[发明专利]一种用于气浮的除磷药剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于气浮的除磷药剂及其制备方法，属于环境保护技术领域。本文采用两性表面活性剂十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱(DSB)和阳离子表面活性剂溴代十六烷基吡啶(CPB)复合改性膨润土。采用DSB+CPB复合改性膨润土吸附磷酸盐的能力优于DSB和CPB单独改性膨润土，两者具有协同作用，最佳改性比例(1.0DSB+1.5CPB)的最佳吸附量分别可达原土和1.0DSB两性改性膨润土的8.19倍和1.79倍，复合改性可显著提高膨润土对磷酸盐的吸附能力。

技术领域

本发明涉及一种用于气浮的除磷药剂及其制备方法，属于环境保护技术领域。

背景技术

随着经济的快速发展，人们工农业生产活动增多，大量含磷废水排入环境中，导致河道和湖泊的水质急剧恶化，众多流域爆发藻类事件，出现水体黑臭现象，使得水体的生态功能部分或全部丧失。研究表明，过量磷含量是导致淡水体系中藻类大量繁殖更为关键的因素。因此，经济高效的除磷技术开发成为当前研究重点。目前用于污水除磷的主要的技术包括化学沉淀法、离子交换法、微生物法、水生物法、土壤处理法和吸附法等。其中，吸附法因具有材料来源广、去除效率高、经济效益好、可重复利用等优势，在污水除磷中得到广泛应用。因此，高效吸附材料的开发至关重要。

发明内容

为了解决上述问题，本文采用两性表面活性剂十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱(DSB)和阳离子表面活性剂溴代十六烷基吡啶(CPB)复合改性膨润土，当加入两性表面活性剂DSB对其进行改性后，DSB分子结构中带正电荷的季胺基亲水基团N⁺端可与膨润土表面的负电荷位点结合，同时DSB分子结构中的十二烷基疏水长碳链在膨润土表面形成有机相，导致疏水性变强，且外表面正电荷基团可与磷酸盐形成电性吸引，故其吸附效果优于原土。进一步地，当再加入阳离子表面活性剂CPB进行复合改性后，CPB分子结构中带正电的季胺基可以与DSB分子结构中的负电荷磺丙基基团和未被DSB结合的膨润土表面负电荷点位相结合。与此同时，CPB与DSB分子结构中的疏水长碳链通过疏水作用，在膨润土表面形成有机相，增强膨润土表面疏水性，且有机相向外的正电荷端会进一步提升复合改性膨润土对磷酸盐的吸附能。因此，DSB+CPB复合改性膨润土吸附磷酸盐的能力优于DSB两性改性膨润土，且随CPB改性比例的增大，这种吸附优势也越明显。

本发明的第一个目的是提供一种改性膨润土的方法，所述方法是采用十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱DSB和阳离子表面活性剂溴代十六烷基吡啶CPB复合改性膨润土。

在本发明一种实施方式中，所述DSB和CPB用量是以膨润土的阳离子交换容量CEC为基准，分别为50％-100％CEC和25％-150％CEC。

在本发明的一种实施方式中，所述改性条件为：改性温度为50-70℃，反应时间为3-5h。

在本发明的一种实施方式中，所述改性方法是向膨润土浆液中加入DSB和CPB溶液，于50-70℃恒温搅拌3-5h，静置冷却后抽滤分离，洗涤、烘干、研磨，即得改性膨润土。

在本发明的一种实施方式中，所述称取一定质量膨润土，配制成膨润土浆液，水土质量比(5-15)：1，再向其中加入以其阳离子交换容量CEC为基准配制的DSB和CPB溶液，50-70℃恒温搅拌3-5h，静置冷却后抽滤分离，并洗涤至无Br^-，于50-70℃烘干后研磨过80-100目筛，即得改性膨润土。

本发明的第二个目的是提供一种应用上述方法制备得到的改性膨润土。

本发明的第三个目的是提供一种上述改性膨润土作为除磷药剂的应用。

在本发明一种实施方式中，所述应用中控制反应pH为3-9，控制反应温度为20-40℃。

本发明第四个目的是提供一种上述改性膨润土作为除磷药剂在气浮池中的应用。

本发明的有益效果：