[發(fā)明專利]一種基于催化劑濾渣改性的PRB填料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011422085.4
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN112691638A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周永信;朱紅祥;劉松豪;蘇建;黎秋君;廖長君;黃海師;文德勝
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西博世科環(huán)保科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/16
• 分類號(hào): B01J20/16;B01J20/30;B01J20/32;C02F1/00;C02F1/28;B09B3/00;C02F101/20;C02F103/06
• 代理公司: 南寧智卓專利代理事務(wù)所(普通合伙) 45129
• 代理人: 蘇惠

本發(fā)明公開了一種基于催化劑濾渣改性的PRB填料及其制備方法，該P(yáng)RB填料利用經(jīng)鐵改性及高溫活化后的催化劑濾渣與石英砂按1～5:1的質(zhì)量比混合后制得。本發(fā)明的產(chǎn)品制備工藝簡單，成本低廉，比表面積大，能同時(shí)吸附地下水中的多種重金屬離子，效果穩(wěn)定，且本發(fā)明產(chǎn)品不僅解決了濾渣的堆放占用地面空間的問題，還能實(shí)現(xiàn)固廢再利用，實(shí)現(xiàn)“以廢治廢”，具有很好的環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下水重金屬污染治理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于催化劑濾渣改性的PRB填料及其制備方法。

背景技術(shù)

催化劑濾渣是分子篩催化劑生產(chǎn)車間生產(chǎn)過濾過程中產(chǎn)生的固體廢物，在使用水熱晶化法制備分子篩的過程中，硅源、鋁源、堿、模板劑、晶種等物質(zhì)經(jīng)液相反應(yīng)生成分子篩，再經(jīng)過濾分離得到產(chǎn)品。濾液中則含有大量模板劑、羥基及部分分子篩等雜質(zhì)，經(jīng)沉淀后就形成了濾渣。目前我國每年產(chǎn)出此類濾渣數(shù)十萬噸，這些廢物長期以來被送至渣場堆放，這不僅占用土地，而且造成資源的極大浪費(fèi)，如何實(shí)現(xiàn)這類廢物的資源化利用也成為當(dāng)前的難題。目前對催化劑濾渣資源化利用的研究方向主要包括以下幾個(gè)：(1)利用濾渣作為建筑材料，例如釉面磚、瓷磚等；(2)利用濾渣回收稀土、水玻璃和硫酸鋁；(3)將濾渣提純后重新返回分子篩的生產(chǎn)工序；(4)利用濾渣制備吸附劑去除污水中的重金屬。

研究表明，催化劑濾渣由于含有大量分子篩，比表面積可達(dá)300m²/g，孔體積可達(dá)0.9ml/g，具有較好的吸附性能，因此以催化劑濾渣為原料制備重金屬吸附材料具有可行性。

PRB修復(fù)技術(shù)新興的一種地下水污染修復(fù)技術(shù)，具有能持續(xù)原位處理、能耗低、成本低等優(yōu)勢，目前已得到大量應(yīng)用。該技術(shù)是在地下污染物的必經(jīng)之路上，人為建設(shè)一堵可透水的“墻”，里面填充反應(yīng)填料。當(dāng)?shù)叵滤鹘?jīng)反應(yīng)墻時(shí)，污染物會(huì)與填料發(fā)生物理、化學(xué)或生物反應(yīng)，從而被滯留在填料內(nèi)，達(dá)到凈化地下水的目的。目前工程上常用的PRB反應(yīng)填料主要為零價(jià)鐵、鋼渣、活性炭等物質(zhì)，然而在實(shí)際運(yùn)行過程中，零價(jià)鐵和鋼渣等材料由于銹蝕作用會(huì)逐漸堵塞孔道，造成填料失活，而活性炭等填料則由于制備成本高昂，限制了其大規(guī)模的工程化應(yīng)用，因此如何制備經(jīng)濟(jì)高效的PRB填料成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

中國發(fā)明專利CN 105502671B公開了一種用于修復(fù)Pb/Cd污染的PRB填料及其制備方法和效果驗(yàn)證方法，所述填料按照水流流向，以體積分?jǐn)?shù)計(jì)，包括依次排列的10％石英砂，20％干燥秸稈或復(fù)合秸稈，20％粉煤灰基沸石， 20％鐵錳結(jié)核，20％粉煤灰以及10％石英砂。該方法利用工業(yè)廢棄物與農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)填料，起到了廢物利用的作用，但填料的強(qiáng)度較差，且秸稈容易腐爛而影響PRB的使用壽命。

中國發(fā)明專利CN 106587369 A公開了一種用于地下水重金屬污染的PRB 填料及制法和應(yīng)用，所述填料以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，組成為20-30％沸石，20-30％納米鐵，5-10％石英砂，5-10％腐熟堆肥，其余為粉煤灰。該填料對地下水中的多種重金屬(Pb、Zn、Cu、Ni、Cd、As、Cr)復(fù)合污染去除率高，但納米鐵的使用會(huì)大大增加材料成本，經(jīng)濟(jì)性較差。

中國發(fā)明專利CN 106734175 A公開了一種用于鉛鋅廢棄選廠的PRB原位修復(fù)系統(tǒng)的施工方法，該方法采用工業(yè)固廢鋼渣作為主要填料，對鉛鋅廢棄選廠中的地下水進(jìn)行修復(fù)，具有良好的修復(fù)效果。但使用鋼渣在修復(fù)過程中易造成填料的板結(jié)，降低其滲透性，最終導(dǎo)致地下水流向改變而降低其利用率。

所以，本申請制備了一種PRB填料解決上述問題，具有重要的環(huán)保意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有生物修復(fù)技術(shù)處理高環(huán)多環(huán)芳烴降解效率偏低的問題，提供一種基于催化劑濾渣改性的PRB填料及其制備方法，該方法以催化劑廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的濾渣為原料，經(jīng)過載鐵改性后再成型而制得用于重金屬污染地下水修復(fù)的PRB填料，催化劑濾渣具有較大的比表面積，能有效吸附污染地下水中的各類重金屬離子，且該材料具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，在使用過程中不易堵塞，使用壽命長，是一種經(jīng)濟(jì)、高效的PRB填料。