化钙(CaO)溶液浸泡4-24h，原料∶氢氧化钠或氢氧化钾或氧化钙溶液的质量比为1∶0.3-2.0，处理完毕后去除溶液，用清水冲洗原料1-20遍。

8.原料再用0.05％-1.5％氧化钙或1％-5％氯化钙(CaCl₂)，原料∶氧化钙或氯化钙的质量比为1∶2.1-5.3，循环处理4-8h或静置浸泡1-7天。处理完毕后去除溶液，将原料用清水冲洗至出水为pH 5.5-8.5，干燥后即为成品滤料。成品可填充于过滤容器内或者直接用于水池内，对水进行除氟除铁除锰。