專利名稱：一種水處理材料復(fù)合改性礦化垃圾的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境污染控制新材料及污水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種利用礦化垃圾制備水處理材料的方法。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)工業(yè)和城市生活廢水一般是混合后集中處理，導(dǎo)致污水中同時(shí)含有大量的有機(jī)污染物、磷酸鹽和各種其它污染物，污水處理工藝復(fù)雜且效率不高。常規(guī)的污水處理工藝一般利用生物和化學(xué)相結(jié)合的方法除磷，但除磷效果不夠好，難以去除低濃度的磷酸根。研究表明，當(dāng)湖泊中磷酸根的濃度達(dá)到0.03 mg/L就可以引起富營(yíng)養(yǎng)化。而吸附法是去除低濃度磷酸根的有效方法，其中最為關(guān)鍵的是開發(fā)高效吸附劑。污水中難降解有機(jī)污染物一般是通過混凝沉淀、化學(xué)氧化等工藝去除?；炷恋韺?duì)溶解性的難降解有機(jī)污染物去除效果較差；化學(xué)氧化對(duì)難降解有機(jī)物具有選擇性，且處理成本高，不適合處理量大面廣的城鎮(zhèn)污水。礦化垃圾是指在填埋場(chǎng)中填埋多年，基本達(dá)到穩(wěn)定化，已可進(jìn)行開采利用的垃圾。與一般土壤相比，礦化垃圾具有容重較小、孔隙率高、有機(jī)質(zhì)含量高、陽離子交換容量大、吸附和交換能力強(qiáng)的特點(diǎn)，是一種比較理想的吸附劑。《環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)》，2007，27 (2) M7-251，記載了礦化垃圾對(duì)酚類物質(zhì)有一定的吸附效果，是分配作用和化學(xué)反應(yīng)共同作用的結(jié)果。但對(duì)苯酚的吸附量較小，在苯酚濃度為45 mg/L情況下，其最佳吸附容量為0.46 mg/g，僅為活性炭吸附容量的1/3，如采用礦化垃圾吸附處理苯酚廢水，礦化垃圾用量較大， 運(yùn)輸成本增加，更換操作頻繁且復(fù)雜，增加了處理成本，限制了其廣泛使用。通過利用表面活性劑溴化十六烷基三甲基銨(CTMAB)改性礦化垃圾，吸附量可以達(dá)到1. 2 mg/g,是未改性的礦化垃圾的三倍左右，接近活性炭的吸附效果，吸附效果較好。但由于我國(guó)面臨要處理的水質(zhì)均比較復(fù)雜，富含有機(jī)物質(zhì)和磷酸鹽，單一的水處理劑難以滿足目前的應(yīng)用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水處理材料復(fù)合改性礦化垃圾的制備方法，所制備的復(fù)合改性礦化垃圾能同時(shí)對(duì)污水中的磷酸根和有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行吸附去除。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是依次包括如下步驟
1)將干燥、粉碎過4(Γ100目篩的礦化垃圾投加到陽離子表面活性劑溶液中，每克礦化垃圾中加入陽離子表面活性劑的量為0. 3^0. 4 mmol，然后在50_70°C水浴中攪拌1_2小時(shí)，配置成懸濁液；
2)將0.2mol/L的FeCl3溶液加入到步驟1)的懸濁液中，每克礦化垃圾加入0. 3-2 mmol的FeCl3，攪拌5分鐘后得到懸浮液；
3)在50-70°C水浴攪拌條件下，把0.3mol/L的NaOH或Na2CO3溶液滴加到步驟2)所得的懸浮液中，直到OH —/Fe3+=L 5-2. 5，將產(chǎn)物室溫老化10小時(shí)以上；4)多次洗滌過濾，在60-90°C下烘干、研磨、過100目篩，制得復(fù)合改性礦化垃圾。本發(fā)明所采用的礦化垃圾原料具有較大的比表面積，在其大的表面上結(jié)合上有機(jī) (表面活性劑)和無機(jī)(羥基鐵)改性基團(tuán)后，表面活性劑會(huì)形成膠束，類似于有機(jī)分配相， 會(huì)大大促進(jìn)對(duì)有機(jī)物的吸附；另外通過氯化鐵的加入并經(jīng)過一系列反應(yīng)，形成羥基鐵結(jié)合在礦化垃圾表面，通過和羥基鐵所帶羥基交換作用，可以大大提高對(duì)磷酸根的吸附能力；因此，所制得的復(fù)合改性礦化垃圾其能夠同時(shí)對(duì)磷酸根和有機(jī)物進(jìn)行吸附去除。
具體實(shí)施例方式先將干燥、粉碎過4(Γ100目篩的礦化垃圾投加到陽離子表面活性劑溶液中，陽離子表面活性劑是中長(zhǎng)鏈型的烷基碳數(shù)在8或8以上的烷基銨鹽，如溴化十六烷基三甲基銨、溴化八烷基三甲基銨等，但不限于此。每克礦化垃圾中加入陽離子表面活性劑的量為 0. 3^0. 4 mmol，然后在50_70°C水浴中攪拌1_2小時(shí)，配置成懸濁液。再將0. 2mol/L的!^eCl3 溶液加入到該懸濁液中，F(xiàn)eCl3的用量為每克礦化垃圾加入0. 3-2 mmol FeCl3，攪拌5分鐘后得到懸浮液。接著，在50-70°C水浴攪拌條件下，把0. 3mol/L的NaOH或Na2CO3溶液滴加到所得的懸浮液中，直到OH —/!^e3+=L 5-2. 5，將產(chǎn)物室溫老化10小時(shí)以上。最后，將經(jīng)室溫老化10小時(shí)以上的產(chǎn)物多次洗滌過濾，在60-90°C下烘干、研磨、過100目篩，制得復(fù)合改性礦化垃圾。以下進(jìn)一步提供本發(fā)明的3個(gè)實(shí)施例 實(shí)施例1
將干燥、粉碎過100目篩的礦化垃圾投加到陽離子表面活性劑溴化十六烷基三甲基銨溶液中，陽離子表面活性劑的量為0.3 mmol/g礦化垃圾，然后在50°C水浴中攪拌1小時(shí)， 制成懸濁液；將0. 2 mol/L的FeCl3溶液加入到上述懸濁液中，F(xiàn)eCl3的用量為每克礦化垃圾加入0.3 mmol !^Cl3，攪拌5分鐘后得到懸浮液；在50 °C水浴攪拌條件下，再滴加0. 3 mol/L的Na2CO3溶液至懸浮液中，直到OH一/!^e3+=L 5為止，將產(chǎn)物室溫老化10小時(shí)以上， 然后經(jīng)多次洗滌過濾后，在60°C下烘干，研磨，過100目篩，制得復(fù)合改性礦化垃圾。將制得的改性礦化垃圾用于處理同時(shí)含有磷酸根和苯酚的廢水處理，對(duì)兩種污染物的去除率分別為89. 2%和78. 3%。實(shí)施例2
將干燥、粉碎過100目篩的礦化垃圾投加到陽離子表面活性劑溴化十二烷基三甲基銨溶液中，陽離子表面活性劑的量為0. 4 mmol/g礦化垃圾，然后在70°C水浴中攪拌2小時(shí)，制成懸濁液；將0. 2 mol/L的FeCl3溶液加入到上述懸濁液中，F(xiàn)eCl3的用量為每克礦化垃圾加入2 mmol FeCl3，攪拌5分鐘后得到懸浮液；再在70°C水浴攪拌條件下，滴加0. 3 mol/L 的NaOH溶液到懸浮液中，直到0H-/i^e3+=2. 5即可，將產(chǎn)物室溫老化10小時(shí)以上；經(jīng)多次洗滌過濾后，在90°C下烘干，研磨，過100目篩，制得復(fù)合改性礦化垃圾。將制得的改性礦化垃圾用于處理同時(shí)含有磷酸根和2-萘酚的廢水處理，對(duì)兩種污染物的去除率分別為91. 3%和92. 3%。實(shí)施例3
將干燥、粉碎過60目篩的礦化垃圾投加到陽離子表面活性劑溴化八烷基三甲基銨溶液中，陽離子表面活性劑的量為0. 3 mmol/g礦化垃圾，然后在60°C水浴中攪拌1. 5小時(shí)，制成懸濁液；將0. 2 mol/L的FeCl3溶液加入到上述懸濁液中，每克礦化垃圾加入1 mmol 的FeCl3,攪拌5分鐘后得到懸浮液；在60°C水浴攪拌條件下，再滴加0. 3 mol/L的Na2CO3 溶液到懸浮液中，直到0Η — / ^3+=2即可，產(chǎn)物室溫老化10小時(shí)以上；經(jīng)多次洗滌過濾后，在 70°C下烘干，研磨，過100目篩，制得復(fù)合改性礦化垃圾。 將制得的改性礦化垃圾用于處理同時(shí)含有磷酸根和菲的廢水處理，對(duì)兩種污染物的去除率分別為93. 8%禾口 98. 5%。
權(quán)利要求
1.一種水處理材料復(fù)合改性礦化垃圾的制備方法，其特征是依次包括如下步驟1)將干燥、粉碎過4(Γιοο目篩的礦化垃圾投加到陽離子表面活性劑溶液中，每克礦化垃圾中加入陽離子表面活性劑的量為0. 3^0. 4 mmol，然后在50_70°C水浴中攪拌1_2小時(shí)，配置成懸濁液；2)將0.2mol/L的FeCl3溶液加入到步驟1)的懸濁液中，每克礦化垃圾加入0. 3-2 mmol的FeCl3，攪拌5分鐘后得到懸浮液；3)在50-70°C水浴攪拌條件下，把0.3mol/L的NaOH或Na2CO3溶液滴加到步驟2)所得的懸浮液中，直到OH —/Fe3+=L 5-2. 5，將產(chǎn)物室溫老化10小時(shí)以上；4)多次洗滌過濾，在60-90°C下烘干、研磨、過100目篩，制得復(fù)合改性礦化垃圾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水處理材料復(fù)合改性礦化垃圾的制備方法，其特征是 步驟1)所述陽離子表面活性劑是中長(zhǎng)鏈型的烷基碳數(shù)在8或8以上的烷基銨鹽。
全文摘要
本發(fā)明公開一種水處理材料復(fù)合改性礦化垃圾的制備方法，先將干燥、粉碎過40~100目篩的礦化垃圾投加到陽離子表面活性劑溶液中，每克礦化垃圾中加入陽離子表面活性劑的量為0.3~0.4mmol，然后在50-70℃水浴中攪拌1-2小時(shí)，配置成懸濁液；將0.2mol/L的FeCl3溶液加入到懸濁液中，每克礦化垃圾加入0.3-2mmol的FeCl3，攪拌5分鐘后得到懸浮液；在50-70℃水浴攪拌條件下，把0.3mol/L的NaOH或Na2CO3溶液滴加到懸浮液中，直到OH－/Fe3+=1.5-2.5，將產(chǎn)物室溫老化10小時(shí)以上；最后多次洗滌過濾，在60-90℃下烘干、研磨、過100目篩，制得復(fù)合改性礦化垃圾；在礦化垃圾表面形成有機(jī)(表面活性劑)和無機(jī)(羥基鐵)改性基團(tuán)，所制得的復(fù)合改性礦化垃圾能夠同時(shí)對(duì)磷酸根和有機(jī)物污染物進(jìn)行吸附去除。
文檔編號(hào)B01J20/22GK102274716SQ201110210578
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者崔冰瑩, 李定龍, 馬建鋒 申請(qǐng)人:常州大學(xué)