專利名稱：一種水處理材料復合改性礦化垃圾的制備方法
技術領域：
本發明涉及環境污染控制新材料及污水處理領域，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：
目前我國工業和城市生活廢水一般是混合后集中處理，導致污水中同時含有大量的有機污染物、磷酸鹽和各種其它污染物，污水處理工藝復雜且效率不高。常規的污水處理工藝一般利用生物和化學相結合的方法除磷，但除磷效果不夠好，難以去除低濃度的磷酸根。研究表明，當湖泊中磷酸根的濃度達到0.03 mg/L就可以引起富營養化。而吸附法是去除低濃度磷酸根的有效方法，其中最為關鍵的是開發高效吸附劑。污水中難降解有機污染物一般是通過混凝沉淀、化學氧化等工藝去除。混凝沉淀對溶解性的難降解有機污染物去除效果較差；化學氧化對難降解有機物具有選擇性，且處理成本高，不適合處理量大面廣的城鎮污水。礦化垃圾是指在填埋場中填埋多年，基本達到穩定化，已可進行開采利用的垃圾。與一般土壤相比，礦化垃圾具有容重較小、孔隙率高、有機質含量高、陽離子交換容量大、吸附和交換能力強的特點，是一種比較理想的吸附劑。《環境科學學報》，2007，27 (2) M7-251，記載了礦化垃圾對酚類物質有一定的吸附效果，是分配作用和化學反應共同作用的結果。但對苯酚的吸附量較小，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， 運輸成本增加，更換操作頻繁且復雜，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。但由于我國面臨要處理的水質均比較復雜，富含有機物質和磷酸鹽，單一的水處理劑難以滿足目前的應用要求。
發明內容
本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供一種水處理材料復合改性礦化垃圾的制備方法，所制備的復合改性礦化垃圾能同時對污水中的磷酸根和有機物質進行吸附去除。本發明采用的技術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，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，將產物室溫老化10小時以上；4)多次洗滌過濾，在60-90°C下烘干、研磨、過100目篩，制得復合改性礦化垃圾。本發明所采用的礦化垃圾原料具有較大的比表面積，在其大的表面上結合上有機 (表面活性劑)和無機(羥基鐵)改性基團后，表面活性劑會形成膠束，類似于有機分配相， 會大大促進對有機物的吸附；另外通過氯化鐵的加入并經過一系列反應，形成羥基鐵結合在礦化垃圾表面，通過和羥基鐵所帶羥基交換作用，可以大大提高對磷酸根的吸附能力；因此，所制得的復合改性礦化垃圾其能夠同時對磷酸根和有機物進行吸附去除。
具體實施例方式先將干燥、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鏈型的烷基碳數在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，配置成懸濁液。再將0. 2mol/L的!^eCl3 溶液加入到該懸濁液中，FeCl3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，將產物室溫老化10小時以上。最后，將經室溫老化10小時以上的產物多次洗滌過濾，在60-90°C下烘干、研磨、過100目篩，制得復合改性礦化垃圾。以下進一步提供本發明的3個實施例 實施例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， 制成懸濁液；將0. 2 mol/L的FeCl3溶液加入到上述懸濁液中，FeCl3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，將產物室溫老化10小時以上， 然后經多次洗滌過濾后，在60°C下烘干，研磨，過100目篩，制得復合改性礦化垃圾。將制得的改性礦化垃圾用于處理同時含有磷酸根和苯酚的廢水處理，對兩種污染物的去除率分別為89. 2%和78. 3%。實施例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，制成懸濁液；將0. 2 mol/L的FeCl3溶液加入到上述懸濁液中，FeCl3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，將產物室溫老化10小時以上；經多次洗滌過濾后，在90°C下烘干，研磨，過100目篩，制得復合改性礦化垃圾。將制得的改性礦化垃圾用于處理同時含有磷酸根和2-萘酚的廢水處理，對兩種污染物的去除率分別為91. 3%和92. 3%。實施例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，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，產物室溫老化10小時以上；經多次洗滌過濾后，在 70°C下烘干，研磨，過100目篩，制得復合改性礦化垃圾。 將制得的改性礦化垃圾用于處理同時含有磷酸根和菲的廢水處理，對兩種污染物的去除率分別為93. 8%禾口 98. 5%。
權利要求
1.一種水處理材料復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，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，將產物室溫老化10小時以上；4)多次洗滌過濾，在60-90°C下烘干、研磨、過100目篩，制得復合改性礦化垃圾。
2.根據權利要求1所述的一種水處理材料復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鏈型的烷基碳數在8或8以上的烷基銨鹽。
全文摘要
本發明公開一種水處理材料復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，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，將產物室溫老化10小時以上；最后多次洗滌過濾，在60-90℃下烘干、研磨、過100目篩，制得復合改性礦化垃圾；在礦化垃圾表面形成有機(表面活性劑)和無機(羥基鐵)改性基團，所制得的復合改性礦化垃圾能夠同時對磷酸根和有機物污染物進行吸附去除。
文檔編號B01J20/22GK102274716SQ201110210578
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月26日 優先權日2011年7月26日
發明者崔冰瑩, 李定龍, 馬建鋒 申請人:常州大學