[發明專利]一種制備交聯剩余污泥重金屬吸附劑的方法有效
| 申請號: | 201410018162.8 | 申請日: | 2014-01-15 |
| 公開(公告)號: | CN103706339A | 公開(公告)日: | 2014-04-09 |
| 發明(設計)人: | 盧雪梅;王婷;張為燦 | 申請(專利權)人: | 山東大學 |
| 主分類號: | B01J20/26 | 分類號: | B01J20/26;B01J20/30;C02F11/00;C02F1/28;C02F101/20 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 制備 交聯 剩余 污泥 重金屬 吸附劑 方法 | ||
技術領域
本發明涉及一種吸附性材料的制備方法,尤其涉及一種制備交聯剩余污泥重金屬吸附劑的方法。
背景技術
活性污泥法是城市污水處理中應用最為廣泛的技術之一。通常為了讓活性污泥系統的凈化功能保持穩定,必須使系統中曝氣池內的污泥濃度保持平衡,因此除了回流部分污泥以外,還必須從系統中排出一定數量的活性污泥,即剩余污泥。而每日排出的污泥在理論數量上應該等于增長的污泥。剩余污泥的最終處置技術包括焚燒、衛生填埋以及土地利用等。目前,剩余污泥衛生填埋是我國處置污泥的主要技術,其處置手段要求場地面積大而且極易造成有毒有害污染物的泄漏,進而對附近地下水或者地表水造成二次污染。剩余污泥處置方法中污泥焚燒是最徹底的,使其剩余污泥中有機物全部氧化,可以最大量減少污泥的體積。但是,在焚燒的過程中能耗較大,運行成本非常高。與此同時,污泥焚燒的過程中還可能產生大量廢氣,極易對環境造成二次污染。剩余污泥土地利用,是一種積極而有效的污泥處置方法。其缺點是若長期使用,污泥中重金屬離子、有毒有機物會積累并影響人體健康,因此發達國家都對其使用制定了嚴格的農用標準。綜上所述,無論從污染物凈化的完善程度,廢水處理技術開發中的重要性及投資比例,剩余污泥處理已經成為污水處理中要涉及的重要問題。
剩余污泥大多是微生物死亡菌體,含有多聚糖、蛋白質、核酸等,具有重要的利用價值。剩余污泥本身呈電負性,通過范德華力和靜電力能夠吸附金屬離子和有機物,具有良好的吸附能力。但是,由于剩余污泥中的固體物質之間的連接力主要是分子間作用力,容易破碎,若作為常規吸附劑,操作困難,無法實施。經檢索,通過交聯技術,利用剩余污泥為原料制備交聯剩余污泥重金屬吸附劑,或將剩余污泥轉化為具有良好機械強度吸附材料應用于重金屬吸附的方法迄今未見報道。
發明內容
針對現有技術的不足,本發明要解決的問題是提供一種利用剩余污泥為原料制備交聯剩余污泥重金屬吸附劑的方法。
本發明所述制備交聯剩余污泥重金屬吸附劑的方法,步驟是:
(1)以生活污水處理廠采用生物法處理污水后的剩余污泥為原料,利用擠出設備將所述剩余污泥擠出成條,制成直徑為0.2±0.05cm,長為1.0±0.3cm的泥條,干燥;
(2)將步驟(1)制得的泥條加入反應器中,并按泥條:乙醇為1g:10±1ml的比例再加入乙醇,浸泡泥條24±2小時;
(3)按乙醇:NaOH為1ml:0~0.1g的比例向反應器中加入NaOH,室溫下攪拌1~2小時;
(4)按乙醇:環氧氯丙烷為1ml:0.2~0.7ml的比例向反應器中再滴加環氧氯丙烷,并控制在0.5~1小時內滴加完成,然后加熱反應器使溫度升至50~60℃,反應4~6小時;
(5)分離出產物,用去離子水洗凈,干燥,即得到交聯剩余污泥重金屬吸附劑。
上述制備交聯剩余污泥重金屬吸附劑的方法中:步驟(1)所述擠出設備優選是注射器或擠出機。
上述制備交聯剩余污泥重金屬吸附劑的方法中:所述反應器優選是反應釜或反應瓶。
上述制備交聯剩余污泥重金屬吸附劑的方法中:所述乙醇優選是無水乙醇或是體積濃度為95%的乙醇。
上述制備交聯剩余污泥重金屬吸附劑的方法中:步驟(3)所述NaOH的加入量優選按乙醇:NaOH為1ml:0.05~0.1g的比例向反應器中加入。
上述制備交聯剩余污泥重金屬吸附劑的方法中:步驟(4)所述環氧氯丙烷的加入量優選按乙醇:環氧氯丙烷為1ml:0.3~0.5ml的比例向反應器中滴加。
上述制備交聯剩余污泥重金屬吸附劑的方法中最優選的實施方式是:所述NaOH的加入量按乙醇:NaOH為1ml:0.1g的比例向反應器中加入;所述環氧氯丙烷的加入量按乙醇:環氧氯丙烷為1ml:0.5ml的比例向反應器中滴加。
本發明以剩余污泥為原料,通過環氧氯丙烷交聯方法,制備了交聯剩余污泥重金屬吸附劑,實驗證實所述吸附劑對低濃度Cu2+離子具有良好的吸附能力,并且交聯剩余污泥重金屬吸附劑在0.1M的鹽酸和0.1M?NaOH溶液中震蕩24小時,其形狀不發生明顯的變化。
本發明方法獲得的吸附劑克服了剩余污泥在水溶液易于分散的缺點,對剩余污泥的資源化和重金屬廢水的處理均具有重要意義。
附圖說明
圖1:剩余污泥實物照片。
圖2:交聯前的剩余污泥條。
圖3:交聯后的剩余污泥吸附劑。
圖4:酸處理后的剩余污泥吸附劑。
圖5:堿處理后的剩余污泥吸附劑。
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