本發明涉及城市垃圾衛生填埋場、垃圾焚燒發電廠、垃圾中轉站等的高氨氮垃圾滲濾液處理領域,具體涉及一種處理高氨氮垃圾滲濾液的高效改性吸附劑的制備方法。
背景技術:
垃圾滲濾液是垃圾填埋和堆放過程中產生的一種高濃度有機廢水,具有有機物濃度高、成分復雜、毒性大等特點。在滲濾液處理技術上,國內一般采用以“生化+膜”為核心的組合工藝,生物法處理垃圾滲濾液,受到垃圾滲濾液水質特點的影響,對于可生化性低、難降解的有機物,以及毒性高的廢水,生物法處理的去除效果一般較差,且滲濾液中高濃度的氨氮會對微生物有強烈的抑制作用,應用受到很大的限制;目前常見的氨氮預處理技術包括:化學沉淀法、空氣吹脫法、離子交換法、折點氯化法等,每項技術都有各自的優缺點及適用條件。幾種氨氮預處理方法的優缺點如下表所示:
表1幾種氨氮預處理方法的優缺點
因此,對于高氨氮濃度的垃圾滲濾液,研發出一種技術上可行,經濟上也可以接受的預處理工藝來降低滲濾液中的氨氮濃度,減輕氨氮對后續生化系統的不利影響是十分必要且有意義的。
技術實現要素:
基于上述現有技術存在的問題,本發明提供一種處理高氨氮垃圾滲濾液的高效改性吸附劑的制備方法,對天然吸附劑進行無機-有機復合改性。該無機-有機復合改性吸附劑用于高氨氮垃圾滲濾液的預處理及深度處理,對氨氮的吸附效果好,制備成本低,且可再生循環利用。
為解決上述技術問題,本發明提出的處理高氨氮垃圾滲濾液的高效改性吸附劑的制備方法,其制備步驟如下:
包括以下步驟:
步驟一,將天然吸附劑篩選、洗滌、烘干;
步驟二,稱取一定量烘干后的天然吸附劑,在強度為200~1000W微波輻照下,于溶液濃度為50g/l~200g/l的無機改性劑溶液中,在溫度為60~80℃的水浴鍋中恒溫加熱1~3小時后,洗滌、干燥,得到無機改性吸附劑;
步驟三,稱取一定量的無機改性吸附劑,在強度為200~1000W微波輻照的條件下,于溶液濃度為2g/l~10g/l的有機改性劑溶液中,在溫度為60~80℃的水浴鍋中恒溫加熱1~3小時后,洗滌、干燥,即得到無機-有機復合改性吸附劑。
優選的,所述步驟一中,所述的天然吸附劑為天然沸石、膨潤土、硅藻土的一種。
優選的,步驟一中,所述的篩選選用60~200目的篩子。
優選的,步驟二中,所述的無機改性為氯化鈉、氯化鋁、氯化鐵中的一種。
優選的,步驟三中,所述的有機改性為十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)中的一種。
本發明利用廉價的天然吸附劑原料,在微波輻照下,對天然吸附劑進行無機-有機復合改性。該無機-有機復合改性吸附劑用于高氨氮垃圾滲濾液的預處理及深度處理,對氨氮的吸附效果好,制備成本低,且可再生循環利用。
具體實施方式
實施例1
采用天然沸石為基礎吸附劑,對其進行無機-有機復合改性,其制備方法步驟如下:
(1)將天然沸石用60目的篩子進行篩選、洗滌、烘干。
(2)稱取一定量烘干后的天然沸石,在強度為200W微波輻照的條件下,于50g/l氯化鈉改性劑溶液中,在60℃水浴鍋中恒溫加熱2小時后,洗滌、干燥,即可得到無機改性吸附劑。
(3)稱取一定量的無機改性吸附劑,在500W微波輻照的條件下,于8g/l的CTAB有機改性劑溶液中,在70℃水浴鍋中恒溫加熱2小時后,洗滌、干燥,即可得到無機-有機復合改性吸附劑1。
實施例2
采用天然膨潤土為基礎吸附劑,對其進行無機-有機復合改性,其制備方法步驟如下:
(1)將天然膨潤土用100目的篩子進行篩選、洗滌、烘干。
(2)稱取一定量烘干后的天然膨潤土,在500W微波輻照的條件下,于100g/l氯化鋁改性劑溶液中,在80℃水浴鍋中恒溫加熱1小時后,洗滌、干燥,得到無機改性吸附劑。
(3)稱取一定量的無機改性吸附劑,在1000W微波輻照的條件下,分別于10g/l的SDBS有機改性劑溶液中,在70℃水浴鍋中恒溫加熱3小時后,洗滌、干燥,即可得到無機-有機復合改性吸附劑2。
實施例3
采用天然硅藻土為基礎吸附劑,對其進行無機-有機復合改性,其制備方法步驟如下:
(1)將天然沸石用80目的篩子進行篩選、洗滌、烘干。
(2)稱取一定量烘干后的天然硅藻土,在1000W微波輻照的條件下,分別于80g/l氯化鐵改性劑溶液中,在65℃水浴鍋中恒溫加熱1小時后,洗滌、干燥,即可得到無機改性吸附劑。
(3)稱取一定量的無機改性吸附劑,在800W微波輻照的條件下,分別于2g/l的十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)有機改性劑溶液中,在70℃水浴鍋中恒溫加熱2小時后,洗滌、干燥,即可得到無機-有機復合改性吸附劑3。
實施例4
采用天然沸石為基礎吸附劑,對其進行無機-有機復合改性,其制備方法步驟如下:
(1)將天然沸石用90目的篩子進行篩選、洗滌、烘干。
(2)稱取一定量烘干后的天然沸石,在600W微波輻照的條件下,分別于60g/l氯化鈉改性劑溶液中,在70℃水浴鍋中恒溫加熱1.5小時后,洗滌、干燥,即可得到無機改性吸附劑。
(3)稱取一定量的無機改性吸附劑,在200W微波輻照的條件下,分別于5g/l的CTAB有機改性劑溶液中,在80℃水浴鍋中恒溫加熱2小時后,洗滌、干燥,即可得到無機-有機復合改性吸附劑4。
實施例5
采用天然硅藻土為基礎吸附劑,對其進行無機-有機復合改性,其制備方法步驟如下:
(1)將天然硅藻土用70目的篩子進行篩選、洗滌、烘干。
(2)稱取一定量烘干后的天然沸石,在200~800W微波輻照的條件下,于60g/l氯化鋁改性劑溶液中,在70℃水浴鍋中恒溫加熱2小時后,洗滌、干燥,即可得到無機改性吸附劑。
(3)稱取一定量的無機改性吸附劑,在800W微波輻照的條件下,于4g/l的十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)有機改性劑溶液中,在65℃水浴鍋中恒溫加熱3小時后,洗滌、干燥,即可得到無機-有機復合改性吸附劑5。
上述各實施例中,用微波輻照浸泡在氯化鈉、氯化鋁、氯化鐵無機溶液中的吸附劑,會使Na+、Al3+、Fe3+更容易置換吸附劑孔穴中的Ca2+,吸附劑的有效孔徑變大,空間位阻變小,內擴散速度加快,微波輻照下的改性吸附劑對氨氮的吸附效果更好。
將無機-有機復合改性吸附劑1-5與改性前的天然吸附劑分別用于高氨氮垃圾滲濾液的吸附實驗,改性后的吸附劑與改性前的天然吸附劑分別對氨氮的吸附效果分別提升43%、45%、52%、33%和36%。證明改性后的無機-有機復合改性吸附劑對氨氮的吸附效果明顯提高。本發明的制備成本低,并且可再生循環利用。
應該說明的是,本具體實施方式只是對本發明所做的示例性說明而并不限定它的保護范圍,本領域人員還可以對本發明做一些非實質性的改變,只要是不經過創造性勞動而對本專利進行的改進,都在本專利的保護范圍之內。