CN111330547B - 一种基于含铁固废的免烧型去除水体有机污染物的吸附剂 - Google Patents

一种基于含铁固废的免烧型去除水体有机污染物的吸附剂 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于含铁固废的免烧型去除水体有机污染物的吸附剂。该吸附剂以特定组分的含铁固废、煤矸石和粘结剂为原料，经过干混、湿混、挤压成型和自然养护后制备得到在水体中去除有机污染物的免烧型吸附剂；原料中各组分的质量百分比为：含铁固废45～85％,煤矸石5～20％，粘结剂10～35％；所述含铁固废的质量组成为：SiO2：55～75％、Fe2O3：10～15％、TiO2：5～10％、MgO：5～10％、有机质：3～5％、其他：2～5％。该吸附剂利用特定组分的含铁固废、煤矸石和粘结剂中活性组分的协同作用，同时经自然养护后产生粗糙的吸附剂表面，在物理和化学的共同作用下来实现对水体中有机污染物的高效吸附。所得吸附剂具有成本低廉、工艺简便、吸附效率高的优点。

Description

一种基于含铁固废的免烧型去除水体有机污染物的吸附剂
技术领域
本发明属于水污染控制技术领域，具体涉及一种基于含铁固废的免烧型去除水体有机污染物的吸附剂。
背景技术
近年来，随着城镇工业化进程的加快，产生了大量含有全氟化合物、多环芳烃等有机污染物的废水，由此造成的环境污染问题也日益严重。相关研究表明，全氟化合物和多环芳烃等有机污染物均具有很强的毒性，会对人体健康构成严重威胁。吸附法被认为是一种从水体中去除全氟化合物、多环芳烃和有机磷等有机污染物的有效手段，制备高效廉价的吸附剂已成为水污染控制领域研究的热点之一。
迄今为止，去除水体中全氟化合物和多环芳烃等有机污染物的吸附剂的研究已有相关报道。已有研究表明，活性炭和阴离子交换树脂对全氟辛烷磺酸的吸附量较高；碳纳米管对全氟辛烷磺酸有较大的吸附量且其吸附平衡时间远低于其他吸附剂。炭质吸附剂被广泛用净化水体中多环芳烃污染物。这些已有吸附剂虽然对全氟化合物和多环芳烃有较好的吸附效果，但其成本相对较高，且制备工艺复杂。目前，以廉价的固定组分的固体废弃物为主要原料，制备净化水体中全氟化合物和多环芳烃等有机污染物的免烧型吸附剂的报道还相对较少。
本发明制备的基于含铁固废的免烧型去除水体有机污染物的吸附剂，以含铁固废、煤矸石以及粘结剂为主要原料，利用不同原料组分间的协同作用，同时经自然养护后产生粗糙的吸附剂表面，在物理和化学的共同作用下，可实现对全氟化合物和多环芳烃等有机污染物的共吸附，具有成本低廉、工艺简便及吸附效率高的特点。
发明内容
本发明提供了一种基于含铁固废的免烧型去除水体有机污染物的吸附剂，该吸附剂具有成本低廉、工艺简便及吸附效率高的优点。
本发明所采用的技术方案如下：
一种基于含铁固废的免烧型去除水体有机污染物的吸附剂，该吸附剂以含铁固废、煤矸石以及粘结剂为主要原料，经干混、湿混、挤压成型、自然养护后，制备得到免烧型去除水体有机污染物的吸附剂；原料中各组分的质量百分比为：含铁固废45～85％,煤矸石5～20％，粘结剂10～35％；所述含铁固废的质量组成为：SiO2：55～75％；Fe2O3：10～15％；TiO2：5～10％；MgO：5～10％；有机质：3～5％，其他：2～5％；上述原料无需进行高温焙烧即可实现对水体中有机污染物的高效吸附。
原料中含铁固废、煤矸石和粘结剂的粒度均为120～300目。
所述粘结剂为水泥、水玻璃或粘土等。
所述有机污染物为全氟化合物、多环芳烃或有机磷等中的一种或多种。
上述免烧型去除水体有机污染物的吸附剂的制备方法的具体步骤是：
(1)干混：将含铁固废、煤矸石和粘结剂磨碎过120～300目筛，并按照一定比例混匀，并静置3～5min。
(2)湿混：将混合物料加入搅拌器中，按液固比1:10～1:5加入水，在60～120r/min的搅拌速率下，搅拌5-10min，直至物料充分混合。
(3)挤压成型：将搅拌均匀的物料加入模具中，经挤压振捣成型，制得直径为1～2mm的料球。静置12～24h后开始进行养护。挤压的压力800-1500牛/平方厘米左右，挤压时间5-10秒。
(4)自然养护：将成型后的料球用草帘覆盖，每隔3-5天均匀喷洒水以保持湿润，养护时间持续24～30天，得到基于含铁固废的免烧型去除水体有机污染物的吸附剂。
一种基于含铁固废的免烧型去除水体有机污染物吸附剂的应用，利用上述的免烧型吸附剂处理含有全氟化合物和/或多环芳烃等有机污染物的废水。其中，废水中含有的全氟化合物的种类为全氟辛基羧酸或全氟辛烷磺酸盐，含有的全氟化合物的总浓度为0.5～5mg/L；含有的多环芳烃的种类为菲、萘或芴，含有的多环芳烃的总浓度为1～5mg/L。有机污染物的废水的用量为50～200mL，吸附剂用量为1～3g，吸附时间为24-72h。具体应用步骤是：
(1)量取50～200mL含全氟化合物和多环芳烃的废水于聚丙烯烧杯中。
(2)向上述烧杯中加入1～3g吸附剂，将烧杯置于恒温振荡器中，常温下以150-200r/min的速率振荡24～72h。
(3)振荡完毕后，将混合液以2000～3000r/min离心5～10min，用针筒过滤器吸取上清液过0.22～0.45μm有机相滤膜。
(4)取过滤后的水样注入聚丙烯小瓶中利用高效液相色谱-质谱联用仪测水样中全氟化合物的浓度，另取过滤后的水样，经固相萃取、洗脱和浓缩等步骤后利用气相色谱-质谱联用仪测水样中多环芳烃的浓度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明吸附剂为一种能去除水体中全氟化合物和多环芳烃等有机污染物的免烧型吸附剂，成本低廉、工艺简单。实验表明，本发明实现对水体中全氟化合物和多环芳烃的共同高效吸附，吸附效率分别可达90.2％～98.5％和88.7％～95.5％。
本发明吸附剂，利用特定组成含量的含铁固废中的金属氧化物表面的羟基官能团等活性组分以及煤矸石中的炭质成分结合粘结剂中的无机离子使得吸附剂与水体中的全氟化合物发生配体交换、疏水相互作用以及静电相互作用，同时，煤矸石中的炭质成分可与多环芳烃等有机污染物发生疏水相互作用。而在特定组分三者的协同作用下实现对水体中全氟化合物和多环芳烃等有机污染物的高效共吸附。
本发明吸附剂的制备方法利用特定组分的含铁固废、煤矸石和粘结剂三者中活性组分的协同作用，同时经自然养护后产生粗糙的吸附剂表面，在物理和化学的共同作用下来实现对水体中有机污染物的高效吸附。该吸附剂制备过程中不需要焙烧过程，符合国家提出的环保要求，具有经济和环境效益。
附图说明
图1为基于含铁固废的免烧型去除水体有机污染物的吸附剂的制备流程图。
具体实施方式
为更好地理解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步地说明，但所举之例并不限制本发明的保护范围。
实施例1
(1)吸附剂制备
1)干混：将含铁固废、煤矸石和粘结剂磨碎过200目筛并混匀，然后静置3min。粘结剂采用水泥，原料中各组分的含量为含铁固废75％；煤矸石15％；水泥10％。所述含铁固废的质量组成为：SiO2：55％、Fe2O3：15％、TiO2：10％、MgO：10％、有机质：5％、其他：5％。
2)湿混：将混合物料加入搅拌器中，按液固比1:10加入水，在120r/min的速率下搅拌10min，直至物料充分混合。
3)挤压成型：将搅拌均匀的物料加入模具中，经挤压振捣成型，制得直径为1mm的料球，静置24h后开始养护，挤压后料球表面具有一定粗糙度。
4)自然养护：将成型后的料球用草帘覆盖，每隔5天均与喷洒水以保持湿润，养护时间持续30天，得到免烧型去除水体有机污染物的吸附剂。
(2)吸附剂处理有机废水
1)量取50mL含全氟辛基羧酸和萘的废水置于聚丙烯烧杯中，其中全氟辛基羧酸的浓度为0.5mg/L，萘的浓度为1mg/L。
2)向烧杯中加入2g吸附剂，将聚丙烯烧杯置于恒温振荡器中，以150r/min振荡24h。
3)振荡完毕后，将混合液以3000r/min离心10min，用针筒过滤器吸取上清液过0.45μm滤膜。
4)取过滤后的水样注入2mL的聚丙烯小瓶中利用高效液相色谱-质谱联用仪测水样中全氟辛基羧酸的浓度。另取过滤后的水样，经固相萃取、洗脱和浓缩等步骤后利用气相色谱-质谱联用仪测定水样中萘的浓度。
5)吸附剂对水体中全氟辛基羧酸和萘的吸附效率如表1所示。
表1吸附剂对水体中全氟辛基羧酸和萘的吸附效率
Figure BDA0002409455020000031
实施例2
(1)吸附剂制备
1)干混：将含铁固废、煤矸石和粘结剂磨碎过200目筛并混匀，然后静置3min。所述原料中各组分的含量为含铁固废75％；煤矸石15％；水泥10％。所述含铁固废的质量组成为：SiO2：55％、Fe2O3：15％、TiO2：10％、MgO：10％、有机质：5％、其他：5％。
2)湿混：将混合物料加入搅拌器中，按液固比1:10加入水，在120r/min的速率下搅拌10min，直至物料充分混合。
3)挤压成型：将搅拌均匀的物料加入模具中，经挤压振捣成型，制得直径为1mm的料球，静置24h后开始养护。
4)自然养护：将成型后的料球用草帘覆盖，每隔5天均匀喷洒水以保持湿润，养护时间持续30天，得到免烧型去除水体有机污染物的吸附剂。
(2)吸附剂处理废水
1)量取50mL含全氟辛基羧酸和萘的废水置于聚丙烯烧杯中，其中全氟辛基羧酸的浓度为1mg/L，萘的浓度为2mg/L。
2)向烧杯中加入2g吸附剂，将聚丙烯烧杯置于恒温振荡器中，以150r/min振荡24h。
3)振荡完毕后，将混合液以3000r/min离心10min，用针筒过滤器吸取上清液过0.45μm滤膜。
4)取过滤后的水样注入2mL的聚丙烯小瓶中利用高效液相色谱-质谱联用仪测水样中全氟辛基羧酸的浓度。另取过滤后的水样，经固相萃取、洗脱和浓缩等步骤后利用气相色谱-质谱联用仪测定水样中萘的浓度。
5)吸附剂对水体中全氟辛基羧酸和萘的吸附效率如表2所示。
表2吸附剂对水体中全氟辛基羧酸和萘的吸附效率
Figure BDA0002409455020000041
实施例3
(1)吸附剂制备
1)干混：将含铁固废、煤矸石和粘结剂磨碎过200目筛并混匀，然后静置3min。所述原料中各组分的含量为含铁固废75％；煤矸石15％；水泥10％。所述含铁固废的质量组成为：SiO2：55％、Fe2O3：15％、TiO2：10％、MgO：10％、有机质：5％、其他：5％。
2)湿混：将混合物料加入搅拌器中，按液固比1:10加入水，在120r/min的速率下搅拌10min，直至物料充分混合。
3)挤压成型：将搅拌均匀的物料加入模具中，经挤压振捣成型，制得直径为1mm的料球，静置24h后开始养护。
4)自然养护：将成型后的料球用草帘覆盖，每隔5天均匀喷洒水以保持湿润，养护时间持续30天，得到免烧型去除水体有机污染物的吸附剂。
(2)吸附剂处理废水
1)量取50mL含全氟辛基羧酸和萘的废水置于聚丙烯烧杯中，其中全氟辛基羧酸的浓度为0.5mg/L，萘的浓度为1mg/L。
2)向烧杯中加入3g吸附剂，将聚丙烯烧杯置于恒温振荡器中，以150r/min振荡24h。
3)振荡完毕后，将混合液以3000r/min离心10min，用针筒过滤器吸取上清液过0.45μm滤膜。
4)取过滤后的水样注入2mL的聚丙烯小瓶中利用高效液相色谱-质谱联用仪测水样中全氟辛基羧酸的浓度。另取过滤后的水样，经固相萃取、洗脱和浓缩等步骤后利用气相色谱-质谱联用仪测定水样中萘的浓度。
5)吸附剂对水体中全氟辛基羧酸和萘的吸附效率如表3所示。
表3吸附剂对水体中全氟辛基羧酸和萘的吸附效率
Figure BDA0002409455020000051
实施例4
(1)吸附剂制备
1)干混：将含铁固废、煤矸石和粘结剂磨碎过200目筛并混匀，然后静置3min。所述原料中各组分的含量为含铁固废75％；煤矸石15％；水泥10％。所述含铁固废的质量组成为：SiO2：55％、Fe2O3：15％、TiO2：10％、MgO：10％、有机质：5％、其他：5％。
2)湿混：将混合物料加入搅拌器中，按液固比1:10加入水，在120r/min的速率下搅拌10min，直至物料充分混合。
3)挤压成型：将搅拌均匀的物料加入模具中，经挤压振捣成型，制得直径为1mm的料球，静置24h后开始养护。
4)自然养护：将成型后的料球用草帘覆盖，每隔5天均与喷洒水以保持湿润，养护时间持续30天，得到免烧型去除水体有机污染物的吸附剂。
(2)吸附剂处理废水
1)量取50mL含全氟辛烷磺酸钾和菲的废水置于聚丙烯烧杯中，其中全氟辛烷磺酸钾的浓度为0.5mg/L，菲的浓度为1mg/L。
2)向烧杯中加入2g吸附剂，将聚丙烯烧杯置于恒温振荡器中，以150r/min振荡24h。
3)振荡完毕后，将混合液以3000r/min离心10min，用针筒过滤器吸取上清液过0.45μm滤膜。
4)取过滤后的水样注入2mL的聚丙烯小瓶中利用高效液相色谱-质谱联用仪测水样中全氟辛烷磺酸钾的浓度。另取过滤后的水样，经固相萃取、洗脱和浓缩等步骤后利用气相色谱-质谱联用仪测定水样中菲的浓度。
5)吸附剂对水体中全氟辛烷磺酸钾和菲的吸附效率如表4所示。
表4吸附剂对水体中全氟辛烷磺酸钾和菲的吸附效率
Figure BDA0002409455020000052
实施例5
(1)吸附剂制备
1)干混：将含铁固废、煤矸石和粘结剂磨碎过200目筛并混匀，然后静置3min。所述原料中各组分的含量为含铁固废75％；煤矸石15％；水泥10％。所述含铁固废的质量组成为：SiO2：55％、Fe2O3：15％、TiO2：10％、MgO：10％、有机质：5％、其他：5％。
2)湿混：将混合物料加入搅拌器中，按液固比1:10加入水，在120r/min的速率下搅拌10min，直至物料充分混合。
3)挤压成型：将搅拌均匀的物料加入模具中，经挤压振捣成型，制得直径为1mm的料球，静置24h后开始养护。
4)自然养护：将成型后的料球用草帘覆盖，每隔5天均与喷洒水以保持湿润，养护时间持续30天，得到吸附水体中全氟化合物和多环芳烃的免烧型吸附剂。
(2)吸附剂处理有机废水
1)量取50mL含全氟辛烷磺酸钾和菲的废水置于聚丙烯烧杯中，其中全氟辛烷磺酸钾的浓度为0.5mg/L，菲的浓度为1mg/L。
2)向烧杯中加入2g吸附剂，将聚丙烯烧杯置于恒温振荡器中，以150r/min振荡36h。
3)振荡完毕后，将混合液以3000r/min离心10min，用针筒过滤器吸取上清液过0.45μm滤膜
4)取过滤后的水样注入2mL的聚丙烯小瓶中利用高效液相色谱-质谱联用仪测水样中全氟辛烷磺酸钾的浓度。另取过滤后的水样，经固相萃取、洗脱和浓缩等步骤后利用气相色谱-质谱联用仪测定水样中菲的浓度。
5)吸附剂对水体中全氟辛烷磺酸钾和菲的吸附效率如表5所示。
表5吸附剂对水体中全氟辛烷磺酸钾和菲的吸附效率
Figure BDA0002409455020000061
实施例6
(1)吸附剂制备
1)干混：将含铁固废、煤矸石和粘结剂磨碎过200目筛并混匀，然后静置3min。所述原料中各组分的含量为含铁固废75％；煤矸石15％；水泥10％。所述含铁固废的质量组成为：SiO2：55％、Fe2O3：15％、TiO2：10％、MgO：10％、有机质：5％、其他：5％。
2)湿混：将混合物料加入搅拌器中，按液固比1:10加入水，在120r/min的速率下搅拌10min，直至物料充分混合。
3)挤压成型：将搅拌均匀的物料加入模具中，经挤压振捣成型，制得直径为1mm的料球，静置24h后开始养护。
4)自然养护：将成型后的料球用草帘覆盖，每隔5天均与喷洒水以保持湿润，养护时间持续30天，得到免烧型去除水体有机污染物的吸附剂。
(2)吸附剂处理有机废水
1)量取50mL含全氟辛烷磺酸钾和菲的废水置于聚丙烯烧杯中，其中全氟辛烷磺酸钾的浓度为1mg/L，菲的浓度为2mg/L。
2)向烧杯中加入3g吸附剂，将聚丙烯烧杯置于恒温振荡器中，以150r/min振荡36h。
3)振荡完毕后，将混合液以3000r/min离心10min，用针筒过滤器吸取上清液过0.45μm滤膜。
4)取过滤后的水样注入2mL的聚丙烯小瓶中利用高效液相色谱-质谱联用仪测水样中全氟辛烷磺酸钾的浓度。另取过滤后的水样，经固相萃取、洗脱和浓缩等步骤后利用气相色谱-质谱联用仪测定水样中菲的浓度。
5)吸附剂对水体中全氟辛烷磺酸钾和菲的吸附效率如表6所示。
表6吸附剂对水体中全氟辛烷磺酸钾和菲的吸附效率
Figure BDA0002409455020000071
实施例7
(1)吸附剂制备
1)干混：将含铁固废、煤矸石和粘结剂磨碎过200目筛并混匀，然后静置3min。所述原料中各组分的含量为含铁固废75％；煤矸石15％；水泥10％。所述含铁固废的质量组成为：SiO2：55％、Fe2O3：15％、TiO2：10％、MgO：10％、有机质：5％、其他：5％。
2)湿混：将混合物料加入搅拌器中，按液固比1:10加入水，在120r/min的速率下搅拌10min，直至物料充分混合。
3)挤压成型：将搅拌均匀的物料加入模具中，经挤压振捣成型，制得直径为1mm的料球，静置24h后开始养护。
4)自然养护：将成型后的料球用草帘覆盖，每隔5天均与喷洒水以保持湿润，养护时间持续30天，得到免烧型去除水体有机污染物的吸附剂。
(2)吸附剂处理有机废水
1)量取50mL含全氟辛烷磺酸钾和芴的废水置于聚丙烯烧杯中，其中全氟辛烷磺酸钾的浓度为1mg/L，芴的浓度为2mg/L。
2)向烧杯中加入3g吸附剂，将聚丙烯烧杯置于恒温振荡器中，以150r/min振荡36h。
3)振荡完毕后，将混合液以3000r/min离心10min，用针筒过滤器吸取上清液过0.45μm滤膜。
4)取过滤后的水样注入2mL的聚丙烯小瓶中利用高效液相色谱-质谱联用仪测水样中全氟辛烷磺酸钾的浓度。另取过滤后的水样，经固相萃取、洗脱和浓缩等步骤后利用气相色谱-质谱联用仪测定水样中芴的浓度。
5)吸附剂对水体中全氟辛烷磺酸钾和芴的吸附效率如表7所示。
表7吸附剂对水体中全氟辛烷磺酸钾和菲的吸附效率
Figure BDA0002409455020000072
实施例8
(1)吸附剂制备
1)干混：将含铁固废、煤矸石和粘结剂磨碎过200目筛并混匀，然后静置3min。所述原料中各组分的含量为含铁固废75％；煤矸石15％；水泥10％。所述含铁固废的质量组成为：SiO2：55％、Fe2O3：15％、TiO2：10％、MgO：10％、有机质：5％、其他：5％。
2)湿混：将混合物料加入搅拌器中，按液固比1:10加入水搅拌10min，直至物料充分混合。
3)挤压成型：将搅拌均匀的物料加入模具中，经挤压振捣成型，制得直径为2mm的料球，静置24h后开始养护。
4)自然养护：将成型后的料球用草帘覆盖，每隔5天均与喷洒水以保持湿润，养护时间持续30天，得到免烧型去除水体有机污染物的吸附剂。
(2)吸附剂处理有机废水
1)量取50mL含全氟辛烷磺酸钾和菲的废水置于聚丙烯烧杯中，其中全氟辛烷磺酸钾的浓度为1mg/L，菲的浓度为2mg/L。
2)向烧杯中加入3g吸附剂，将聚丙烯烧杯置于恒温振荡器中，以150r/min振荡36h。
3)振荡完毕后，将混合液以3000r/min离心10min，用针筒过滤器吸取上清液过0.45μm滤膜。
4)取过滤后的水样注入2mL的聚丙烯小瓶中利用高效液相色谱-质谱联用仪测水样中全氟辛烷磺酸钾的浓度。另取过滤后的水样，经固相萃取、洗脱和浓缩等步骤后利用气相色谱-质谱联用仪测定水样中菲的浓度。
5)吸附剂对水体中全氟辛烷磺酸钾和菲的吸附效率如表8所示。
表8吸附剂对水体中全氟辛烷磺酸钾和菲的吸附效率
Figure BDA0002409455020000081
实施例9
本实施例基于含铁固废的免烧型去除水体有机污染物的吸附剂，该吸附剂以含铁固废、煤矸石以及粘结剂为主要原料，经干混、湿混、挤压成型、自然养护后，制备得到免烧型水体中有机污染物吸附剂，挤压成型时挤压的压力为1000牛/平方厘米，挤压时间10s；原料中各组分的质量百分比为：含铁固废85％,煤矸石5％，粘结剂10％；所述含铁固废的质量组成为：SiO2：55～75％；Fe2O3：10～15％；TiO2：5～10％；MgO：5～10％；有机质：3～5％，其他：2～5％；粘结剂为水玻璃。其它具体制备工艺及吸附实验同实施例1。
吸附剂对水体中全氟辛基羧酸和萘的吸附效率如表9所示。
表9吸附剂对水体中全氟辛基羧酸和萘的吸附效率
Figure BDA0002409455020000082
实施例10
本实施例吸附剂的原料组成为含铁固废45％,煤矸石20％，粘结剂35％；所述含铁固废的质量组成为：SiO2：55～75％；Fe2O3：10～15％；TiO2：5～10％；MgO：5～10％；有机质：3～5％，其他：2～5％；粘结剂为水玻璃。其它具体制备工艺及吸附实验同实施例1。
吸附剂对水体中全氟辛基羧酸和萘的吸附效率如表10所示。
表10吸附剂对水体中全氟辛基羧酸和萘的吸附效率
Figure BDA0002409455020000091
实施例11
本实施例吸附剂的原料组成为含铁固废60％,煤矸石15％，粘结剂25％；所述含铁固废的质量组成为：SiO2：55～75％；Fe2O3：10～15％；TiO2：5～10％；MgO：5～10％；有机质：3～5％，其他：2～5％；粘结剂为水玻璃。其它具体制备工艺及吸附实验同实施例1。
吸附剂对水体中全氟辛基羧酸和萘的吸附效率如表11所示。
表11吸附剂对水体中全氟辛基羧酸和萘的吸附效率
Figure BDA0002409455020000092
实施例12
本实施例吸附剂的原料组成、制备工艺及吸附实验同实施例1，不同之处在于，本实施例中干混时将所有原料过300目筛。
吸附剂对水体中全氟辛基羧酸和萘的吸附效率如表12所示。
表12吸附剂对水体中全氟辛基羧酸和萘的吸附效率
Figure BDA0002409455020000093
本发明中所使用的含铁固废及煤矸石均为直接来源的固废材料，不需要进行复杂的改性处理过程，在养护免烧条件下可以达到对水体中有机污染物的良好吸附，吸附效率在80％以上，尤其是对全氟化合物的吸附效率可达90％以上，对多环芳烃的吸附效率达到88％以上。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (7)

1.一种基于含铁固废的免烧型去除水体有机污染物的吸附剂，其特征在于，该吸附剂以含铁固废、煤矸石和粘结剂为原料，经干混、湿混、挤压成型和自然养护后，制备得到免烧型水体中有机污染物吸附剂；原料中各组分的质量百分比为：含铁固废45～85％、煤矸石5～20％、粘结剂10～35％；所述含铁固废的质量组成为：SiO2：55～75％、Fe2O3：10～15％、TiO2：5～10％、MgO：5～10％、有机质：3～5％、其他：2～5％；
实现对水体中全氟化合物和多环芳烃的共同高效吸附。
2.根据权利要求1所述的吸附剂，其特征在于，原料中含铁固废、煤矸石和粘结剂的粒度均为120～300目。
3.根据权利要求1所述的吸附剂，其特征在于，所述粘结剂为水泥、水玻璃或粘土。
4.根据权利要求1所述的吸附剂，其特征在于，所述有机污染物为全氟化合物、多环芳烃或有机磷中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4任一所述的吸附剂，其特征在于，该吸附剂的具体制备步骤是：
(1)干混：将含铁固废、煤矸石和粘结剂磨碎过120～300目筛，并按照比例混匀，静置3～5min；
(2)湿混：将混合物料加入搅拌器中，按液固比1:10～1:5加入水，在60～120r/min的搅拌速率下搅拌5～10min，直至物料充分混合；
(3)挤压成型：将搅拌均匀的物料加入模具中，经挤压振捣成型，制得直径为1～2mm的料球，静置12～24h后开始进行养护；
(4)自然养护：将成型后的料球用草帘覆盖，每隔3-5天均匀喷洒水以保持湿润，养护时间持续24～30天，得到免烧型去除水体有机污染物的吸附剂。
6.一种权利要求1-5任一所述的基于含铁固废的免烧型去除水体有机污染物的吸附剂的应用，其特征在于：将所述吸附剂处理含有全氟化合物和/或多环芳烃的有机污染物的废水。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述废水中全氟化合物的总浓度为0.5～5mg/L，多环芳烃的总浓度为1-5mg/L；有机污染物的废水的用量为50～200mL，吸附剂用量为1～3g，吸附时间为24-72h；所述全氟化合物的种类为：全氟辛基羧酸或全氟辛烷磺酸盐，多环芳烃的种类为：萘、菲或芴。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112341244B (zh) * 2020-11-18 2022-10-04 合肥工业大学 一种利用矿山废渣制备除磷剂的方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1962522A (zh) * 2006-11-15 2007-05-16 王铁林 一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖及其制备方法
CN102010175A (zh) * 2010-11-12 2011-04-13 中国科学院青海盐湖研究院 免烧、免蒸砖和砌块及其制备方法
CN102093011A (zh) * 2010-11-29 2011-06-15 司密花 利用大宗工业废渣制备的免烧砌块砖
CN102093004A (zh) * 2010-12-13 2011-06-15 郭东京 一种复合型尾矿免烧免蒸砌块砖及制备方法
CN102423682A (zh) * 2011-12-07 2012-04-25 南京工业大学 一种去除水体中抗生素的吸附剂、制备方法及应用
CN103073256A (zh) * 2013-02-04 2013-05-01 合肥工业大学 一种利用尾矿砂和工业石膏制备砖的方法
CN104108915A (zh) * 2014-07-09 2014-10-22 上海理工大学 一种用疏浚底泥免烧结制砖的方法
CN109264863A (zh) * 2018-11-27 2019-01-25 魏星 一种由煤矸石制备的水处理渗滤填料及其应用方法
CN109455733A (zh) * 2018-12-29 2019-03-12 东北大学 一种煤矸石电热法制备高品质莫来石的方法
CN109796174A (zh) * 2018-12-04 2019-05-24 中国地质调查局沈阳地质调查中心 一种煤矸石基免烧型路面砖及其制备方法
CN110404502A (zh) * 2019-08-27 2019-11-05 河北工业大学 在含氮磷废水中选择性除磷吸附剂的制备方法及其应用
CN110404554A (zh) * 2019-08-20 2019-11-05 河北工业大学 一种利用含铁固废制备VOCs催化剂的制备方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1962522A (zh) * 2006-11-15 2007-05-16 王铁林 一种用含铁废盐酸液制备的多孔砖、空心砖及其制备方法
CN102010175A (zh) * 2010-11-12 2011-04-13 中国科学院青海盐湖研究院 免烧、免蒸砖和砌块及其制备方法
CN102093011A (zh) * 2010-11-29 2011-06-15 司密花 利用大宗工业废渣制备的免烧砌块砖
CN102093004A (zh) * 2010-12-13 2011-06-15 郭东京 一种复合型尾矿免烧免蒸砌块砖及制备方法
CN102423682A (zh) * 2011-12-07 2012-04-25 南京工业大学 一种去除水体中抗生素的吸附剂、制备方法及应用
CN103073256A (zh) * 2013-02-04 2013-05-01 合肥工业大学 一种利用尾矿砂和工业石膏制备砖的方法
CN104108915A (zh) * 2014-07-09 2014-10-22 上海理工大学 一种用疏浚底泥免烧结制砖的方法
CN109264863A (zh) * 2018-11-27 2019-01-25 魏星 一种由煤矸石制备的水处理渗滤填料及其应用方法
CN109796174A (zh) * 2018-12-04 2019-05-24 中国地质调查局沈阳地质调查中心 一种煤矸石基免烧型路面砖及其制备方法
CN109455733A (zh) * 2018-12-29 2019-03-12 东北大学 一种煤矸石电热法制备高品质莫来石的方法
CN110404554A (zh) * 2019-08-20 2019-11-05 河北工业大学 一种利用含铁固废制备VOCs催化剂的制备方法
CN110404502A (zh) * 2019-08-27 2019-11-05 河北工业大学 在含氮磷废水中选择性除磷吸附剂的制备方法及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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透水砖制备工艺研究进展;李文清;《江西建材》;20170930;第260-262页 *

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