[发明专利]用于微污染水源直接过滤处理的硅藻土/纤维素无机-有机复合助滤剂、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及给水处理技术领域，具体是涉及用于微污染水源直接过滤处理的硅藻土/纤维素无机-有机复合助滤剂、制备方法及其应用。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高和物质生活的日益丰富，人民生活质量产生了大的飞跃，人们对可饮用水和使用水的品质要求也越来越高，安全、健康成为人民重点关心的问题。但随着水资源短缺和水污染的加剧，水资源的重复利用日渐成为急需解决的问题。

现今微污染水体已越来越多地作为人们生活用水水源之一。在微污染水体的处理过程中直接过滤是人们常用的一种水处理工艺。而若将其进行直接过滤时，滤浆中的颗粒极易形成滤饼或堵塞过滤介质的孔道，使过滤无法继续进行。目前，为降低这种问题发生的可能性，可在过滤时加入助滤剂。理想的助滤剂应是化学稳定、不溶、坚硬、形状不规则的细颗粒，并可形成结构疏松而且几乎不可压缩的滤饼。目前常用的助滤剂有硅藻土、纤维素等，但其在实际应用中各有优缺点：硅藻土具有发达的孔隙结构、硬度高、稳定性好、化学杂质含量少的特点，但是滤速相对缓慢，堆密度较大，按其质量加入往往达不到预期要求，多加又将使成本上升。有人想研制堆密度小的硅藻土型产品，但受到原料物质组分与结构的限制，迄今未取得满意结果；纤维助滤剂在水中带负电荷，吸附阳离子，具有一定的吸附性能，所以同时可用作吸附剂，但过滤之后滤液的澄清度不太好。

因此，研制开发一种能够取众家之长，又能克服各自缺陷的新产品具有重要的现实意义。专利号981268218中提到将木质纤维素和硅藻土复合使用作为助滤剂，但其中所涉及到的复合助滤剂仅仅是将硅藻土与纤维素简单物理混合进行使用，非真正意义的复合，助滤效果并不十分突出。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供用于微污染水源直接过滤处理的硅藻土/纤维素无机-有机复合助滤剂、制备方法及其应用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

用于微污染水源直接过滤处理的硅藻土/纤维素无机-有机复合助滤剂，其特征在于：它是将纤维素在水中于50-90℃进行预水解搅拌反应后，加入硅藻土的无水乙醇分散液进行搅拌，然后加入氨水调节体系pH为适于纤维素缩聚反应进行的碱性条件下，保温缩聚反应，搅拌得到纤维素-硅藻土溶胶，再陈化得到凝胶后进行处理制得的。

按上述方案，所述的纤维素和硅藻土的质量比为0.66-1.66：1。

用于微污染水源直接过滤处理的硅藻土/纤维素无机-有机复合助滤剂的制备方法，其特征在于：它是将纤维素加水分散得到纤维素分散液，然后在酸性条件下于50-90℃进行预水解搅拌反应，然后向其中加入硅藻土的无水乙醇分散液，搅拌，再加入氨水，调节体系pH为适于纤维素缩聚反应进行的碱性条件下，保温缩聚反应，降温，持续搅拌得到纤维素-硅藻土溶胶，再陈化得到凝胶后经处理制得纤维素-硅藻土无机-有机复合助滤剂。

按上述方案，所述的纤维素在使用前预先经水洗去除表面杂质；所述纤维素分散液中纤维素的质量浓度为0.02-0.035g/mL；所述硅藻土无水乙醇分散液中硅藻土的质量浓度为0.05-0.075g/mL。

按上述方案，所述进行预水解反应的酸性条件是在纤维素分散液中加入硫酸进行调节得到的；预水解搅拌反应时体系的pH为1-2，反应时间为10-15min。

按上述方案，所述进行缩聚反应时体系的pH为7-7.5，缩聚反应时间为5-10min。

按上述方案，所述降温后持续搅拌以得到纤维素-硅藻土溶胶的搅拌时间为24-26h，搅拌速率优选为20-40r/min；所述陈化得到凝胶的陈化时间为24-26h，陈化温度为40-60℃。

按上述方案，该方法包括在得到溶胶后，过滤水洗去除杂化物，然后再陈化得到凝胶；所述获得凝胶后的处理为干燥，研磨处理。

硅藻土/纤维素无机-有机复合助滤剂可应用于微污染水源的直接过滤处理中。

按上述方案，硅藻土/纤维素无机-有机复合助滤剂应用于微污染水源直接过滤处理时，可将其和待处理的原水混合配得混浆后进行过滤处理，或将其加水配成的液状物预涂于过滤过程中所使用的过滤介质上后再对待处理的原水进行过滤处理，其中：所述硅藻土/纤维素无机-有机复合助滤剂的使用量为0.2mg/L-2.5mg/L，优选为1.4-1.6mg/L，所述过滤时水的适用滤速为2-8m/h，优选为4m/h。

本发明的有益效果：