利用碳納米管-納米銀-聚硅酸硫酸氯化鋁鐵-殼聚糖復(fù)合材料處理難降解有機廢水的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機廢水處理領(lǐng)域，設(shè)及一種碳納米管-納米銀-聚娃酸硫酸氯化侶 鐵-殼聚糖復(fù)合材料，還設(shè)及該碳納米管-納米銀-聚娃酸硫酸氯化侶鐵-殼聚糖復(fù)合材 料的制備方法，還設(shè)及上述碳納米管-納米銀-聚娃酸硫酸氯化侶鐵-殼聚糖復(fù)合材料在 難降解有機廢水處理中的應(yīng)用；還設(shè)及一種利用碳納米管-納米銀-聚娃酸硫酸氯化侶 鐵-殼聚糖復(fù)合材料處理難降解有機廢水的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 高濃度有機廢水一般是指由造紙、皮革及食品等行業(yè)排出的COD在2000mg/LW上 的廢水。運些廢水中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、纖維素等有機物，如果直接排 放，會造成嚴重污染。
[0003] 水污染是當前我國面臨的主要環(huán)境問題之一。預(yù)測工業(yè)廢水占總污水量的70%W 上。而工業(yè)廢水又W高濃度有機廢水為主。高濃度有機廢水對環(huán)境水體的污染程度大，而 且處理難度較高，是國內(nèi)外環(huán)保研究領(lǐng)域中的難題之一，它的凈化處理越來越受到人們的 關(guān)注。
[0004] 目前，工業(yè)廢水和城市生活廢水是我國水環(huán)境污染的污染源之一，尤其是隨著生 產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大及工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，含有高濃度有機廢水的污染源日益增多。但由 于高濃度有機廢水的性質(zhì)和來源不一樣，其治理技術(shù)也不一樣。通常根據(jù)高濃度有機廢水 的性質(zhì)和來源可W分為Ξ大類：
[0005] (1)第一類為不含有害物質(zhì)且易于生物降解的高濃度有機廢水，如食品工業(yè)廢 水；
[0006] (2)第二類為含有有害物質(zhì)且易于生物降解的高濃度有機廢水，如部分化學工業(yè) 和制藥業(yè)廢水；
[0007] (3)第Ξ類為含有有害物質(zhì)且不易于生物降解的高濃度有機廢水，如有機化學合 成工業(yè)和農(nóng)藥廢水。
[0008] 由于高濃度有機廢水采用一般的廢水治理方法難W滿足凈化處理的經(jīng)濟和技術(shù) 要求，因此對其進行凈化處理、回收和綜合利用研究已逐漸成為國際上環(huán)境保護技術(shù)的熱 點研究課題之一。 陽009] 針對上述Ξ大類高濃度有機廢水的典型治理技術(shù)進行評述有助于高濃度有機廢 水治理技術(shù)的選擇。廢水處理過程的各個組成部分可W分類為生物處理法、化學處理法、物 理化學處理法、物理處理法等四種。對于高濃度有機廢水的治理方法，往往是上述兩種或Ξ 種方法進行綜合處理，如廢水中含有芳控、芳香族和面代芳香族化合物、脂肪族和氯化脂肪 族化合物、有機氯化物等，若含量很高，則可先通過濕式氧化法等進行處理，可大大降低有 害化合物的濃度，并可提高殘余有機物的可生化性，如有必要，還可W采用化學法如焚燒做 最終處理，可使有害物質(zhì)的去除率達到環(huán)保要求。
[0010] 隨著工業(yè)的發(fā)展和人們對環(huán)境要求的不斷提高，生物處理技術(shù)的不足就逐漸顯現(xiàn) 出來，如難降解有機物的去除、水體的富營養(yǎng)化、高濃度高COD工業(yè)廢水、微污染水源的治 理都是生物處理技術(shù)已面臨的難題。目前，對于此類難降解有機廢水的處理常采用物化法、 化學法、生化法等，但由于水質(zhì)的特殊性，常規(guī)處理技術(shù)很難達到滿意的效果。因此，難降解 有機廢水的處理研究一直是國內(nèi)外水處理工作中的一個難點和研究熱點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明目的：本發(fā)明的第一目的是提供一種碳納米管-納米銀-聚娃酸硫酸氯化侶 鐵-殼聚糖復(fù)合材料，還設(shè)及該碳納米管-納米銀-聚娃酸硫酸氯化侶鐵-殼聚糖復(fù)合材 料的制備方法；還設(shè)及一種上述碳納米管-納米銀-聚娃酸硫酸氯化侶鐵-殼聚糖復(fù)合材 料在水處理中的應(yīng)用；還設(shè)及一種水處理設(shè)備。
[0012] 技術(shù)方案：本發(fā)明提供的一種碳納米管-納米銀-聚娃酸硫酸氯化侶鐵-殼聚糖 復(fù)合材料，包括：
[0013] 碳納米管，所述碳納米管被表面功能化；
[0014] 納米銀，所述納米銀吸附于碳納米管內(nèi)外管壁上；
[0015] 聚娃酸硫酸氯化侶鐵，所述聚娃酸硫酸氯化侶鐵包覆于碳納米管外管壁上；
[0016] 殼聚糖，所述殼聚糖包覆于碳納米管外管壁上或接枝于聚合氯化侶上。
[0017] 優(yōu)選地，所述碳納米管、納米銀、聚娃酸硫酸氯化侶鐵、殼聚糖的質(zhì)量比為(10-20) :1 :(10-20) :(10-20)。
[0018] 更優(yōu)選地，所述碳納米管為單壁碳納米管或多壁碳納米管。
[0019] 本發(fā)明還提供了上述一種碳納米管-納米銀-聚娃酸硫酸氯化侶鐵-殼聚糖復(fù)合 材料的制備方法，包括W下步驟：
[0020] (1)將碳納米管加入包括堿和表面活性劑的混合溶液中，210-220°c反應(yīng)6h，純 化，得表面功能化的碳納米管；
[0021] (2)在磁力攬拌條件下，首先將聚乙締化咯燒酬加入到體積比為1: (2-4)的水和 乙二醇的混合溶劑中，持續(xù)攬拌直至聚乙締化咯燒酬完全溶解，然后加入棚氨化鋼，再加入 納米銀；在室溫條件下，將步驟（1)制得的碳納米管完全浸潰于溶液中反應(yīng)6-lOh，去離子 水清洗，真空干燥處理，即得吸附納米銀的碳納米管； 陽0巧 做在磁力攬拌條件下，首先將聚乙締化咯燒酬加入到體積比為1: (2-4)的水和 乙二醇的混合溶劑中，持續(xù)攬拌直至聚乙締化咯燒酬完全溶解，然后加入棚氨化鋼，再加入 聚娃酸硫酸氯化侶鐵；40-60°C下，將步驟（2)制得的吸附納米銀的碳納米管完全浸潰于溶 液中反應(yīng)20-3化，去離子水清洗，真空干燥處理，即得碳納米管-納米銀-聚娃酸硫酸氯化 侶鐵；
[002引 （4)在磁力攬拌條件下，首先將聚乙締化咯燒酬加入到體積比為1: (2-4)的水和 乙二醇的混合溶劑中，持續(xù)攬拌直至聚乙締化咯燒酬完全溶解，然后加入棚氨化鋼，再加入 殼聚糖；40-60°C下，將步驟（3)制得的碳納米管-納米銀-聚娃酸硫酸氯化侶鐵完全浸潰 于溶液中反應(yīng)20-3化，去離子水清洗，真空干燥處理，即得碳納米管-納米銀-聚娃酸硫酸 氯化侶鐵-殼聚糖。
[0024] 其中，步驟（1)中，所述混合溶液中，堿的重量百分比濃度為2-3%，表面活性劑的 重量百分比濃度是1-2% ;碳納米管與混合溶液的質(zhì)量比為1: (100-150);所述表面活性劑 為質(zhì)量比1: (3-5)的十二烷基硫酸鋼和失水山梨醇醋的混合物。 陽0巧]其中，步驟（2)中，溶液中，聚乙締化咯燒酬的摩爾濃度為0. 003-0. 005111〇1/1，棚 氨化鋼的摩爾濃度為0. 01-0. 02mol/L。 陽0%] 其中，步驟（3)中，溶液中，聚乙締化咯燒酬的摩爾濃度為0. 003-0. 005111〇1/1，棚 氨化鋼的摩爾濃度為0. 01-0. 02mol/L。
[0027] 其中，步驟（4)中，溶液中，聚乙締化咯燒酬的摩爾濃度為0. 003-0. 005mol/l，棚 氨化鋼的摩爾濃度為0. 01-0. 02mol/L。
[0028] 其中，原料中，碳納米管、納米銀、-聚娃酸硫酸氯化侶鐵、殼聚糖的質(zhì)量比為 (10-20) :1 :(10-20) :(10-20)。
[0029] 本發(fā)明還提供了上述碳納米管-納米銀-聚娃酸硫酸氯化侶鐵-殼聚糖復(fù)合材料 在難降解有機廢水處理中的應(yīng)用。
[0030] 本發(fā)明還提供了一種利用碳納米管-納米銀-聚娃酸硫酸氯化侶鐵-殼聚糖復(fù)合 材料處理難降解有機廢水的設(shè)備，包括依次連接預(yù)處理裝置、一級粗濾裝置、生物處理池、 二級粗濾裝置、混凝池、沉淀池和精濾池；所述生物處理池包括依次連接的陰極室和陽極 室，所述陰極室和陽極室之間由質(zhì)子交換膜隔開，所述陰極室內(nèi)設(shè)有陰極電極，所述陽極室 內(nèi)設(shè)有陽極電極，所述陰極室底部設(shè)有曝氣裝置；所述沉淀池底部設(shè)有磁鐵。
[0031] 作為改進，所述一級粗濾裝置（2)內(nèi)填充質(zhì)量比1:2的碟卵石和石惱石的混合物。
[0032] 作為另一種改進，所述二級粗濾裝置（4)內(nèi)填充質(zhì)量比5 :1的麥飯石和石英砂。
[0033] 作為另一種改進，所述混凝池（5)內(nèi)加入W下重量份的混凝劑：天然沸石15份、25 份伊利石、10份碳納米管-納米銀-聚娃酸硫酸氯化侶鐵復(fù)合材料、10份高嶺±、5份粒徑 l