[发明专利]一种焙烧态水铝钙石吸附去除水中腐殖酸的方法

说明书

一种焙烧态水铝钙石吸附去除水中腐殖酸的方法，以焙烧态水铝钙石为吸附材料，吸附去除水中的腐殖酸。所述焙烧态水铝钙石的制备过程包括：将Na₂CO₃溶于水中，再加入物质的量之比为2～5：1的Ca(OH)₂和Al(OH)₃，其中，Na₂CO₃和Al(OH)₃的物质的量之比为0.25～0.5：1；在40～90℃混合反应0.5～3 h，在70～100℃晶化6～20 h，将沉淀物脱水，所得固体经干燥、粉碎后，在400～800℃焙烧2～8 h。本发明涉及的焙烧态水铝钙石对水中腐殖酸具有较高的去除率、吸附容量和吸附速率。

技术领域

本发明属于水处理领域，特别涉及一种焙烧态水铝钙石吸附去除水中腐殖酸的方法。

背景技术

腐殖酸是自然界普遍存在的大分子有机物，含有羧基、酚羟基、羰基等活性官能团，是天然水体中有机物的主要组分。在一般的天然饮用水源中，腐殖酸的含量约占水中总有机物的50%~90%，它也是饮用水氯化消毒产生的有毒副产物的主要前驱物。采用饮用水的常规处理工艺难以去除腐殖酸。

水滑石类材料具有典型的层板结构，层间阴离子可交换，层板中的阳离子可调控，且具有结构“记忆效应”，已广泛应用于高分子材料助剂、催化和吸附等领域。以水滑石为前驱体，经高温焙烧，可得到具有多孔结构和高比表面的焙烧态水滑石，对水中的染料、重金属、磷酸根离子和腐殖酸等具有较好的吸附去除性能（ZL 2005100508734；ZL2008101209254；环境科学与技术, 2019, 42(05): 70-76；硅酸盐通报, 2017, 36(04):1424-1429；材料导报, 2015, 29(16): 79-81）。与焙烧态Mg-Al水滑石相比较，焙烧态水铝钙石的表面碱强度更高，且原材料成本更低，更适合作为廉价吸附材料大规模应用于水处理领域。

然而，现有技术方案采用共沉淀法制备焙烧态水铝钙石，并将其应用于吸附领域。共沉淀法制备工艺均以可溶盐（如氯化钙、氯化铝等）和碱（如氢氧化钠、碳酸钠）为原料，其原子利用率低，需要多次洗涤，排放大量含盐废水，生产成本较高，且吸附性能有待于进一步提升。因此，开发生产工艺清洁简单，成本低廉，且对腐殖酸具有高效吸附性能的焙烧态水铝钙石，仍然是本领域的技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焙烧态水铝钙石吸附去除水中腐殖酸的方法，该方法所涉及的吸附剂成本低廉，制备过程简单无污染，对水中的腐殖酸具有高效吸附性能。

本发明提供的一种焙烧态水铝钙石吸附去除水中腐殖酸的方法，以焙烧态水铝钙石为吸附剂，通过吸附去除水中的腐殖酸，其特征在于，所述焙烧态水铝钙石的制备步骤如下：

（1）将Na₂CO₃溶于水中，再加入Ca(OH)₂和Al(OH)₃，其中，Ca(OH)₂和Al(OH)₃的物质的量之比为2～5：1，Na₂CO₃和Al(OH)₃的物质的量之比为0.25～0.5：1；

（2）在40～90℃混合反应0.5～3 h，在70～100℃晶化6～20 h，将沉淀物脱水，所得固体经干燥、粉碎后即为粉体状的水铝钙石；

（3）将步骤（2）所得水铝钙石在400～800℃焙烧2～8 h，即得到焙烧态水铝钙石。

进一步的，所述焙烧态水铝钙石的用量与水中腐殖酸的质量比为7～15：1。

进一步的，所述水中腐殖酸的初始浓度为10～50 mg/L。

进一步的，所述吸附时间为20～120 min。