專利名稱：一種去除沉淀污泥中金屬的復(fù)合淋洗劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種去除沉淀污泥中金屬的復(fù)合淋洗劑及其制備與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前污泥底泥中含有豐富的氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì)，具有極好的農(nóng)用價值，但是其中濃縮著鋅、銅、鉛和鎘等金屬，以及有毒化合物、殺蟲劑等，限制其農(nóng)用。眾多研究表明，淋洗法是去除重金屬污染的最直接有效的方法。淋洗法的去除效果與其淋洗劑的組成有著密切的聯(lián)系，原因在于淋洗法的基礎(chǔ)是利用其淋洗劑的有效成分對重金屬作用使其分離的結(jié)果。本發(fā)明研究了一種結(jié)合生物表面活性劑與軟性化學(xué)表面活性劑優(yōu)點(diǎn)的藥劑，它的合成工藝簡單，條件溫和，原料經(jīng)濟(jì)環(huán)保，無二次污染，去除金屬效果優(yōu)越，因此適于用來處理沉淀污泥中金屬。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種去除沉淀污泥中金屬的復(fù)合淋洗劑及其制備與應(yīng)用。該復(fù)合淋洗劑合成工藝簡單，制備條件溫和，去除金屬效果好。
上述目的采用下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)，一種復(fù)合淋洗劑，由A劑、B劑與助劑C合成； 其中A劑是十二烷 基苯磺酸鈉，B劑是Triton X-100，助劑C是生物表面活性劑鼠李糖脂的乙醇溶液，其質(zhì)量比為A劑Β劑=1:10 1:15，助劑C鼠李糖脂用量為淋洗劑質(zhì)量的O.5% I. 0%，其中乙醇用量為30wt%，且乙醇用量隨處理量增加而加大。
本發(fā)明的復(fù)合淋洗劑用于去除沉淀污泥中的金屬Pb、Cu、Zn和Cd。
去除沉淀污泥中的金屬Pb、Cu、Zn和Cd時，操作步驟為先制備沉淀污泥浸提液， 稱取制備好的污泥樣品于錐形瓶中，以液固質(zhì)量比25:1加入去離子水，室溫下以200 r / min振蕩3 h,再以4 000 r / min振蕩IOmin,然后靜置30min,取上清液加入比色管中，力口入數(shù)滴稀硝酸，4°C以下保存?zhèn)錅y。污泥中重金屬含量分析，Pb、Zn、Cu測定采用GB7475-87 中規(guī)定的直接法，Cd采用石墨原子吸收光譜法測定。
將A劑與B劑按所述的質(zhì)量比=1:10 1:15混合，攪拌均勻，與污泥底泥浸提液反應(yīng)，恒速振蕩12h 24h，在恒速攪拌條件下，按復(fù)合淋洗劑組成的質(zhì)量比滴加助劑C，溫度為25°C 30°C ;當(dāng)A劑用量為10mg/L，B劑用量為100 150mg/L，對污泥底泥浸提液中 Pb, Cu, Zn, Cd 的處理效果分別達(dá) 73. 25%,63. 44%,51. 23%,92. 63%。
去除含Cd、Cu、Pb、Zn沉淀污泥時，將本發(fā)明的復(fù)合淋洗劑投入所述的污泥中，方法是往污泥中加入其質(zhì)量25倍去離子水，在溫度為室溫、pH為5. 5^7. O及攪拌條件下，力口入質(zhì)量比為1:10 1:15的A劑與B劑混合液，然后滴加入制備好的助劑C，助劑C加入量為淋洗劑質(zhì)量的I. 0%，控制本復(fù)合淋洗劑用量為10 30mg/L污泥水，攪拌時間為12 24h 的條件下，金屬Cd、Cu、Pb、Zn去除率，分別達(dá)92%，73%，70%, 51%。
本發(fā)明的復(fù)合淋洗劑中A為十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)，具有較強(qiáng)的絡(luò)合能力。 B為Triton X-100，它是聚乙二醇辛基苯基醚，為一種非離子型表面活性劑，它能溶解脂質(zhì)，是一種比較溫和的去垢劑。助劑C能有效降低混合液表面張力，促進(jìn)A與B對金屬的絡(luò)合， 且其本身也有很強(qiáng)的去除金屬能力。此三者相互影響，共同作用于污泥浸提液，有效降低金屬含量，使其達(dá)到農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的效益I.該產(chǎn)品使用溫度為室溫或接近室溫，無需耗費(fèi)外部熱源；pH范圍為中性或弱酸性，易于控制。
2.該產(chǎn)品制備工藝簡單，原料易得，去除沉淀污泥中的金屬Pb、Cu、Zn和Cd用量節(jié)省且效果良好，具有較高的經(jīng)濟(jì)性。
3.該產(chǎn)品不會造成二次污染，其中助劑C增大了復(fù)合淋洗劑的水相溶解性， 且皆可被生物降解，為環(huán)境友好型試劑。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明的去除沉淀污泥中金屬的復(fù)合淋洗劑及其應(yīng)用效果做進(jìn)一步說明。下述實(shí)施例中浸提液是所測試污泥以液固質(zhì)量比25 :1加入去離子水，室溫下充分振蕩或攪拌，然后靜置所得的上清液。
實(shí)施例I將十二烷基苯磺酸鈉(A劑)和聚乙二醇辛基苯基醚(B劑，Triton X-100)以1:10 I 15質(zhì)量比例混合，攪拌均勻，與污泥底泥浸提液(該污泥浸提液中的Zn含量為3000mg/L) 反應(yīng)，先在250r/min下攪拌30min，再在2000 3000轉(zhuǎn)/min恒速攪拌20h，此過程中制備助劑C，用30wt%的乙醇溶液配制鼠李糖脂，然后在攪拌條件下滴加助劑C，助劑C鼠李糖脂加入量為淋洗劑質(zhì)量的O. 8%，所用水皆為去離子水?？刂圃搹?fù)合淋洗劑用量為10 20mg/ L污泥底泥浸提液，處理后Zn含量降為800mg/L以下，可達(dá)到去除率70%以上效果。實(shí)施例2將該復(fù)合淋洗劑應(yīng)用于生活污水處理廠的剩余污泥中。該污泥中含有的重金屬主要為 Cd。其實(shí)驗條件為該污泥浸提液中的Cd含量為2500mg/L，pH6.8，溫度室溫。其操作步驟為取IOOmL該污泥底泥浸提液放入攪拌器中，啟動攪拌機(jī)在250r/min轉(zhuǎn)速下攪拌，加入A 劑與B劑以1:12的質(zhì)量比例混合的淋洗劑，IOmin后滴加入制備好的助劑C，其加入量為淋洗劑質(zhì)量的O. 7% ;改變轉(zhuǎn)速為2000-3000r/min恒速攪拌12h，每2小時進(jìn)行一次測定。實(shí)驗結(jié)果表明在控制該復(fù)合淋洗劑用量為15mg/L污泥底泥浸提液時，污泥浸提液中的Cd含量降為200mg/L，重金屬去除率為92%。
實(shí)施例3將該淋洗劑應(yīng)用于富含Cu元素的工業(yè)污泥中。該污泥浸提液中Cu的含量為1200 mg/Lo在pH為7. O,溫度為室溫的條件下進(jìn)行操作。其過程為取IOOmL的該工業(yè)污泥底泥浸提液放入攪拌器中，首先以250r/min轉(zhuǎn)速下攪拌加入A劑與B劑以1:14的質(zhì)量比例混合的淋洗劑，15min后滴加入制備好的助劑C，其加入量為淋洗劑質(zhì)量的I. 0% ;后改變轉(zhuǎn)速為2000-3000r/min，恒速攪拌20h，在控制該復(fù)合淋洗劑用量為20mg/L污泥底泥浸提液， 每I小時進(jìn)行一次測定。實(shí)驗結(jié)果檢測得16小時后去除效果基本穩(wěn)定，此時該污泥浸提液中的Cu含量降為400mg/L，去除率為67%。
實(shí)施例4將該產(chǎn)品應(yīng)用于Cd-Cu復(fù)合污染的污泥底泥中。該類污泥底泥浸提液中Cd含量為 2100 mg/L, Cu的含量為3200mg/L。該實(shí)驗條件為pH值為6。其操作過程為取IOOmL該污泥底泥提取液，在250r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌30min，在此過程中將A劑和B劑以1:13質(zhì)量比例混合，攪拌均勻后滴加入提取液中，間隔IOmin后再將制備好的助劑C滴加入提取液中， 其加入量為淋洗劑質(zhì)量的O. 5% I. 0% ;再將轉(zhuǎn)速調(diào)整為2000 3000r/min，恒速攪拌16h， 在控制該復(fù)合淋洗劑用量為25mg/L污泥底泥浸提液，每2小時進(jìn)行一次測定。其實(shí)驗測得結(jié)果為Cd、Cu的去除率分別為90. 25%,62. 85%。
實(shí)施例5將該產(chǎn)品應(yīng)用于含金屬Cd、Cu、Pb、Zn較高的工業(yè)污泥中，該污泥中的Cd、Cu、Pb、Zn的含量分別是2. 5wt%、3. lwt%、4. 2wt%、2. 8wt%。其實(shí)驗條件為取4克污泥加100毫升去離子水，在溫度為室溫、pH為6. 5及500r/min轉(zhuǎn)速下攪拌條件下，加入I 15質(zhì)量比例混合 A劑與B劑的復(fù)合液，30min后滴加入制備好的助劑C，助劑C加入量為淋洗劑質(zhì)量的I. 0% ； 改變轉(zhuǎn)速為2000r/min，恒速攪拌20h，控制本復(fù)合淋洗劑用量為10 30mg/L污泥水，每2 小時進(jìn)行一次測定。其實(shí)驗測得結(jié)果為攪拌時間20h，達(dá)到最佳Cd、Cu、Pb、Zn去除率，分別為 92%，73%，70%，51 %。
本去除沉淀污泥中金屬的復(fù)合淋洗劑結(jié)合了物理、化學(xué)、生物三項作用，使污泥中富集的重金屬分離出來，從而進(jìn)行去除污泥中重金屬，達(dá)到污泥中重金屬的去除作用。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合淋洗劑，其特征是該淋洗劑由A劑、B劑與助劑C合成；其中A劑是十二烷基苯磺酸鈉，B劑是Triton X-100，助劑C是生物表面活性劑鼠李糖脂的乙醇溶液，其質(zhì)量比為A劑Β劑=1:10 1:15，助劑C鼠李糖脂用量為淋洗劑質(zhì)量的O. 5% 1.0%，助劑C 中乙醇用量為30wt%，且乙醇用量隨處理量增加而加大。
2.如權(quán)利要求I所述的復(fù)合淋洗劑的應(yīng)用，其特征是用于去除沉淀污泥中的金屬Pb、 Cu、Zn 和 Cd。
3.如權(quán)利要求2所述的復(fù)合淋洗劑的應(yīng)用，其特征是，使用步驟為將A劑與B劑按所述的質(zhì)量比=1:10 1:15混合，攪拌均勻，與污泥底泥浸提液反應(yīng)，在恒速攪拌后，按復(fù)合淋洗劑組成的質(zhì)量比滴加助劑C，溫度為25°C 30°C，當(dāng)A劑用量為10mg/L，B劑用量為100 150mg/L，對污泥底泥浸提液中Pb，Cu, Zn, Cd的處理效果分別達(dá)73. 25%,63. 44%、 51. 23%, 92. 63%。
4.如權(quán)利要求2所述的復(fù)合淋洗劑的應(yīng)用，其特征是，將該產(chǎn)品應(yīng)用于含Cd、Cu、Pb、 Zn污泥中，方法是往污泥中加入其質(zhì)量25倍去離子水，在溫度為室溫、pH為5. 5^7. O及攪拌條件下，加入質(zhì)量比為1:10 1:15的A劑與B劑混合液，然后滴加入制備好的助劑C， 助劑C加入量為淋洗劑質(zhì)量的I. 0%，控制本復(fù)合淋洗劑用量為10 30mg/L污泥水，攪拌時間為12 24h的條件下，金屬Cd、Cu、Pb、Zn去除率，分別達(dá)92%，73%，70%, 51%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去除沉淀污泥中金屬的復(fù)合淋洗劑。該淋洗劑由A劑、B劑及助劑C組成，其中A劑是十二烷基苯磺酸鈉，B劑是TritonX-100，助劑C是生物表面活性劑鼠李糖脂的乙醇溶液，其質(zhì)量比為A劑B劑=1:10～1:15，助劑C用量為復(fù)合淋洗劑質(zhì)量的0.5%～1.0%，其中乙醇用量隨處理量增加而加大，一般為30wt%。該復(fù)合淋洗劑的合成工藝簡單，在室溫下即可，pH條件溫和，產(chǎn)率較高。研究表明，該復(fù)合淋洗劑對城市二級污水處理廠污泥底泥中Cd、Cu、Pb、Zn去除率，分別達(dá)92%，73%，70%，51%。經(jīng)濟(jì)環(huán)保，適宜于生產(chǎn)和應(yīng)用。
文檔編號C02F11/00GK102976577SQ20121054585
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者曾德芳, 姚玲丹, 羅小鳳, 毛梔品 申請人:武漢理工大學(xué)