CN104773932A - 一种木薯渣复合重金属固化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种木薯渣复合重金属固化剂,其特征是由下述重量份的原料制得:木薯渣20-30,磷石膏20-30,粉煤灰10-15,凹凸棒土5-10,糯米粉3-5,壳聚糖0.3-0.5,明胶4-8,硼砂0.5-1,木质素磺酸钙1-2。本发明的重金属固化剂以工农业废料为主要原料,对多种重金属具有良好的固化效果,使重金属的浸出浓度降低,且不易反溶;价格低廉,节能利废,制作工艺简单,具有较高的社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及环境处理领域,具体涉及一种木薯渣复合重金属固化剂及其制备方法。
背景技术
随着工业和经济的发展,环境污染日益严重,其中工业废水、生活污水通过各种途径进入河流、湖泊等水体,导致底泥重金属污染。重金属具有不可降解性和相对稳定性,在底泥中积累,并与水体发生交互作用,重新释放到水体中。重金属容易在生物体内富集,污染范围广、持续时间长,严重影响到人类的生存质量和健康,然而底泥重金属污染的治理比较困难。
重金属的固化/稳定化处理是通过将污染底泥与固化剂/稳定剂混合,将重金属固定化,阻止其在环境中迁移、扩散,从而降低重金属的毒害作用。重金属固化技术与其他重金属污染修复技术相比具有快速、经济、有效的特点,已经实际应用于重金属污染底泥的处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种木薯渣复合重金属固化剂,对多种重金属具有良好的固化效果,原料来源广泛,价格低廉,工艺简单,节能利废。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种木薯渣复合重金属固化剂,其特征在于,其是由下述重量份的原料制得:
木薯渣20-30,磷石膏20-30,粉煤灰10-15,凹凸棒土5-10,糯米粉3-5,壳聚糖0.3-0.5,明胶4-8,硼砂0.5-1,木质素磺酸钙1-2。
一种木薯渣复合重金属固化剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)按重量称取原料,将木薯渣、磷石膏、粉煤灰和凹凸棒土混合后按固液重量比1:1-1:2加入水,60-80℃条件下搅拌2-4h,过滤后将滤饼干燥,再于400-500℃条件下处理2-4h,粉碎后过100-200目筛,得组分A;
(2)按固液重量比1:60-1:80将壳聚糖加入2-4%的醋酸溶液中,加热至60-80℃并搅拌至完全溶解,再加入糯米粉和明胶同样温度下400-600r/min搅拌1-2h,得组分B;
(3)将组分A、组分B与其余原料混合后70-80℃、600-800r/min搅拌3-5h,干燥后粉碎研磨均匀,分装,即得。
木薯渣是木薯淀粉或酒精加工后的废料,含大量粗纤维,制成生物炭后具有较强的吸附性能;磷石膏是磷肥工业排放的工业废渣,是一种排放量巨大的固体废物,大量磷石膏的堆存不仅占用大量土地,还可能对环境造成污染。磷石膏对重金属有吸附作用,且能作为土壤改良剂。粉煤灰,是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,是燃煤电厂排出的主要固体废物,粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织,比表面积较大,具有较高的吸附活性。将木薯渣、粉煤灰和磷石膏进行综合改性处理,产生协同作用,有利于改善复合材料对土壤、底泥等环境的相容性,并提高固化效果,降低固化剂的用量。同时对以上废料的综合利用,能实现再次资源化,节约资源。
壳聚糖、明胶、糯米粉的添加既能起到协同吸附重金属的作用,提高固化剂对重金属的捕集、吸附效果,还有助于提高固化剂的粘合性,使固化剂各成分之间的作用得到强化,改善固化剂的稳定、固化性能。
本发明的优点是:
1.通过配方与工艺的改进,制得的重金属固化剂对多种重金属具有良好的固化效果,使重金属的浸出浓度降低,且不易反溶;
2.主要原料采用工农业废料,来源广泛,价格低廉,节能利废,制作工艺简单,具有较高的社会效益和经济效益。
具体实施方式
本发明非限定实施例如下:
一种木薯渣复合重金属固化剂,由下列重量(kg)的组分原料制备而成:
木薯渣25,磷石膏25,粉煤灰12,凹凸棒土8,糯米粉4,壳聚糖0.4,明胶6,硼砂0.8,木质素磺酸钙1.5。
木薯渣复合重金属固化剂的制备方法包括以下步骤:
(1)按重量称取原料,将木薯渣、磷石膏、粉煤灰和凹凸棒土混合后按固液重量比1:1加入水,80℃条件下搅拌2h,过滤后将滤饼干燥,再于500℃条件下处理2h,粉碎后过200目筛,得组分A;
(2)按固液重量比1:60将壳聚糖加入2%的醋酸溶液中,加热至80℃并搅拌至完全溶解,再加入糯米粉和明胶同样温度下600r/min搅拌1h,得组分B;
(3)将组分A、组分B与其余原料混合后80℃、800r/min搅拌4h,干燥后粉碎研磨均匀,分装,即得。
称取100g含水率为25.4%的底泥样本于烧杯中,加入5g上述制得的固化剂并搅拌均匀,置于干燥处2周后进行毒性浸出实验,毒性浸出试验方法采用HJ/T300-2007。试验结果显示处理后重金属浸出浓度均符合标准。
毒性浸出试验测试结果如表1所示:
表1:毒性浸出试验结果
重金属种类 | Pb | Cu | Zn | Hg |
原底泥样本浸出浓度(mg/L) | 2.04 | 0.67 | 4.87 | 0.09 |
固化后浸出浓度(mg/L) | 0.23 | 0.06 | 0.65 | 0.03 |
Claims (2)
1.一种木薯渣复合重金属固化剂,其特征在于,其是由下述重量份的原料制得:
木薯渣20-30,磷石膏20-30,粉煤灰10-15,凹凸棒土5-10,糯米粉3-5,壳聚糖0.3-0.5,明胶4-8,硼砂0.5-1,木质素磺酸钙1-2。
2.根据权利要求1所述的一种木薯渣复合重金属固化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)按重量称取原料,将木薯渣、磷石膏、粉煤灰和凹凸棒土混合后按固液重量比1:1-1:2加入水,60-80℃条件下搅拌2-4h,过滤后将滤饼干燥,再于400-500℃条件下处理2-4h,粉碎后过100-200目筛,得组分A;
(2)按固液重量比1:60-1:80将壳聚糖加入2-4%的醋酸溶液中,加热至60-80℃并搅拌至完全溶解,再加入糯米粉和明胶同样温度下400-600r/min搅拌1-2h,得组分B;
(3)将组分A、组分B与其余原料混合后70-80℃、600-800r/min搅拌3-5h,干燥后粉碎研磨均匀,分装,即得。
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