本發(fā)明涉及水處理材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種摻混納米二氧化錳的炭化秸稈/硅藻土分子篩除錳濾料。
背景技術(shù)：
目前，我國大多數(shù)城市已經(jīng)或逐步將水庫和湖泊作為城市供水的主要來源，因此水庫和湖泊在水源地城市起到很重要的作用，水庫和湖泊與人類生活、生產(chǎn)密切相關(guān)，它不僅作為飲用水和生產(chǎn)用水的水源，湖泊水在對自然環(huán)境的調(diào)節(jié)上也有著十分顯著作用，但在夏季隨著水庫分層事件的發(fā)生，伴隨庫底缺氧，孔隙水中錳向上覆湖水遷移，氧化還原邊界層上移進(jìn)入水庫中，導(dǎo)致底泥中的錳向上覆水體大量釋放，界面水中溶解態(tài)Mn2+濃度明顯升高，導(dǎo)致取水中的錳濃度升高，飲用水源的錳污染日益嚴(yán)重，使自來水廠原水錳超標(biāo)，不但增加了凈水處理的難度，對供水管網(wǎng)系統(tǒng)也造成不良影響。
早在上個世紀(jì)60年代水除錳技術(shù)的研究就開始引起人們的關(guān)注，隨著技術(shù)的進(jìn)步，除錳方法也經(jīng)歷了不同的階段，主要包括化學(xué)氧化劑氧化、接觸催化氧化、生物氧化以及錳氧化物負(fù)載濾料除錳等等技術(shù)階段，其中負(fù)載濾料除錳技術(shù)是近年來一類具有較大應(yīng)用潛力的處理方法?！都{米分子篩和硅藻土吸附除去水中錳離子的研究》一文探索了以納米分子篩和硅藻土作為濾料，達(dá)到了較為理想的除錳效果，但是其去除效果受體系pH值的影響較大，還會改變體系的pH值，大量使用將會導(dǎo)致飲用水pH不達(dá)標(biāo)，且其吸附能力有效，不適合大規(guī)模使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種摻混納米二氧化錳的炭化秸稈/硅藻土分子篩除錳濾料。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種摻混納米二氧化錳的炭化秸稈/硅藻土分子篩除錳濾料，其特征在于，所述的濾料由以下重量份的原料制成：秸稈10-15、硅藻土60-80、硫酸錳5-8、高錳酸鉀2-3、硫酸溶液適量、氫氧化鈉50-80、鋁酸鈉1-2、去離子水適量。
一種摻混納米二氧化錳的炭化秸稈/硅藻土分子篩除錳濾料的制備方法包括以下步驟：
（1）將秸稈清洗干凈后脫水干燥粉碎，處理后的物料在300-400℃條件下炭化處理，得炭化秸稈粉備用；
（2）將硅藻土在500-550℃條件下焙燒2-3h后取出冷卻，隨后投入濃度為2mol/L的硫酸溶液中，在80-90℃條件下混合反應(yīng)5-8h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)過濾、水洗、干燥，得純化硅藻土粉備用；
（3）將硫酸錳溶于去離子水中，配制成濃度為20-30%的溶液備用，接著將高錳酸鉀溶于去離子水中，配制成濃度為10-20%的溶液，將配制的高錳酸鉀溶液在攪拌條件下滴加到硫酸錳溶液中，滴加完畢后混合溶液放入超聲水浴中，在150-250W的功率下超聲15-20h，超聲結(jié)束后經(jīng)抽濾、清洗、干燥，得納米二氧化錳備用；
（4）將炭化秸稈粉、純化硅藻土粉與氫氧化鈉混合，在550-600℃條件下焙燒1-1.5h，所得產(chǎn)物冷卻至室溫后與納米二氧化錳混合，投入去離子水中，超聲處理2-3h后加入鋁酸鈉，繼續(xù)超聲分散30-40min后投入反應(yīng)釜中，在110-150℃條件下反應(yīng)60-80h，反應(yīng)結(jié)束后取出冷卻至室溫，再經(jīng)抽濾、水洗、干燥后即得所述濾料。
本發(fā)明采用秸稈和硅藻土作為濾料基料，降低了生產(chǎn)成本，并合成納米二氧化錳摻混于基料中，制成具有高比表面積和吸附效果的納米分子篩結(jié)構(gòu)，這種濾料較之傳統(tǒng)的除錳濾料效率高、成熟期短、除錳效果持久，除錳效果受水體pH值影響小，可重復(fù)使用，尤其適合輕量錳超標(biāo)的飲用水源處理。
具體實(shí)施方式
該實(shí)施例的濾料由以下重量份的原料制得：秸稈12、硅藻土70、硫酸錳6、高錳酸鉀2、硫酸溶液適量、氫氧化鈉65、鋁酸鈉1.5、去離子水適量。
制備方法為：
（1）將秸稈清洗干凈后脫水干燥粉碎，處理后的物料在350℃條件下炭化處理，得炭化秸稈粉備用；
（2）將硅藻土在550℃條件下焙燒2.5h后取出冷卻，隨后投入濃度為2mol/L的硫酸溶液中，在80℃條件下混合反應(yīng)6h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)過濾、水洗、干燥，得純化硅藻土粉備用；
（3）將硫酸錳溶于去離子水中，配制成濃度為25%的溶液備用，接著將高錳酸鉀溶于去離子水中，配制成濃度為15%的溶液，將配制的高錳酸鉀溶液在攪拌條件下滴加到硫酸錳溶液中，滴加完畢后混合溶液放入超聲水浴中，在200W的功率下超聲18h，超聲結(jié)束后經(jīng)抽濾、清洗、干燥，得納米二氧化錳備用；
（4）將炭化秸稈粉、純化硅藻土粉與氫氧化鈉混合，在550-600℃條件下焙燒1.2h，所得產(chǎn)物冷卻至室溫后與納米二氧化錳混合，投入去離子水中，超聲處理2.5h后加入鋁酸鈉，繼續(xù)超聲分散35min后投入反應(yīng)釜中，在120℃條件下反應(yīng)70h，反應(yīng)結(jié)束后取出冷卻至室溫，再經(jīng)抽濾、水洗、干燥后即得所述濾料。
將該濾料以除錳池體積的0.5倍進(jìn)行填充，選取合肥大房郢水庫底層Mn2+濃度為0.8mg/L的河水進(jìn)行測試，在1m3/h的流速下運(yùn)行30天，出水中Mn2+的濃度為0.06mg/L，遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。