CN105536696B

CN105536696B - 一种去除废水中重金属与氨氮的吸附剂的制备方法

Info

Publication number: CN105536696B
Application number: CN201510928144.8A
Authority: CN
Inventors: 郑淑琴; 何理均; 唐课文; 易健民; 任邵; 余红霞; 张建策
Original assignee: Hunan Institute of Science and Technology
Current assignee: Hunan Institute of Science and Technology
Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2019-01-25
Anticipated expiration: 2035-12-15
Also published as: CN105536696A

Abstract

本发明涉及一种去除废水中重金属与氨氮的吸附剂的制备方法，其特征在于该吸附剂的化学成分按重量百分比计由30～80%催化剂虑渣、10～30%添加剂、10～40%粘土组合而成；该吸附剂的制备方法包括以下步骤：A、将添加剂、粘土加入到催化剂滤渣中，充分搅拌均匀后喷雾干燥成型，喷雾微球中位径为50～60μm；B、将步骤A的物料，在温度500～1000℃下焙烧0.5～5小时；C、将步骤B的焙烧料加水、添加剂和粘土，充分搅拌均匀，通过挤条或滚球或压片方式成型，干燥，干燥温度为100～150℃，干燥时间为10～24h，制成吸附剂。该方法制备流程简单，成本低廉，能够高效去除废水中的重金属离子和氨氮等有毒有害污染物，处理方法简单，应用范围广，效果稳定，符合“以废治废”的绿色环保理念，具有较好的应用前景。

Description

一种去除废水中重金属与氨氮的吸附剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种去除废水中重金属与氨氮的吸附剂的制备方法，属于废水处理技术领域。

背景技术

随着我国城市化与工农业生产的快速发展，污水排放量日益增加，水体污染相当严重，几乎遍及全国各地。在这样的背景下，污水处理行业已成为一个新兴产业。

炼油催化剂厂在生产过程中每年要排出大量的污水和固体滤渣，呈胶粘状，其组成复杂、水分高，主要含有60～70 % SiO₂，20～30 % Al₂O₃，少量的氧化稀土、氧化钠和氧化铁等物质，含有少量的Y型和ZSM-5沸石分子筛，具有较大的比表面和孔体积，比表面可达到300 m²/g，孔体积可达到0.9 ml/g。这种滤渣长期以来送至渣场堆放，不仅占用土地，而且严重污染环境，成为催化剂厂的一大难题。综合利用催化剂滤渣，开辟一条经济合理的处理途径，具有重要的环保意义和经济价值的。

在利用催化剂滤渣方面，CN 103058218A提出一种 NaY 分子筛的制备方法，将催化剂滤渣、NaY 分子筛凝胶、高岭土和粘结剂混合制浆，将浆液喷雾干燥，采用原位晶化技术合成分子筛；CN 103055917A公开一种催化裂化催化剂的制备方法，采用催化剂滤渣等物料，通过原位晶化技术合成分子筛，将其进行改性和焙烧制备出催化裂化催化剂。

利用催化剂滤渣的特性制备高效吸附剂，可以有效去除废水中有毒有害物质。利用来源丰富的催化剂滤渣，可变废为宝，符合“以废治废”的绿色环保理念，水处理成本较低，可广泛用于工业废水、生活污水以及水质净化领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于催化剂滤渣制备去除废水中重金属与氨氮的吸附剂的方法，该吸附剂采用多种具有吸附性能的材料制备而成，吸附剂表面多孔，富含活性基团，能够吸附废水中的金属离子和氨氮等杂质，大大提高吸附剂的吸附能力和适用范围。

本发明所解决的技术问题就是提供一种吸附剂及其制备方法，制备的吸附剂可作为低成本且处理效果稳定的废水处理剂。技术方案具体包括以下步骤：

A、将添加剂、粘土加入到催化剂滤渣中，充分搅拌均匀后喷雾干燥成型，喷雾微球中位径为50～60μm；

B、将步骤A的物料，在温度500～1000 ℃下焙烧0.5～5小时；

C、将步骤B的焙烧料加水、添加剂和粘土，充分搅拌均匀，通过挤条或滚球或压片方式成型，干燥，干燥温度为 100～150℃，干燥时间为 10～24h，制成吸附剂。

本发明在于该吸附剂的化学成分按重量百分比计由30～80 % 催化剂虑渣、10～30 %添加剂、10～40 % 粘土组合而成。

本发明步骤A所述的粘土选自高岭土、凹凸棒土、海泡石、膨润土、硅藻土的一种或几种。

本发明步骤A所述的添加剂为鎂盐、铝盐、钙盐、醋酸钾和乙二醇的一种或几种。

与现有技术相比，本发明有以下的有益效果：

（1）吸附剂以催化剂滤渣为主要原料，该材料具有少量的Y型和ZSM-5沸石分子筛，以硅铝化合物为主，具有较大的比表面积和孔体积，这种多孔结构的材料具有较强的吸附性能和离子交换能力，对废水中的杂质去除率高，符合“以废治废”的绿色环保理念，水处理成本较低，在环境治理方面有实际意义。

（2）吸附剂具有丰富的表面羟基，能够对废水中的重金属离子和氨氮等杂质进行高效、快速的吸附。

（3）吸附剂中粘土经过改性后，增强了粘土矿物特有的吸附性、分散性、流变性、多孔性和表面酸性，可提升吸附剂除去污染物的能力。

（4）利用本发明的工艺制成吸附剂，可高效除去废水中的重金属离子和氨氮等杂质；吸附剂制备方法简单，成本低廉；处理方法简单，不需要增加设备及工艺，降低处理成本，可带来可观的经济效益和良好的社会效益。

具体实施方式

下面的实施例将对本发明作进一步说明，但并不因此限制本发明。

1、吸附剂的制备

实施例1

（1）将40 g碳酸镁、47 g高岭土加入到240 g催化剂滤渣，搅拌2小时，将均匀的浆料喷雾造粒成型，喷雾微球的中位径为55μm；

（2）将（1）中的喷雾料，在500 ℃下焙烧5小时；

（3）将（2）中的焙烧物料加入25 ml水、16 g碳酸镁、47 g高岭土、4 g醋酸钾，充分搅拌均匀，挤条成型，成型物料在 100℃下干燥24 h，制成吸附剂A。

实施例2

（1）将30 g硼酸钙、43 g膨润土加入到1920 g催化剂滤渣，搅拌4小时，将均匀的浆料喷雾造粒成型，喷雾微球的中位径为50μm；

（2）将（1）中的喷雾料，在1000 ℃下焙烧0.5小时；

（3）将（2）中的焙烧物料加入100 ml水、18 g硼酸钙、36 g高岭土、12 g乙二醇，充分搅拌均匀，滚球成型，成型物料在 150℃下干燥10 h，制成吸附剂B。

实施例3

（1）将13 g氯化铝、18 g凹凸棒土加入到232 g催化剂滤渣，搅拌2小时，将均匀的浆料喷雾造粒成型，喷雾微球的中位径为60μm；

（2）将（1）中的喷雾料，在800 ℃下焙烧2.5小时；

（3）将（2）中的焙烧物料加入30 ml水、7 g氯化铝、15 g凹凸棒土，充分搅拌均匀，压片成型，成型物料在 120℃下干燥19 h，制成吸附剂C。

实施例4

（1）将9 g氯化镁、17 g硅藻土加入到104 g催化剂滤渣，搅拌1小时，将均匀的浆料喷雾造粒成型，喷雾微球的中位径为52μm；

（2）将（1）中的喷雾料，在700 ℃下焙烧3.5小时；

（3）将（2）中的焙烧物料加入20 ml水、6 g氯化镁、9 g硅藻土，充分搅拌均匀，滚球成型，成型物料在 130℃下干燥16 h，制成吸附剂D。

实施例5

（1）将5.6 g碳酸钙、9.8 g海泡石加入到224 g催化剂滤渣，搅拌2小时，将均匀的浆料喷雾造粒成型，喷雾微球的中位径为57μm；

（2）将（1）中的喷雾料，在900 ℃下焙烧1.5小时；

（3）将（2）中的焙烧物料加入30 ml水、4.8 g硼酸钙、4 g海泡石、1.6 g乙二醇，充分搅拌均匀，挤条成型，成型物料在 140℃下干燥12 h，制成吸附剂E。

2、废水的处理

取实施例所制的吸附剂各0.5 g，分别加入到100 ml 废水中，调节pH 值为7.0，放入恒温振荡器上，保持一定频率，振荡2 h，在静置 2h 后用移液管取5 mL 混合液离心分离，取上层清液，采用原子吸收分光光度仪分析溶液中重金属离子含量。各吸附剂的吸附结果见表1。

表1

从以上5个实施例及表1的处理结果看，本发明的吸附剂能够高效去除废水中的重金属离子、氨氮以及有机物杂质，处理效果好。

Claims

1.一种去除废水中重金属与氨氮的吸附剂的制备方法，其特征在于该吸附剂的化学成分按重量百分比计由30～80％催化剂滤渣、10～30％添加剂、10～40％粘土组合而成；其中所述催化剂滤渣具有少量的Y型和ZSM-5沸石分子筛，以硅铝化合物为主，具有较大的比表面积和孔体积；其中添加剂为镁盐、铝盐、钙盐、醋酸钾和乙二醇的一种或几种；该吸附剂的制备方法包括以下步骤：

B、将步骤A的物料，在温度500～1000℃下焙烧0.5～5小时；

C、将步骤B的焙烧料加水、添加剂和粘土，充分搅拌均匀，通过挤条或滚球或压片方式成型，干燥，干燥温度为100～150℃，干燥时间为10～24h，制成吸附剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的粘土选自高岭土、凹凸棒土、海泡石、膨润土、硅藻土的一种或几种。