[发明专利]一种聚硅酸铁复合絮凝剂的制备方法

说明书

本发明利用饱和后废弃人工湿地系统材料制备的聚硅酸铁复合絮凝剂，涉及复合絮凝剂制备及废弃材料资源化利用领域，利用饱和后废弃的人工湿地系统中的水生植物、填料等为原材料，制备废弃水生植物复合提取物和改性废弃填料聚合氯化铁溶液，使废料重新活化，恢复其吸附能力。将二者与聚硅酸溶液混合，即得利用饱和后废弃人工湿地系统材料制备的聚硅酸铁复合絮凝剂，制备的絮凝剂在去除浊度、色度、COD、氨氮、总磷等方面具有良好的效果。本发明工艺简单、成本低廉，利用整个饱和后废弃的人工湿地中的材料制备复合絮凝剂，实现变废为宝，且污水去除效果高效、优良，为废料资源化利用开辟了一条新路，具有良好的社会效益、经济效益和环境效益。

技术领域

本发明涉及复合絮凝剂制备及废弃材料资源化利用领域，具体涉及一种利用饱和后废弃人工湿地系统材料制备的聚硅酸铁复合絮凝剂，所制备的絮凝剂对各项水质指标处理效果更均衡、更高效。

背景技术

被誉为“自然之肾”的人工湿地是一种新型污水处理工艺，具有投资费用低、处理效果稳定、有美学价值等特点，集环境效益和经济效益于一体。人工湿地的主要组成部分为：填料、水生植物、微生物、水体等，对污水的净化是主要是填料、水生植物和微生物共同作用的结果。当污水流经人工湿地时，填料通过一些物理和化学的途径(如吸收、吸附、过滤、离子交换、络合反应等)来去除污水中的氮、磷等营养物质；水生植物的作用则是直接吸收污水中可利用的营养物质，并可吸附、富集重金属及一些有毒有害物质，同时为根区的好氧微生物输送氧气及增强、维持介质的水力传输；后期，微生物在分解有机物质、脱氮除磷的过程中发挥着重要作用。

但是随着人工湿地应用的普及及运行年限的增加，人工湿地填料及水生植物吸附饱和问题日益突出，且水生植物日渐枯萎也影响了湿地观感，而填料及水生植物一旦达到饱和状态就失去了对污水的净化作用，需要将废旧填料及水生植物从湿地挖出，重新更换新鲜填料、重新种植新鲜植物和考虑废旧材料的归处，不仅造成了资源的浪费，而且还侵占大量土地，对生态和环境造成了双重破坏。因此，如何处理大量饱和的人工湿地废料及废料能否重新利用、变废为宝等问题，是值得深思且急需解决的。

絮凝剂从传统无机絮凝剂发展到无机高分子絮凝剂，无机高分子絮凝剂中的聚硅酸盐类絮凝剂的絮凝效果和絮体沉降效果更为优异，综合了聚硅酸和金属盐(铁盐、铝盐)的优点。而铝系絮凝剂存在毒性，因此对铁系絮凝剂的研制、开发成为无机高分子絮凝剂研究的重点。聚硅酸铁因其不含对人体和环境有害的铝，主要以铁和二氧化硅为主要原料制备而成的，絮体凝聚好、絮体颗粒大，便于沉淀，而且在有机物的去除方面，絮凝效果优于铝系絮凝剂，正是基于聚硅酸铁的种种优点，它的研发和应用已经受到全世界的广泛关注。如考虑利用其它材料与聚硅酸铁絮凝剂进行复合，得到的絮凝剂对污水各指标去除效果是否更加高效、优良，这一问题也是值得深究的。

因此，将饱和后废弃人工湿地系统材料进行有效地资源化再生利用，制备聚硅酸铁复合絮凝剂，是一个十分有意义的想法。制备的絮凝剂不仅对絮凝沉降快、污水各指标去除效果佳，而且对于节约资源、资源化再生利用、改善环境、提高经济和社会效益具有重大的现实意义和长远的战略意义。

发明内容

针对资源化利用饱和后废弃人工湿地系统材料，使废料重新活化，恢复其吸附能力，使其变废为宝的问题，本发明提供一种利用饱和后废弃人工湿地系统材料制备的具有更高附加价值的聚硅酸铁复合絮凝剂。本发明制备出的复合絮凝剂效果显著，为废料资源化利用开辟了一条新路，具有良好的社会效益、经济效益和环境效益。

本发明提供的一种利用饱和后废弃人工湿地系统材料制备的聚硅酸铁复合絮凝剂，包括以下步骤：

步骤一、制备聚硅酸溶液：

将硅酸钠加水稀释成硅酸钠水溶液，在硅酸钠水溶液中加入生产钛白粉过程中产生的废酸，将硅酸钠水溶液pH值调节成1.8～3.5，活化30～40分钟，即得聚硅酸溶液；

步骤二、制备废弃水生植物复合提取物：