[发明专利]一种用于稀土矿区氨氮和重金属复合污染废水处理的复合微球吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种用于稀土矿区氨氮和重金属复合污染废水处理的复合微球吸附剂及其制备方法和应用，属于污水处理技术领域。本发明提供的复合微球包括聚乙烯醇‑海藻酸钠交联物和分散在所述聚乙烯醇‑海藻酸钠交联物表面及内部的钠化沸石和腐殖酸钠改性累托石。本发明以腐殖酸钠改性累托石和钠化沸石共同作为吸附材料，对氨氮和重金属离子具有良好的去除效果。在本发明中，聚乙烯醇、海藻酸钠交联物是良好的成团材料，其交联后会形成三维互穿网状结构，可以改善累托石的层间距和沸石的孔道，进而增大材料对氨氮、重金属的吸附性能。本发明通过将钠化沸石和腐殖酸钠改性累托石制成微球材料，还能够避免累托石在水中悬浮的问题，使其易于废水分离。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种用于稀土矿区氨氮和重金属复合污染废水处理的复合微球吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

离子型稀土开采过程中浸矿剂硫酸铵的应用和稀土矿区伴生的重金属泄露可能会造成矿区地表水体氨氮和重金属复合污染，其中重金属污染主要以镉离子和铅离子为主。目前稀土尾水末端氨氮治理主要应用的技术为双级渗滤耦合生物法，而重金属的污染会对微生物造成危害，因此需要在稀土尾水前端对重金属进行应急拦截；在对重金属进行拦截时，如果能够去除部分氨氮，则可以降低稀土尾水末端的氨氮冲击负荷。

在污水处理时，重金属离子的去除多采用吸附法。目前常用的重金属、氨氮污染吸附材料主要有离子交换树脂等，但是这些吸附材料价格昂贵，限制了其应用。常用的廉价氨氮吸附材料有沸石、累托石、硅藻土、活性炭等，但是对于稀土矿区的氨氮和重金属复合污染废水，它们不能起到良好的吸附效果，比如沸石对氨氮吸附性能好，但是对于重金属吸附能力较差，而累托石则吸附重金属性能较好，对氨氮吸附性能极差。同时，累托石在水体中分散悬浮性能极好，不利于稀土矿区实际应用时吸附材料与污水分离。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种用于稀土矿区氨氮和重金属复合污染废水处理的复合微球吸附剂及其制备方法和应用。本发明提供的用于稀土矿区氨氮和重金属复合污染废水处理的复合微球吸附剂能同时去除废水中的氨氮和重金属离子，且具有较高的去除率，易于分离。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种用于稀土矿区氨氮和重金属复合污染废水处理的复合微球吸附剂，包括聚乙烯醇-海藻酸钠交联物和分散在所述聚乙烯醇-海藻酸钠交联物表面及内部的钠化沸石和腐殖酸钠改性累托石。

优选的，以质量百分含量计，所述复合微球包括：钠化沸石40～60％，腐殖酸钠改性累托石10～20％，聚乙烯醇-海藻酸钠交联物20.5～42％；

所述聚乙烯醇-海藻酸钠交联物中聚乙烯醇单体和海藻酸钠单体的质量比为20～40:0.5～2。

优选的，所述聚乙烯醇-海藻酸钠交联物中聚乙烯醇的聚合度为1650～1750。

优选的，所述复合微球的粒径为1～5mm；密度为0.4～1g/cm³。

优选的，所述钠化沸石的粒径为48μm～2mm，所述腐殖酸钠改性累托石的粒径优选为20～100目。

本发明提供了上述用于稀土矿区氨氮和重金属复合污染废水处理的复合微球吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚乙烯醇、海藻酸钠、腐殖酸钠改性累托石和钠化沸石混合加热，得到混合物；

(2)将所述混合物加入到交联剂水溶液中，进行交联反应，得到用于稀土矿区氨氮和重金属复合污染废水处理的复合微球吸附剂；

所述交联剂为氯化钙和硼酸。

优选的，所述腐殖酸钠改性累托石的制备方法，包括以下步骤：

将腐殖酸钠水溶液和累托石混合，得到腐殖酸钠改性累托石；