CN106390963A - 一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法 - Google Patents

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Abstract

一种高效吸附氨氮废水的复合膨润土材料的脱附再生方法，涉及一种吸附废水材料脱附再生方法，本发明利用SDS‑Al复合改性膨润土处理氨氮废水达到饱和吸附，称取干燥后的吸附饱和膨润土材料2g，加入到100ml浓度为550mg/L的KCl溶液中，调节pH=3，在温度为30℃的条件下，搅拌速度为250r/min，搅拌20min，静置2 h时间，抽滤，洗涤，烘干，研磨过筛，即得到饱和吸附材料的脱附再生材料。该方法可以使吸附饱和的复合膨润土发生脱附，恢复吸附能力，能够节约资源，提高吸附材料的使用效率，降低使用成本。本发明使氨氮吸附饱和的复合膨润土材料脱附再生，恢复吸附能力，达到循环利用的目标。

Description

一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法
技术领域
本发明涉及一种吸附废水材料脱附再生方法，特别是涉及一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法。
背景技术
膨润土类吸附材料的吸附性包括物理吸附、化学吸附和交换吸附 3 种类型。物理吸附没有选择性，主要借助于吸附质与吸附剂之间的范德华力而发生，作用力较弱，因此属于可逆性吸附。此类吸附材料的物理吸附性的大小主要决定于其比表面积的大小。化学吸附是在吸附剂与吸附质之间形成化学键而产生的吸附。化学吸附作用力强，具有选择性。因为蒙脱石带不饱和负电荷，必然有等量的阳离子吸附在其表面。交换吸附的原理就是吸附材料吸附在层间与表面的阳离子，使其能够与水中的阳离子进行交换。
膨润土类吸附材料的吸附性包括物理吸附、化学吸附和交换吸附 3 种类型。物理吸附没有选择性，主要借助于吸附质与吸附剂之间的范德华力而发生，作用力较弱，因此属于可逆性吸附。此类吸附材料的物理吸附性的大小主要决定于其比表面积的大小。化学吸附是在吸附剂与吸附质之间形成化学键而产生的吸附。化学吸附作用力强，具有选择性。因为蒙脱石带不饱和负电荷，必然有等量的阳离子吸附在其表面。交换吸附的原理就是吸附材料吸附在层间与表面的阳离子，使其能够与水中的阳离子进行交换。
在实际用中，对于修复环境污染的吸附剂，需要提高其利用率及回收利用率，以降低成本，减少二次污染。化学回收、多次重复吸附、无机物质联合以及与生物回收使用等是目前粘土矿物回收利用的主要方法。目前，常用再生技术主要有一下几类：
1.药剂洗脱的化学法
化学再生法一般用于处理高浓度、低沸点有机物的吸附剂的再生。
(l)无机药剂再生。又称酸碱再生法，是指用无机酸(盐酸、硫酸）或碱(氢氧化钠)等药剂使吸附质脱除。
(2)有机溶剂再生。利用有机溶剂如用丙酮、苯及甲醇等萃取吸附在吸附剂上的吸附质。利用此种化学再生法有时可从再生液中回收出有用的物质。
2.湿式氧化法
湿式氧化法通常用于再生粉末活性炭。毒性高、生物难降解的吸附质多用此方法处理。活性炭吸附性能的恢复率和活性炭的损耗受温度和压力直接影响，因此根据吸附质的特性而设定温度和压力须。但这种再生法的再生系统的设施较多，操作麻烦。
3.电解氧化法
利用电解时产生的新生态的强氧化剂，如[O]、[Cl]等氧化活性炭吸附的有机物并使其分解。但这种方法在实际运行中，存在金属电极的腐蚀、钝化以及絮凝物堵塞等问题。而且不溶性电极一石墨的电阻高、体积大、耗电也大，因此在实践中应用尚未见。
4.加热再生法
加热再生法主要是根据有机物在加热过程中将会分解的原理进行脱附，根据脱附分解的温度不同，加热再生可分为低温加热再生和高温加热再生。
(1)高温加热再生。在水处理过程中，吸附剂吸附的有机物多为难脱附型和热分解型，且吸附周期长。高温加热再生法是指活性炭在850℃下加热，经碳化和活化可使吸附有机物后活性炭再生。通过这种方法使得再生效果稳定且吸附恢复率高。因此,人们普遍采用高温加热法再生处理水的活性炭。
(2)低温加热再生法。吸附沸点较低的芳香族有机物和低分子碳氢化合物的活性炭一般用100-200℃的蒸汽吹脱法再生。经过冷凝，脱附出来的有机物蒸汽可回收利用，这种方法常用于再生吸附气体的活性炭。
5.超临界流体再生法
超临界流体的压力和温度都处于临界点以上，物质在超临界状态下对一些溶质的溶解能力异常大，稍微改变压力，就会使溶解度产生很大变化。因此超临界流体再生法是指通过调节操作压力，以超临界流体为萃取剂，使吸附剂得以再生。 陈皓[63]等研究了超临界CO2再生活性炭，用以吸附处理工业废水中的单一吸附质苯，探讨了操作温度、操作压力、CO2流速、活性炭粒度、循环再生次数等因素对再生速率及再生效率的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法，该方法是以一种吸附饱和氨氮废水的SDS/Al复合改性膨润土材料为原料，进行脱附再生，通过脱附再生可以使吸附饱和的复合改性膨润土材料完成脱附，恢复吸附能力，能够节约资源，提高吸附材料的使用效率，降低使用成本。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法，所述方法按照如下过程进行脱附再生：
利用SDS-Al改性的复合膨润土材料吸附氨氮废水，达到吸附饱和的程度，称取干燥的吸附饱和复合膨润土材料2g，加入到100ml浓度为550mg/L的KCl溶液中，调节pH=3，在温度为30℃的条件下，搅拌速度为250r/min，搅拌20min，静置2 h时间，抽滤，洗涤，烘干，研磨过筛，即得到饱和吸附材料的脱附再生材料。
所述的一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法，所述饱和吸附材料的获得需称取5g的复合吸附材料，加至250mL的碘量瓶中，加入100mL浓度为1000mg/L的氨氮废水溶液。
所述的一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法，所述吸附饱和材料的获得，需要在转速为170r/min、温度为25℃的恒温振荡器上振荡24h，至平衡后取下，高速离心分离(12000r/min，15min)后，将吸附了氨氮的复合吸附材料从溶液中分离出来，用蒸馏水振荡洗涤4次，测定洗液中氨氮的含量，抽滤，烘干，研磨，过筛，得到饱和吸附改性土。
所述的一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法，所述复合吸附材料，为SDS-Al复合改性膨润土材料，SDS与膨润土质量比为0.12，Al为AlCl3·6H2O，浓度为60mg/L。
所述一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法，所述脱附再生需要取2g饱和吸附材料加入到100ml浓度为550mg/L的KCl溶液中。
所述的一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法，所述饱和吸附材料再生时需要调节pH=3，在温度为30℃的条件下。
所述的一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法，所述饱和吸附材料再生时需要在搅拌速度为250r/min，搅拌20min。
所述的一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法，所述饱和吸附材料再生时需静置2 h，倾去上清液，抽滤，洗涤，烘干，研磨过100目筛。
本发明的优点与效果是：
本发明是以一种吸附饱和氨氮废水的SDS-Al复合改性膨润土为原料，进行脱附再生实验研究，对所有种类的氨氮吸附剂的脱附有启发意义，对膨润土材料对氨氮的吸附有十分重要的理论意义和工业价值。通过脱附再生方法处理的饱和吸附复合改性膨润土材料，脱附再生后的复合材料对氨氮的吸附率达到原吸附材料的75.21%，提高了吸附剂的循环利用能力。
附图说明
图1为本发明一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料的脱附再生方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料的脱附再生方法，本方法按照如下过程进行脱附再生：利用SDS-Al复合改性的膨润土材料吸附氨氮废水达到吸附饱和，称取干燥的吸附饱和复合膨润土材料2g，加入到100ml浓度为550mg/L的KCl溶液中，调节pH=3，在温度为30℃的条件下，搅拌速度为250r/min，搅拌20min，静置2 h时间，抽滤，洗涤，烘干，研磨过筛，即得到饱和吸附材料的脱附再生材料。将5g的复合改性膨润土材料，加至250mL的碘量瓶中，加入100mL浓度为1000mg/L的氨氮废水溶液，在转速为170r/min、温度为25℃的恒温振荡器上振荡24h，至平衡后取下，高速离心分离(12000r/min，15min)后，将吸附了氨氮的复合吸附材料从溶液中分离出来，用蒸馏水振荡洗涤4次，抽滤，烘干，研磨，过筛，得到饱和吸附改性土。复合改性膨润土为SDS-Al复合改性膨润土材料，SDS与膨润土质量比为0.12，Al为AlCl3·6H2O，浓度为60mg/L。饱和吸附材料与脱附剂比例为2g饱和吸附材料加入到100ml浓度为550mg/L的KCl溶液中。饱和吸附材料再生时需要调节pH为3，在温度为30℃的条件下。脱附时搅拌速度为250r/min，搅拌20min。脱附完成后需静置2 h，倾去上清液，抽滤，洗涤，烘干，研磨过100目筛。利用SDS-Al复合改性膨润土材料处理氨氮废水，达到吸附饱和后，称取干燥的饱和吸附的含氨氮膨润土材料2g，加入到100ml浓度为550mg/L的KCl溶液中，调节pH为3，在温度为30℃的条件下，搅拌速度为250r/min，搅拌20min，静置2 h，倾去上清液，抽滤，洗涤，烘干，研磨过100目筛。
一种高效吸附氨氮膨润土材料的脱附再生方法的最佳条件：
干燥的饱和吸附氨氮复合膨润土材料2g，脱附剂为100ml浓度为550mg/L的KCl溶液，pH为3，温度为30℃，搅拌速度为250r/min，搅拌时间为20min，过100目筛。

Claims (8)

1.一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法，其特征在于，所述方法按照如下过程进行脱附再生：
利用SDS-Al改性的复合膨润土材料吸附氨氮废水，达到吸附饱和的程度，称取干燥的吸附饱和复合膨润土材料2g，加入到100ml浓度为550mg/L的KCl溶液中，调节pH=3，在温度为30℃的条件下，搅拌速度为250r/min，搅拌20min，静置2 h时间，抽滤，洗涤，烘干，研磨过筛，即得到饱和吸附材料的脱附再生材料。
2.根据权利要求1所述的一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法，其特征在于，所述饱和吸附材料的获得需称取5g的复合吸附材料，加至250mL的碘量瓶中，加入100mL浓度为1000mg/L的氨氮废水溶液。
3.根据权利要求1所述的一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法，其特征在于，所述吸附饱和材料的获得，需要在转速为170r/min、温度为25℃的恒温振荡器上振荡24h，至平衡后取下，高速离心分离(12000r/min，15min)后，将吸附了氨氮的复合吸附材料从溶液中分离出来，用蒸馏水振荡洗涤4次，测定洗液中氨氮的含量，抽滤，烘干，研磨，过筛，得到饱和吸附改性土。
4.根据权利要求1所述的一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法，其特征在于，所述复合吸附材料，为SDS-Al复合改性膨润土材料，SDS与膨润土质量比为0.12，Al为AlCl3·6H2O，浓度为60mg/L。
5.根据权利要求1所述一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法，其特征在于，所述脱附再生需要取2g饱和吸附材料加入到100ml浓度为550mg/L的KCl溶液中。
6.根据权利要求1所述的一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法，其特征在于，所述饱和吸附材料再生时需要调节pH=3，在温度为30℃的条件下。
7.根据权利要求1所述的一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法，其特征在于，所述饱和吸附材料再生时需要在搅拌速度为250r/min，搅拌20min。
8.根据权利要求1所述的一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法，其特征在于，所述饱和吸附材料再生时需静置2 h，倾去上清液，抽滤，洗涤，烘干，研磨过100目筛。
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