[发明专利]一种磁性污水处理剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种磁性污水处理剂及其制备方法。本发明的磁性污水处理剂是由2%‑3%海藻酸钠、32%‑38%丙烯酰胺、11%‑13%丙烯酸、10%‑15%负载纳米TiO₂型粉煤灰、3%‑13%环糊精和14%‑20%功能化磁性颗粒制备而成。该磁性处理剂采用海藻酸钠、聚丙烯酰胺高分子材料以化学键合的形式包覆粉煤灰和磁性材料，结合了絮凝剂、吸附剂、光催化剂、磁分离技术的优势，具有较高的分离回收率，达到了99%，对污水中的有机污染物和重金属污染物均具有良好的清除效果，处理后的河道污水中COD、SS、铅、镉、铜、汞、铬（Ⅵ）、砷的含量均达到了中华人民共和国国家标准地表水环境质量标准GB3838‑2002的规定，在污水处理领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种磁性污水处理剂及其制备方法。

背景技术

随着工业化发展进程的加快和人类生活水平的提高，工业废水和生活污水的排放量日益增加，水污染问题日益严重，让人们付出了沉重的代价。由于工业废水和生活污水来源复杂，如工厂废水的成分不同，因此需要研究开发一种适用于多种污染物处理的技术。

吸附法作为一种设备简单、易于操作、无二次污染的处理方法，是目前最具应用前景的废水处理方法，但现有常规吸附剂存在吸附容量低、稳定性差、功能单一、分离回收困难的问题。

我国粉煤灰的产量巨大，如果不加以处理，而放置在环境中，易造成扬尘而污染环境，粉煤灰属于高温烧结产物，具有疏松多孔的结构和较大的比表面积，这些特点使粉煤灰具有很强的吸附性，可用作吸附材料处理工业废水，但将粉煤灰直接用于废水处理，存在以下不足：一是粉煤灰作为粉体，施工时会存在粉尘度大的问题，且加入污水后粉体易聚集，使吸附剂与废水的接触率降低，降低吸附容量，同时处理后与废水不易分离，使废水处理效率降低；二是粉煤灰仅利用孔隙吸附，吸附能力有限，吸附容量和吸附稳定性低。

聚丙烯酰胺常作为一种污水处理的絮凝剂，其通过絮凝沉降作用可有效去除悬浮物以及溶解性的化学耗氧物(COD)、生物耗氧物(BOD)等，从而达到净化污水的目的，但其通常存在矾花小，沉降困难，需额外补加助凝剂和沉淀剂，而造成污泥量大的问题。

纳米TiO₂具有半导体的电子结构，通过光激发后，纳米TiO₂产生高活性光生空穴和光生电子，形成氧化-还原体系，纳米TiO₂被广泛应用于污水处理的光催化剂，其可将大多数有机物和无机物直接或间接地氧化或还原。但单纯的以纳米TiO₂作为催化剂在污水处理中还存在以下问题：一是纳米TiO₂自身易团聚，使纳米TiO₂与污染物接触的概率降低，而使其利用率降低。二是纳米TiO₂粒径小，密度低，处理污水后不易从水中分离，不能进行二次利用，造成资源浪费，且对水体易造成二次污染。

近年来，磁分离技术已作为一种新兴的水处理技术出现在污水处理领域，磁性材料应用于污水处理具有零耗能分离的优势，在外加的磁场作用下，短短几分钟就可以实现两者完全的分离，提高污水的处理效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足和优势，提供一种磁性污水处理剂及其制备方法，该处理剂结合了絮凝沉降剂、光催化剂、吸附剂和磁分离技术处理污水的优势，具有吸附容量高、处理稳定性强、处理效率高、不易造成二次污染的理想污水处理效果。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种磁性污水处理剂，是由以下重量百分数的原料制备而成：海藻酸钠2％-3％、丙烯酰胺46％-50％、丙烯酸11％-13％、负载纳米TiO₂型粉煤灰10％-15％、环糊精3％-13％和功能化磁性颗粒14％-20％。