CN101628752B - 利用牡蛎壳制备的可回收废水除铅材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是提供一种利用牡蛎壳制备的可回收废水除铅材料及制备方法，属于可回收废水除铅生态环境材料，解决现有技术中牡蛎壳利用不合理，废水中铅离子不完全、成本高、工艺流程复杂等技术问题；充分利用牡蛎壳中含丰富的钙资源，将预处理后的牡蛎壳与水泥按适当比例混合均匀后，成型，以免烧的形式养护固定活化成废水除铅材料。本专利产品配方与工艺简单，成本低廉，除铅能力强，制品强度高，可回收，解决了制约除铅材料回收再生方面的技术难题，具有很强的市场竞争能力和推广应用价值。

Description

利用牡蛎壳制备的可回收废水除铅材料及制备方法
技术领域
本发明属于可回收废水除铅生态环境材料，更具体涉及一种利用牡蛎壳制备的可回收废水除铅材料及制备方法。
背景技术
福建水产养殖业发达，牡蛎养殖面积、产量均居全国之冠。仅漳浦县霞美镇一地，牡蛎养殖面积达3万亩，年废弃牡蛎壳1万吨，全省堆积废弃的牡蛎壳累积已有近百万吨，每年还在快速递增。牡蛎壳含有丰富的钙盐(CaCO3)，具有丰富的天然多孔表面，并具有一定的生物活性，特殊的物理构造，具有较强的吸附能力、交换能力和催化分解等作用。国内外关于废弃牡蛎壳的综合利用方面的研究报道很少。在沿海乡村，常把牡蛎壳烧成石灰后刷墙，利用价值很低。近年来，有人进行利用牡蛎壳制备活性钙的研究，主要用于人体补钙，水泥、涂料、饲料等添加剂，但牡蛎壳的消耗量仍十分有限。至今为止，比较少将牡蛎壳用于制备废水除铅净化材料研究报道。
铅是自然界分布很广的元素，也是工业中常使用的元素之一。铅和可溶性铅盐都有毒性，含铅废水对人体健康和动植物生长都有严重危害。随着工业技术的迅速发展，工业废水中的重金属铅作为一类污染物，国家排放标准中明确规定含铅废水的排放标准为铅总含量≤1mg/L。由于铅的严重危害，以及环境污染和资源短缺问题日趋严重，人们对含铅废水的处理日益重视。处理废水中重金属铅离子，目前工业中一般采用化学沉淀法、离子交换法、液膜法和生物吸附法。化学沉淀法具有占地面积大、处理量小、选择性差等缺点；离子交换法会产生大量污泥，形成二次污染；液膜法的液膜技术难度大，用于制备液膜的表面活性剂品种少、性能差、技术不过关；生物法受客观环境影响限制。
牡蛎壳含丰富的钙资源，其中钙活性很高，除铅速度快、效率高，吸附铅能力强，但直接投入废水中除铅时，效果不佳且生成难溶性的沉淀物，形成的污泥会导致水体二次污染，材料无法回收。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用牡蛎壳制备的可回收废水除铅材料及制备方法，解决现有技术中牡蛎壳利用不合理，废水中铅离子除去不完全、成本高、工艺流程复杂等技术问题；本发明用牡蛎壳为主要原料，采用免烧工艺，不仅制品性能好，生产成本低，可回收，除去水中铅离子效果好，除铅成本低，有利于实现环境保护和变废为宝的双重目的。
本发明的牡蛎壳制备的可回收高效废水除铅材料的原料配方，按照重量百分比包括：按照重量百分比：牡蛎壳50-90％，水泥10-50％。
本发明的制备方法的具体步骤为：a)将牡蛎壳干燥后，破碎研磨，过100目筛；b)按配方准确称取原料，加适量水混合均匀；c)将混料压制成型为外径6-12mm，内径3-9mm，长6-12mm的管状试样，或者制成直径5-30mm的粒状试样。d)将坯体放入水中进行养护后，制得可回收废水除铅材料。
本发明的显著优点是：本发明较之已有技术而言，本发明充分利用牡蛎壳来源广泛，密度低，具有生物活性的特点，将预处理后的牡蛎壳与水泥按一定比例混合，制成环状或粒状试样，使牡蛎壳粒子固定活化。本发明专利的废水除铅材料，在水中的稳定性很好，废水中的铅离子会与牡蛎壳粒子产生反应达到废水除铅的目的，另一方面用本发明专利制成的牡蛎壳废水除铅材料，采用能耗低的免烧法工艺、工艺简单，材料强度高，效果好，制备成本低廉、除铅速度快、效率高、可回收；解决了制约除铅材料回收再生方面与能耗消耗方面的技术难题。本发明可变废为宝、以废治污，成本低廉，可回收再生，应用前景好，提高市场竞争力，而且有利于实现环境保护和变废为宝的双重目的。
具体实施方式
牡蛎壳：水产养殖的废弃物；水泥：普通硅酸盐水泥。
原料配方包括，按照重量百分比：牡蛎壳50-94％，水泥6-50％。
利用牡蛎壳制备的可回收废水除铅材料采用免烧法制备，具体步骤如下
a)将牡蛎壳干燥后，破碎、过筛；牡蛎壳的干燥为自然干燥或烘干，破碎研磨后过100目筛。
b)按照所述的原料配比准确称取原料，加适量水(每1kg的混合料中，加入150-400mL的水)混合均匀；
c)将混料进行压制成型试样为外径6-12mm，内径3-9mm，长6-12mm的管状试样，或者制成直径5-30mm的粒状试样。
d)将坯体放入水中静置养护28天后，即可制得可回收废水除铅材料。
本发明的可回收废水除铅材料置于含铅废水中除去含废水中的铅离子；所述废水除铅材料用过后可从水中捞起，回收循环使用。
以下是本发明的几个具体实施例，进一步说明本发明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
利用牡蛎壳和水泥为原料制备制备可回收废水除铅材料，其原料配方按照重量百分比如下：牡蛎壳70％，水泥30％。
制备步骤：
将牡蛎壳置于干燥箱中，200℃干燥，保温2h，破碎，过100目筛；
按配方准确称取原料，加适量水(每1kg的混合料中，加入300mL的水)混合均匀；
将混料进行压制成型，制成外径8mm，内径4mm，长16mm的空心管状试样；
坯体在水中静置养护28天；
成型样品低温30℃烘干制得可回收废水除铅材料。
废水除铅净材料性能：在水槽中加入除铅净化材料及模拟废水(50mg/l Pb(NO3)2水溶液)，剂量为1g/40ml，使除铅材料与模拟废水溶液相接触，在各个设定的时间采样，用原子吸收分光光度计测定铅离子浓度随时间的变化情况。与废水接触后铅离子浓度迅速减少，48小时后废水溶液中铅离子浓度降为0.001mg/L，除铅效率接近100％，达到国家排放标准。
实施例2：
利用牡蛎壳和水泥为原料制备制备可回收废水除铅材料，其原料配方如下，按照重量百分比：牡蛎壳80％，水泥20％。
制备步骤：
a)将牡蛎壳自然干燥后，破碎研磨，过100目筛；
b)按配方准确称取原料，加适量水(每1kg的混合料中，加入250mL的水)混合均匀；
c)将混料进行压制成型，制成外径8mm，内径4mm，长16mm的空心管状试样；
d)坯体在水中静置养护28天；
e)成型样品低温30℃烘干制得可回收废水除铅材料。
废水除铅净材料性能：在水槽中加入除铅净化材料及模拟废水(50mg/l Pb(NO3)2水溶液)，剂量为1g/40ml，使除铅材料与模拟废水溶液相接触，在各个设定的时间采样，用原子吸收分光光度计测定铅离子浓度随时间的变化情况。与废水接触后铅离子浓度迅速减少，48小时后废水溶液中铅离子浓度降为0.16mg/L，除铅效率可达99.7％，达到国家排放标准。
实施例3：
利用牡蛎壳和水泥为原料制备制备可回收废水除铅材料，其原料配方如下，按照重量百分比：牡蛎壳94％，水泥6％。
制备步骤：
将牡蛎壳置于干燥箱中，100℃干燥，保温2h，破碎研磨，过100目筛；
按配方准确称取原料，加适量水(每1kg的混合料中，加入100mL的水)混合均匀；
将混料进行压制成型，制成外径8mm，内径4mm，长16mm的空心管状试样；
坯体在水中静置养护28天；
成型样品低温30℃烘干制得可回收废水除铅材料。
废水除铅净材料性能：在水槽中加入除铅净化材料及模拟废水(50mg/l Pb(NO3)2水溶液)，剂量为1g/40ml，使除铅材料与模拟废水溶液相接触，在各个设定的时间采样，用原子吸收分光光度计测定铅离子浓度随时间的变化情况。与废水接触后铅离子浓度迅速减少，48小时后废水溶液中铅离子浓度降为0.18mg/L，除铅效率可达99.6％，达到国家排放标准。

Claims (8)

1.一种利用牡蛎壳制备的可回收高效废水除铅材料,其特征在于：所述废水除铅材料的原料配方包括，按照重量百分比：牡蛎壳50-94%，水泥 6-50%；
所述的利用牡蛎壳制备的可回收废水除铅材料采用免烧法制备；所述方法的具体步骤为：
a) 将牡蛎壳干燥后，破碎、过筛；
b) 按照所述的原料配比准确称取原料，加适量水混合均匀；
c) 将混料进行压制成型，制成空心管状或粒状的坯体；
d) 将坯体放入水中进行养护后，即可制得可回收废水除铅材料。
2.根据权利要求1所述的利用牡蛎壳制备的可回收废水除铅材料,其特征在于：所述牡蛎壳为水产养殖的废弃物。
3.根据权利要求1所述的利用牡蛎壳制备的可回收废水除铅材料，其特征在于：所述的水泥为普通硅酸盐水泥。
4.根据权利要求1所述的可回收废水除铅材料，其特征在于：所述步骤a）中牡蛎壳的干燥为自然干燥或烘干，破碎研磨后过100目筛。
5.根据权利要求1所述的可回收废水除铅材料，其特征在于：所述步骤b)中加适量水为：每1kg的混合料中，加入150-400mL的水。
6.根据权利要求1所述的可回收废水除铅材料，其特征在于：所述步骤c）中压制成型试样为外径6-12mm，内径3-9mm，长6-12mm的管状试样，或者制成直径5-30mm的粒状试样。
7.根据权利要求1所述的可回收废水除铅材料，其特征在于：所述步骤d）将坯体放入水中静置养护28天后，即可制得可回收废水除铅材料。
8.一种如权利要求1所述的可回收废水除铅材料的用法，其特征在于：将所述可回收废水除铅材料置于含铅废水中除去含废水中的铅离子；所述废水除铅材料用过后从水中捞起，回收循环使用。
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