CN106187060A - 一种复合防渗材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合防渗材料的制备方法，属于材料制备技术领域。本发明首先将海泡石与双氧水进行混合加热，再经冷冻、粉碎处理后，将其与钙基膨润土、丙烯酰胺、淀粉等物质加热搅拌反应，对海泡石表面及内部结构进行改性，制备复合防渗材料基料，接着将池塘淤泥、硝酸钾溶液等物质混合离心，提取其中硝化细菌等菌种，最后将其与复合防渗材料基料混合，吸附菌种，形成菌膜，同时分解污染物，从而得到复合防渗材料。本发明制备的复合防渗材料具有优越的防渗性能，其防渗系数可达1.25×10‑10～2.01×10‑8cm/s；抗穿刺能力好，不易被穿刺。

Description

一种复合防渗材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合防渗材料的制备方法，属于材料制备技术领域。
背景技术
目前，垃圾填埋场的防渗层主要有两种类型。第一类为天然防渗层，粘土是广泛应用于填埋场防渗衬层的自然材料。第二类防渗层称为人工复合防渗层，即在基底的粘土层上面铺设一层人工防渗材料，使其达到或超过天然防渗层的抗渗性能。
人工防渗材料，一般采用渗透系数低、机械强度大、抗腐蚀能力强、抗老化的复合材料膜，如沥青、合成材料等。无论填埋场垃圾渗滤液的防治采取何种形式的防渗体系，其中粘上是最为理想的防渗材料。但是天然粘土类防渗材料吸附性能较差，而且在垃圾渗透液中的重金属、有机物发生作用时，由于层间性质、结构等发生变化，导致其防渗性能下降。而合成材料中最常用的为高密度聚乙烯等土工膜，该材料虽然防渗性能很好，但由于厚度比较薄，一般为1.5～2.0mm，因此抗穿刺能力很差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对以粘土作为防渗材料吸附性能较差，防渗性能差，而高密度聚乙烯等土工膜虽然防渗性能好，但是其抗穿刺能力很差的问题，本发明首先将海泡石与双氧水进行混合加热，再经冷冻、粉碎处理后，将其与钙基膨润土、丙烯酰胺、淀粉等物质加热搅拌反应，对海泡石表面及内部结构进行改性，制备复合防渗材料基料，接着将池塘淤泥、硝酸钾溶液等物质混合离心，提取其中硝化细菌等菌种，最后将其与复合防渗材料基料混合，吸附菌种，形成菌膜，同时分解污染物，从而得到复合防渗材料。本发明制备的复合防渗材料抗穿刺能力强，吸附性能和防渗性能优越。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）按固液比1:2，取海泡石和质量分数15％双氧水溶液放入容器中，进行加热至95～105℃，保温加热4～6h后趁热进行过滤，将滤渣放入液氮速冻机中，设定温度为-30～-20℃，冷冻处理10～15min，再进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；
（2）按重量份数计，取58～62份上述过筛颗粒、12～14份钙基膨润土、18～22份丙烯酰胺、16～19份淀粉、4～6份十二烷基硫醇、1.6～1.8份过硫酸钠、0.8～1.2份乙二胺四乙酸二钠及36～42份蒸馏水，放入反应器中，设定温度为42～46℃，反应8～10h，再自然冷却至室温；
（3）在上述冷却室温后，收集反应器中的反应混合物，并进行过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣，直至冲洗液pH至中性，随后将滤渣置于90℃烘箱中，干燥过夜，再放入球磨机中进行研磨，过200目筛，收集过筛颗粒，得复合防渗材料基料；
（4）按重量份数计，取40～45份含水量为60％池塘淤泥、12～13份质量分数10％硝酸钾溶液及12～16份葡萄糖混合均匀，静置50～60min，再放入离心机中在5000r/min离心10～15min，收集上清液，按固液比1:2～3，将上述所得的复合防渗材料基料与上清液混合均匀，并置于微波反应器中，在400W下静置8～10h后过滤，收集滤渣并风干，即可得到复合防渗材料。
本发明的应用方法：首先在防渗基底依次铺设不锈钢网，厚度为1cm的石英砂，在石英砂上方再铺设不锈钢网，以达到均匀布水，放置堵塞的目的，再将上述制备的复合防渗材料均匀铺设于不锈钢网上，将其压实，厚度约为3～4cm，静置7～9d后，将垃圾渗滤液原液注入防渗区，经检测，其防渗系数可达1.25×10-10～2.01×10-8cm/s。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的复合防渗材料具有优越的防渗性能，其防渗系数可达1.25×10-10～2.01×10-8cm/s；
（2）本发明制备的复合防渗材料抗穿刺能力好，不易被穿刺；
（3）本发明制备步骤简单，所需成本低。
具体实施方式
首先按固液比1:2，取海泡石和质量分数15％双氧水溶液放入容器中，进行加热至95～105℃，保温加热4～6h后趁热进行过滤，将滤渣放入液氮速冻机中，设定温度为-30～-20℃，冷冻处理10～15min，再进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；按重量份数计，取58～62份上述过筛颗粒、12～14份钙基膨润土、18～22份丙烯酰胺、16～19份淀粉、4～6份十二烷基硫醇、1.6～1.8份过硫酸钠、0.8～1.2份乙二胺四乙酸二钠及36～42份蒸馏水，放入反应器中，设定温度为42～46℃，反应8～10h，再自然冷却至室温；在上述冷却室温后，收集反应器中的反应混合物，并进行过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣，直至冲洗液pH至中性，随后将滤渣置于90℃烘箱中，干燥过夜，再放入球磨机中进行研磨，过200目筛，收集过筛颗粒，得复合防渗材料基料；最后按重量份数计，取40～45份含水量为60％池塘淤泥、12～13份质量分数10％硝酸钾溶液及12～16份葡萄糖混合均匀，静置50～60min，再放入离心机中在5000r/min离心10～15min，收集上清液，按固液比1:2～3，将上述所得的复合防渗材料基料与上清液混合均匀，并置于微波反应器中，在400W下静置8～10h后过滤，收集滤渣并风干，即可得到复合防渗材料。
实例1
首先按固液比1:2，取海泡石和质量分数15％双氧水溶液放入容器中，进行加热至105℃，保温加热6h后趁热进行过滤，将滤渣放入液氮速冻机中，设定温度为-20℃，冷冻处理15min，再进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；按重量份数计，取62份上述过筛颗粒、14份钙基膨润土、22份丙烯酰胺、19份淀粉、6份十二烷基硫醇、1.8份过硫酸钠、1.2份乙二胺四乙酸二钠及42份蒸馏水，放入反应器中，设定温度为46℃，反应10h，再自然冷却至室温；在上述冷却室温后，收集反应器中的反应混合物，并进行过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣，直至冲洗液pH至中性，随后将滤渣置于90℃烘箱中，干燥过夜，再放入球磨机中进行研磨，过200目筛，收集过筛颗粒，得复合防渗材料基料；最后按重量份数计，取45份含水量为60％池塘淤泥、13份质量分数10％硝酸钾溶液及16份葡萄糖混合均匀，静置60min，再放入离心机中在5000r/min离心15min，收集上清液，按固液比1:3，将上述所得的复合防渗材料基料与上清液混合均匀，并置于微波反应器中，在400W下静置10h后过滤，收集滤渣并风干，即可得到复合防渗材料。
首先在防渗基底依次铺设不锈钢网，厚度为1cm的石英砂，在石英砂上方再铺设不锈钢网，以达到均匀布水，放置堵塞的目的，再将上述制备的复合防渗材料均匀铺设于不锈钢网上，将其压实，厚度约为4cm，静置9d后，将垃圾渗滤液原液注入防渗区，经检测，其防渗系数可达2.01×10-8cm/s。
实例2
首先按固液比1:2，取海泡石和质量分数15％双氧水溶液放入容器中，进行加热至95℃，保温加热4h后趁热进行过滤，将滤渣放入液氮速冻机中，设定温度为-30℃，冷冻处理10min，再进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；按重量份数计，取58份上述过筛颗粒、12份钙基膨润土、18份丙烯酰胺、16份淀粉、4份十二烷基硫醇、1.6份过硫酸钠、0.8份乙二胺四乙酸二钠及36份蒸馏水，放入反应器中，设定温度为42℃，反应8h，再自然冷却至室温；在上述冷却室温后，收集反应器中的反应混合物，并进行过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣，直至冲洗液pH至中性，随后将滤渣置于90℃烘箱中，干燥过夜，再放入球磨机中进行研磨，过200目筛，收集过筛颗粒，得复合防渗材料基料；最后按重量份数计，取40份含水量为60％池塘淤泥、12份质量分数10％硝酸钾溶液及12份葡萄糖混合均匀，静置50min，再放入离心机中在5000r/min离心10min，收集上清液，按固液比1:2，将上述所得的复合防渗材料基料与上清液混合均匀，并置于微波反应器中，在400W下静置8h后过滤，收集滤渣并风干，即可得到复合防渗材料。
首先在防渗基底依次铺设不锈钢网，厚度为1cm的石英砂，在石英砂上方再铺设不锈钢网，以达到均匀布水，放置堵塞的目的，再将上述制备的复合防渗材料均匀铺设于不锈钢网上，将其压实，厚度约为3cm，静置7d后，将垃圾渗滤液原液注入防渗区，经检测，其防渗系数可达1.25×10-10cm/s。
实例3
首先按固液比1:2，取海泡石和质量分数15％双氧水溶液放入容器中，进行加热至100℃，保温加热5h后趁热进行过滤，将滤渣放入液氮速冻机中，设定温度为-25℃，冷冻处理12min，再进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；按重量份数计，取60份上述过筛颗粒、13份钙基膨润土、20份丙烯酰胺、17份淀粉、5份十二烷基硫醇、1.7份过硫酸钠、1.0份乙二胺四乙酸二钠及40份蒸馏水，放入反应器中，设定温度为43℃，反应9h，再自然冷却至室温；在上述冷却室温后，收集反应器中的反应混合物，并进行过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣，直至冲洗液pH至中性，随后将滤渣置于90℃烘箱中，干燥过夜，再放入球磨机中进行研磨，过200目筛，收集过筛颗粒，得复合防渗材料基料；最后按重量份数计，取42份含水量为60％池塘淤泥、12份质量分数10％硝酸钾溶液及13份葡萄糖混合均匀，静置55min，再放入离心机中在5000r/min离心12min，收集上清液，按固液比1:2，将上述所得的复合防渗材料基料与上清液混合均匀，并置于微波反应器中，在400W下静置9h后过滤，收集滤渣并风干，即可得到复合防渗材料。
首先在防渗基底依次铺设不锈钢网，厚度为1cm的石英砂，在石英砂上方再铺设不锈钢网，以达到均匀布水，放置堵塞的目的，再将上述制备的复合防渗材料均匀铺设于不锈钢网上，将其压实，厚度约为3cm，静置8d后，将垃圾渗滤液原液注入防渗区，经检测，其防渗系数可达2.01×10-9cm/s。

Claims (1)

1.一种复合防渗材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按固液比1:2，取海泡石和质量分数15％双氧水溶液放入容器中，进行加热至95～105℃，保温加热4～6h后趁热进行过滤，将滤渣放入液氮速冻机中，设定温度为-30～-20℃，冷冻处理10～15min，再进行粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；
（2）按重量份数计，取58～62份上述过筛颗粒、12～14份钙基膨润土、18～22份丙烯酰胺、16～19份淀粉、4～6份十二烷基硫醇、1.6～1.8份过硫酸钠、0.8～1.2份乙二胺四乙酸二钠及36～42份蒸馏水，放入反应器中，设定温度为42～46℃，反应8～10h，再自然冷却至室温；
（3）在上述冷却室温后，收集反应器中的反应混合物，并进行过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣，直至冲洗液pH至中性，随后将滤渣置于90℃烘箱中，干燥过夜，再放入球磨机中进行研磨，过200目筛，收集过筛颗粒，得复合防渗材料基料；
（4）按重量份数计，取40～45份含水量为60％池塘淤泥、12～13份质量分数10％硝酸钾溶液及12～16份葡萄糖混合均匀，静置50～60min，再放入离心机中在5000r/min离心10～15min，收集上清液，按固液比1:2～3，将上述所得的复合防渗材料基料与上清液混合均匀，并置于微波反应器中，在400W下静置8～10h后过滤，收集滤渣并风干，即可得到复合防渗材料。
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