[发明专利]一种去除废水中无等电点纳米颗粒的工艺及参数确定方法

说明书

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种去除废水中无等电点纳米颗粒的工艺及参数确定方法。包括以下步骤：对废水进行取样测定废水中无等电点纳米颗粒的浓度，之后将剩余样品等分为m组并调节pH值，将不同pH值的各组样品分别等分成n份，加入带有与无等电点纳米颗粒相反电荷且直接加入水中无法形成稳定悬浮液的废水处理剂，之后测定废水处理剂与无等电点纳米颗粒不同质量配比的去除效果得到pH‑配比‑去除率三维曲线图。本发明通过实验获得pH‑配比‑去除率三维曲线图，根据废水排放标准得到废水处理条件区域，为处理纳米颗粒废水提供数据参考，兼顾处理效率、成本，适用于不同生产、使用条件下产生的不同种类、浓度的该类纳米颗粒废水。

技术领域

本发明涉及水处理的技术领域，具体涉及一种去除废水中无等电点纳米颗粒的工艺及参数确定方法。

背景技术

纳米材料凭借其独特的机械性能、接触反应活性、光学性质和电学传导性等，为光电、生命科学、能源及催化等领域的发展注入了新生力量，近年来得到越来越广泛的应用，但同时也产生了处理含有纳米颗粒废水的问题，纳米颗粒在生产、使用等过程中通过地表或地下径流污染水环境，通过吸附或进入生物体内，在食物链中进一步迁移产生毒性等效应给人类健康带来潜在威胁。纳米材料具有巨大的比表面积，在给生活带来巨大便利的同时，其细胞的生物毒性与宏观材料具有很大的差异。当废水中纳米颗粒Zeta电位为零时，所对应的点为等电点，一般认为是纳米颗粒水悬浮液最不稳定的点。通过调节废水pH达到等电点的方法可以使纳米颗粒发生同相团聚，以达到最好的去除纳米颗粒效果。

目前去除废水中的纳米颗粒首先要寻找纳米颗粒等电点，方法大致如下，首先测定样品的pH和Zeta电位值；根据原始样品的Zeta电位值的正负±，建议选用盐酸和氢氧化钠溶液开始相应方向的滴定，如果初始Zeta电位值为正，则用氢氧化钠溶液滴定(反之亦然)；每次滴定后，重新测定该样品的Zeta电位值(循环往复这个步骤)；以横坐标为pH值，纵坐标为Zeta电位值作图，在图上标出每个阶段样品的数值并连线(滴定间隔点越小越好)；在标出样品Zeta电位为0前后位置的点后，将这两点连线，延长纵坐标Zeta电位为0mV的连线，与曲线的交点，其对应的横坐标就是该样品的等电点。

但是，也存在一类纳米颗粒，它们的Zeta电位在不同的pH下恒正或恒负，不存在等电点，如氧化石墨烯等，这一类的纳米颗粒不能通过调节pH达到等电点的方法来去除；而且目前并无一种统一的方法用于去除废水中该类纳米颗粒。

发明内容

针对水中无等电点纳米颗粒无法去除的技术问题，本发明提供一种去除废水中无等电点纳米颗粒的工艺及参数确定方法。

第一方面，本发明提供一种去除废水中无等电点纳米颗粒工艺的参数确定方法，至少包括如下步骤：

(1)取m份等体积废水调节为不同的pH值，m为大于0的整数；

(2)将步骤(1)得到的各pH值废水再等体积分装为n份，n为大于0的整数，向同一pH值对应的n份废水中加入不同质量的废水处理剂进行处理，废水处理剂为与无等电点纳米颗粒带相反电荷且直接加入水中无法形成稳定悬浮液的物质；

(3)对步骤(2)得到的废水进行振荡处理，振荡完成后静置、过滤；

(4)测定步骤(3)处理后的各废水上清液中无等电点纳米颗粒的浓度，拟合pH值、去除率和配比的三维曲线图，得到pH-配比-去除率三维曲线图；

(5)在pH-配比-去除率三维曲线图中确定满足排放要求的参数区域。

进一步的，废水处理前后的无等电点纳米颗粒的浓度由吸光度-浓度标准曲线得到。

进一步的，步骤(1)中m＝10，调节后m份废水的pH值分别为2、3、4、……、11。