[發(fā)明專利]一種用于吸附難降解有機(jī)污染物的材料的制備方法

有效

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• 申請日: 2012-05-02
• 公開（公告）號: CN102671617A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郜子蕙;郜子涵
• 申請（專利權(quán)）人: 上海綠帝環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: B01J20/02
• 分類號: B01J20/02;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 上海德昭知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 陳龍梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于吸附難降解有機(jī)污染物的材料的制備方法，具體是處理有機(jī)廢水的吸附材料的生產(chǎn)工藝。屬于環(huán)境污染控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、化工等生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的廢水排放到環(huán)境中，高濃度有機(jī)物，特別是持久性有機(jī)污染物給人類和生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重災(zāi)難。例如，超過10000種的染料已商業(yè)化生產(chǎn)，其中使用量的5％-10％排入水環(huán)境中。染料分子中大都含有芳香基結(jié)構(gòu)，耐光、耐熱、耐氧化，有些染料可引起過敏、皮炎、皮膚紅腫，甚至可誘發(fā)癌癥、基因突變等。因此，在進(jìn)入自然水體前必須去除廢水中有機(jī)污染物。有機(jī)廢水處理方法主要有物理法、化學(xué)法、生物法。物理法主要包括：膜分離法、磁分離法及吸附法。膜分離法處理有機(jī)和顏色廢水始于上世紀(jì)70年代初。但膜的價(jià)格較高，更換頻率較快，處理成本較高。磁分離法是利用元素或組分磁敏感性的差異，借助外磁場將物質(zhì)進(jìn)行磁場處理，從而達(dá)到強(qiáng)化分離的過程，目前已成為一門新興的水處理技術(shù)。吸附是利用表面具有多孔的一些固體作為吸附劑，當(dāng)廢水與吸附劑接觸時(shí)，廢水中一種或數(shù)種污染物被吸附在固體表面從而達(dá)到廢水凈化的目的。在有機(jī)廢水處理中，吸附法主要用作預(yù)處理或生化后的深度處理。吸附法的應(yīng)用范圍比較廣泛，沒有專一性。吸附劑分為人工和天然吸附劑兩種，常用的吸附劑有活性炭、氧化鋁、木片、天然粘土、水稻磨粉廢料、硅膠、氫氧化物、污泥、微生物活體或死細(xì)胞等，但大多吸附平衡時(shí)間長，再生后效果明顯降低，選擇性差，化學(xué)需氧量(COD)降低幅度小。活性炭吸附是目前應(yīng)用最廣泛的有機(jī)和顏色廢水處理方法，但活性炭吸附時(shí)間長，再生比較困難。膨潤土在我國儲(chǔ)量大，價(jià)格便宜。人們常用表面活性劑改性膨潤土，吸附性能可比原土高出1～2個(gè)數(shù)量級。用于有機(jī)廢水處理時(shí)，表面修飾容易產(chǎn)生表面活性劑脫附，雖然廢水中有機(jī)物濃度降低，但COD降低不明顯。化學(xué)法主要分為混凝沉淀法、氧化法及電化學(xué)方法。混凝沉淀技術(shù)是對廢水進(jìn)行一級處理的主要步驟。它是利用染料本身的帶電特性，將兩種或多種帶相反電荷的污水混和進(jìn)行處理，或者利用混凝劑與污水混和進(jìn)行處理的一種技術(shù)。在絮凝沉淀過程中起主要作用的是絮凝劑，但傳統(tǒng)的低分子量絮凝劑投放量大，產(chǎn)泥量多。常規(guī)的混凝劑在處理一些水溶性，特別是在處理陽離子染料、活性染料廢水時(shí)，單獨(dú)采用絮凝劑的脫色效果不理想。氧化法分為化學(xué)氧化法和高級氧化法，都是將染料的發(fā)色基因氧化破壞而脫色的處理工藝。高級氧化技術(shù)包括濕式氧化法、Fenton試劑法以及光催化氧化法等，具有很好的脫色能力，但是成本較高，COD降低效果不好。電化學(xué)技術(shù)處理廢水具有氧化還原、凝聚、殺菌消毒和吸附等多種功能，但是徹底氧化分解水中有機(jī)污染物，能耗較高，設(shè)備成本也較高。采用微生物法對有機(jī)物進(jìn)行吸附是近幾年逐漸發(fā)展起來的，該方法具有無廢物、利用完全等優(yōu)點(diǎn)，但脫色周期長，且對于環(huán)境有一定的要求。由于有機(jī)污染物特別是持久性有機(jī)污染物對環(huán)境和人體健康造成的危害大，因此設(shè)計(jì)制備吸附效率高、吸附與分離性能好的新型吸附材料來消除污染具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于公開一種用于典型有機(jī)污染物吸附的材料制備方法。用本發(fā)明方法得到難降解有機(jī)污染物(染料、持久性有機(jī)污染物等)的吸附材料，用于有機(jī)廢水的吸附處理，而且吸附容量大、易分離和可再循環(huán)利用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明選用鎂鹽、鋁鹽、納米鐵、燒堿為無機(jī)原料，其中鎂鹽原料包括氯化鎂和硝酸鎂，鋁鹽原料包括硫酸鋁和硝酸鋁，陰離子表面活性劑包括多烷基苯磺酸鈉或多烷基硫酸鈉。將陰離子表面活性劑與納米鐵混合均勻后，加入鋁鹽與純堿的混合溶液中，混勻后，再與鎂鹽溶液混合反應(yīng)，分離沉淀物即為用于難降解有機(jī)污染物(染料、持久性有機(jī)污染物等)的吸附材料。

具體工藝如下：

第一步，原料的選擇和配制

將市售的工業(yè)級氯化鎂或硝酸鎂加水，配制成重量百分比濃度為10～30％的溶液A；

將市售的工業(yè)級硝酸鋁或硫酸鋁加水配制成重量百分比濃度為5～30％的溶液B；

將市售的工業(yè)級陰離子表面活性劑中加水配制成重量百分濃度為1～2％的溶液C；

選擇市售的納米鐵為原料，在納米鐵中加水配制成重量百分濃度為1～5％溶液D；

將市售的工業(yè)級燒堿加水制成重量百分濃度為5～20％溶液E。

上述陰離子表面活性劑為十二烷基磺酸鈉，或十四烷基磺酸鈉，或十六烷基磺酸鈉，或十八烷基磺酸鈉，或十二烷基苯磺酸鈉。

上述納米鐵為市售的粒徑20nm的鐵粉；

第二步，材料的制備