[發(fā)明專利]一種用于處理氨氮廢水的改性粉煤灰及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110085842.8
• 申請日: 2011-03-30
• 公開（公告）號: CN102188953A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程芳琴;陳瀟晶;郭彥霞
• 申請（專利權(quán)）人: 山西大學(xué)
• 主分類號: B01J20/16
• 分類號: B01J20/16;B01J20/30;B01J39/14;C02F1/28;C02F1/42;C02F101/16
• 代理公司: 山西五維專利事務(wù)所(有限公司) 14105
• 代理人: 楊耀田

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體廢棄物資源化利用和水處理技術(shù)，具體屬于一種用于處理氨氮廢水的改性粉煤灰及其制備方法。

背景技術(shù)

氨氮是水體中的重要污染物之一，主要來自城鎮(zhèn)的生活污水，各行業(yè)的工業(yè)廢水及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的肥料等。水體中的氮含量超標(biāo)，不僅會(huì)使水環(huán)境質(zhì)量惡化，造成水體的富營養(yǎng)化，還會(huì)對人類和動(dòng)物造成嚴(yán)重的危害。目前，國內(nèi)外處理氨氮廢水的方法主要有吹脫法、化學(xué)沉淀法、離子交換法等。離子交換法是不溶性離子化合物上的可交換離子與溶液中的同性離子相交換，去除有害離子的一種方法，是一種特殊的吸附過程，由于其工藝簡單，處理效果好而受到關(guān)注。用離子交換法去除氨氮時(shí)，一般常用沸石作為離子交換劑。粉煤灰具有一定的比表面積，并帶有表面活性基團(tuán)是一種比較常用的吸附劑，而且其組成與沸石相似，實(shí)驗(yàn)證明其對氨氮廢水有一定的處理效果。

粉煤灰是煤粉經(jīng)高溫燃燒后形成的一種似火山灰質(zhì)的混合材料，主要是燃煤電廠、冶煉、化工等行業(yè)排放的固體廢物。粉煤灰的年排放量巨大，僅我國電力工業(yè)年排灰量超過1億噸。目前粉煤灰主要用于建筑、化工、材料等領(lǐng)域。然而，由于我國技術(shù)水平低，粉煤灰的利用率比較低(平均利用率僅約40％)，每年排放的粉煤灰大部分堆棄，其大量堆棄不僅造成資源的極大浪費(fèi)，其化學(xué)成分還給環(huán)境帶來了嚴(yán)重危害。因而，擴(kuò)大粉煤灰的利用領(lǐng)域，提高其利用率顯得日益重要，利用粉煤灰處理氨氮廢水具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

國內(nèi)外的研究表明，粉煤灰可以去除廢水中的氨氮。相關(guān)文獻(xiàn)如：1、粉煤灰深度處理焦化廢水中氨氮的研究.能源環(huán)境保護(hù).2007.21(6).30-31。2、粉煤灰處理含氨氮廢水的試驗(yàn)研究.電力建設(shè).2006.27(3).68-70。3、粉煤灰對滲瀝液氨氮的吸附試驗(yàn)及其動(dòng)力學(xué)研究.中國環(huán)境科學(xué).2010.30(5).644-649。利用粉煤灰去除氨氮，以廢治廢，成本低廉并實(shí)現(xiàn)了粉煤灰的高值化利用。但是原狀粉煤灰對氨氮的凈化效率較低，一般不能滿足廢水處理的實(shí)際要求。因此，可以對粉煤灰進(jìn)行改性來提高其吸附性能。相關(guān)文獻(xiàn)如：1、用粉煤灰水熱合成P型沸石及其對重金屬鉛離子的吸附.大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2009.28(1).44-47。對粉煤灰在80℃水熱3天后，生成沸石物質(zhì)，使粉煤灰對廢水中鉛的去除提高到93％。2、Removal?ofheavy?metals?from?wastewater?using?CFB-coal?fly?ash?zeolitic?materials.Journal?of?Hazardous?Materials.2010.173.581-588。采用氫氧化鈉水熱合成對粉煤灰進(jìn)行24h改性，提高了粉煤灰的陽離子交換容量，對廢水中的重金屬有很好的去除效果。3、粉煤灰改性吸附材料的研究.重慶環(huán)境科學(xué).2003.25(6).25-28。將粉煤灰與碳酸鈉混合在850℃下煅燒2h后，與3mol/L的氫氧化鈉溶液水熱7h，再在500℃活化1h進(jìn)行改性，改性后的粉煤灰對溶液中鉛的去除率可以達(dá)到84.87％。4、對粉煤灰改性處理的方法.專利：CN101428983A，采用氫氧化鈉溶液與粉煤灰混合進(jìn)行20min微波改性后水熱12h，改性后的粉煤灰對含鎳廢水的處理效果顯著。

但是上述改性工藝的改性時(shí)間都過長，文獻(xiàn)3在改性過程中加入了煅燒工藝可以適當(dāng)?shù)目s短改性時(shí)間，但是在850℃煅燒2h，煅燒溫度過高，比較耗能，且用于處理氨氮廢水的粉煤灰改性方法報(bào)道較少，改性后的粉煤灰對氨氮的去除效果也不理想，如文獻(xiàn)：粉煤灰的表面改性及其去除水中氨氮的研究.蘇州科技學(xué)院.2008.22。將粉煤灰分別與不同濃度的氫氧化鈉在85℃恒溫條件下攪拌4小時(shí)，然后用蒸餾水清洗至中性，過濾、烘干改性后，粉煤灰對氨氮的去除率從29％提高到47％，去除率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于處理氨氮廢水的改性粉煤灰及其制備方法，該方法改性時(shí)間短，煅燒溫度低，節(jié)省能源，不僅能提高粉煤灰的比表面積，而且能提高粉煤灰的離子交換容量，改性粉煤灰處理氨氮廢水效果顯著。

本發(fā)明提供的一種用于處理氨氮廢水的改性粉煤灰通過如下方法制備得到：將NaOH與粉煤灰按照質(zhì)量比0.2～0.6∶1的比例混合均勻后在200℃～500℃下煅燒0.5～1h，待冷卻后研磨過40～100目篩，然后加入1～5倍重量的水，混合，攪拌，升溫至70℃后停止攪拌，恒溫1.5～2h，再升溫至100℃，恒溫3～4h，抽濾，用水洗至中性，100℃～110℃下烘干，冷卻后研磨過160～200目篩，即得改性粉煤灰。所述煅燒溫度優(yōu)選400℃。