纳米材料由于尺寸小、比表面积高,具有高活性和强吸附性,近年来在环境保护中的应用研究发展迅速。国内外已有不少关于纳米材料用于处理污水的报道。其中,对纳米聚合氯化铝絮凝剂在石化废水处理中的应用研究较多。
覃宗华和孟伟分别提出采用缓慢加碱法和微量加碱法研制可应用于处理石化废水的纳米级聚合氯化铝。在参与反应的NaOH 和AlCl3溶液浓度均为2 mol /L,碱化度为2. 5,反应温度为70 ℃左右时,可获得Al13含量较高的产品。将制得的纳米氯化铝絮凝剂处理石大科技股份公司胜华炼油厂隔油池出水,实验证实,Al13是聚合氯化铝中的最佳絮凝形态,Al13含量越高,絮凝效果越好。缓慢加碱法制得的絮凝剂的最佳絮凝条件为: 废水pH 值为9 左右,絮凝剂投加量为20mg /L 左右,处理温度为20 ~ 30 ℃之间,搅拌速度控制在225 ~ 250 r /min,搅拌时间为70 ~ 90 s。
该絮凝剂对浊度的去除率可达92. 6%,COD 的去除率为38. 9%,石油类的去除率为53. 4%。微量加碱法制得的絮凝剂的最佳絮凝条件为: 絮凝剂投加量为15 mg /L 左右,慢速搅拌的搅拌速度为50 ~ 60 r /min,慢搅时间10 min,快速搅拌的搅拌速度为190 ~ 225 r /min,快搅时间90 s。另外,进一步研究了与聚丙烯酰胺复配处理该石化废水,结果表明,复配处理可分别提高COD 和石油类的去除率20%和10%左右。
林树涛选用三种纳米级氧化物TiO2、SiO2和Al2O3分别与丙烯酰胺复合反应,在单体浓度25%,引发剂( 过硫酸钾) 浓度0. 02%,反应时间6 h,反应温度20 ℃的最佳实验条件下,制备纳米氧化物复合PAM 絮凝剂。相比而言,SiO2复合絮凝剂的效果最好,TiO2的次之,Al2O3的最差。将得到的纳米复合絮凝剂处理胜华炼厂和稠油厂含油废水,结果表明絮凝效果远好于普通PAM,且絮体粗大,沉降时间大大缩短。并且,该纳米复合絮凝剂具有优异的抗老化降解性能,能以水溶液状态保存数月而絮凝能力下降很少。