CN113023850B - 一种制备复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的方法 - Google Patents
一种制备复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113023850B CN113023850B CN202110294609.4A CN202110294609A CN113023850B CN 113023850 B CN113023850 B CN 113023850B CN 202110294609 A CN202110294609 A CN 202110294609A CN 113023850 B CN113023850 B CN 113023850B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminum
- iron
- tungsten
- water body
- multifunctional material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/14—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
- C02F11/143—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents using inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/02—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
- C09K17/08—Aluminium compounds, e.g. aluminium hydroxide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
本发明公开了一种制备复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的方法,包括以下步骤:(1)将钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝混合得铝铁钨试剂,再将其溶于水中得铝铁钨水溶液;(2)将铝铁钨水溶液进行低温等离子体照射处理,得铝铁钨活化液;(3)将铝铁钨活化液与碱液混合,然后进行低温等离子体照射处理,静置陈化,烘干,即得复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料。本发明所制备的材料为一种可同时用于污染土壤稳定和污染水体净化的复合多功能材料,可有效修复高含水率污染土壤或高悬浮物污染水体;可有效去除垃圾渗滤液混合泥浆中99%以上的污染物(COD、氨氮、铅、镉)并将污染物有效固定在分离的泥中;制备过程简单,原料来源广泛且易得。
Description
技术领域
本发明涉及复合型多功能材料的制备方法,尤其涉及一种制备复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的方法。
背景技术
城市污水处理厂在处理净化各类污水时会产生大量的高含水率絮状泥粒。这种泥介于液体和固体之间,具有明显的浆态特征。这种高含水率污泥中的有机物及重金属含量高,目前仍没有很好的方式对其处置。若长期堆置在室外,不仅会释放大量异味,而且还会对堆置区的土地及地下水造成污染。
当前,针对这一类高含水率污泥,在处置前会通过离心将泥与水有效分离,然后再分别处置固体和液体部分,或是直接将高含水率污泥烘干至低含水率后再进行处置。对于通过分离得到的液体,需要加入吸附剂或絮凝剂,搅拌混合后再离心获得含重金属的固体。对于通过分离得到的固体,需要做固化或稳定化处置,通常处置过程中仍需调控含水率。
总体而言,目前对于高含水率污泥的处置,工艺程序较多且处置效果差。
发明内容
发明目的:针对以上问题,本发明提出一种制备复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的方法,所制备的多功能材料可实现对高含水率污泥的高效修复,且处置过程简单。
技术方案:本发明所述的制备复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的方法,包括以下步骤:
(1)将钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝混合得铝铁钨试剂,再将其溶于水中得铝铁钨水溶液;
(2)将铝铁钨水溶液进行低温等离子体照射处理,得铝铁钨活化液;
(3)将铝铁钨活化液与碱液混合,然后进行低温等离子体照射处理,静置陈化,烘干,即得复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料。
其中,所述步骤(1)中钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝的质量比为2~10:4.5~25:100,进一步优选为2~10:5~25:100;所述水与铝铁钨试剂的液固比为0.5~2.5:1。
所述步骤(2)中低温等离子体照射的时间为1~5.2h,进一步优选为1~5h,放电电压为5~55kV,作用功率为5~75kW,作用气氛为空气或氧气。
所述步骤(3)中碱液为0.5~7.5mol/L的氢氧化钠水溶液或碳酸钠水溶液;碱液与铝铁钨活化液的体积比为4.5~26:100,进一步优选为5~25:100;低温等离子体照射的时间为1~3h,放电电压为5~55kV,作用功率为5~75kW,作用气氛为硫化氢;所述静置陈化时间为2~12h,烘干温度为40~160℃。
在低温等离子体放电过程中,空气中的氧气在放电通道中发生电离和解离生成氧自由基和臭氧。氧自由基和臭氧可使得三价铁离子转化为高铁酸根,同时促进部分铁铝发生水解聚合,生成聚合硫酸铝铁。钨酸根和高铁酸根吸附在聚合硫酸铝铁上。将碱液与铝铁钨活化液体混合后,搅拌过程中氢氧根与游离态的铁和铝反应生成铁铝混合沉淀。在低温等离子体放电过程中,硫化氢在放电通道中发生电离和解离生成硫自由基和氢自由基。硫自由基和氢自由基可与钨酸根和三价铁离子反应生成二硫化钨和硫化铁。同时低温等离子体放电过程中释放的热量协同氢氧根离子可进一步促进聚合硫酸铝铁的生成。在搅拌过程中二硫化钨、硫化铁、铁铝混合沉淀、聚合硫酸铝铁充分混合,真空烘干后即可得到复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料。
将复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料和试验用混合浆混合后,多功能材料中的聚合硫酸铝铁通过羟桥及网布卷扫作用将混合浆中的氨氮、有机污染物及重金属离子(铅、镉)初步吸附在聚合硫酸铝铁表面。多功能材料中的二硫化钨、硫化铁可与重金属离子反应形成稳定的硫化物,二硫化钨还可通过络合作用和电荷平衡将氨氮和有机污染物进一步稳定在其表面,铁铝混合沉淀可将氨氮、有机污染物及重金属离子掺入到其层状结构中。在稳定化过程中,多功能材料中聚合硫酸铝铁和氢氧化铝沉淀可通过碱激发作用与高岭土中的硅酸盐和硅铝酸盐矿物反应生成地质聚合物,地质聚合物将吸附氨氮、有机污染物及重金属离子的二硫化钨和硫化铁包裹。同时,在地质聚合物生成过程中的二硫化钨和硫化铁可起到集料支撑作用,通过提供表面活性位点强化地质聚合物反应生成过程,从而强化固化体固化稳定化性能。
有益效果:与现有技术相比,本发明的显著优点是:(1)本发明所制备的材料为一种可同时用于污染土壤稳定和污染水体净化的复合多功能材料,可有效修复高含水率污染土壤或高悬浮物污染水体;(2)制备的多功能材料可有效去除垃圾渗滤液混合泥浆中99%以上的污染物(COD、氨氮、铅、镉)并将污染物有效固定在分离的泥中;(3)本发明制备过程简单,所需原料来源广泛且易得。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
试验用混合浆:按照固体液体比0.5:1(mg:mL)分别称取高岭土与垃圾渗滤液,混合,120rpm下搅拌半个小时,得到试验用高含水率混合浆。
需要说明的是,本发明的垃圾渗滤液取自连云港市海州区青城山生活垃圾卫生填埋场。该批次垃圾渗滤液中COD的质量浓度为1157mg/L,氨氮的浓度为834mg/L,所含重金属离子为19mg/L铅离子(Pb2+)和27mg/L镉离子(Cd2+)。
实施例1
钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝质量比对复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料性能影响
复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的制备:如图1所示,按照钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝质量比1:5:100、1.5:5:100、1.8:5:100、2:2.5:100、2:3.5:100、2:4.5:100、2:5:100、6:5:100、10:5:100、2:15:100、6:15:100、10:25:100、2:25:100、6:25:100、10:25:100、10:26:100、10:28:100、10:30:100、11:25:100、13:25:100、15:25:100分别将三者混合得到铝铁钨试剂,按照水与铝铁钨试剂液固比0.5:1(mL:mg)将二者混合,搅拌至钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝完全溶解,得到铝铁钨水溶液;对铝铁钨水溶液进行低温等离子体放电1小时,得到铝铁钨活化液,其中低温等离子体放电电压为5kV,作用功率为5kW,作用气氛为空气;配制浓度为0.5mol/L的氢氧化钠水溶液,按照碱液与铝铁钨活化液体积比5:100将二者混合,一边搅拌一边进行低温等离子体放电1小时,低温等离子体放电电压为5kV,作用功率为5kW,作用气氛为硫化氢,再静置陈化2小时,在40℃下真空烘干,即得复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料。
处置试验:按照质量比10:1(g:L)将上述制备的复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料和试验用混合浆混合,120rpm下搅拌半个小时,5000rpm下离心5分钟,得到上清液和分离浆,将分离浆置于室温条件下7天,获得稳定化固化体。
COD浓度检测及COD去除率的计算:垃圾渗滤液及上清液中化学需氧量COD的浓度按照国家标准《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》(GB 11914-1989)进行测定;COD去除率按照公式(1)计算,其中RCOD为COD去除率,c0和ct分别为垃圾渗滤液和上清液中COD浓度(mg/L)。
氨氮浓度检测及氨氮去除率计算:垃圾渗滤液及上清液中氨氮的浓度按照《水质氨氮的测定水杨酸分光光度法》(HJ536-2009)进行测定;氨氮去除率按照公式(2)计算,其中RN为氨氮去除率,cN0和cNt分别为垃圾渗滤液和上清液中氨氮初始浓度(mg/L)。
重金属离子浓度检测及去除率计算:垃圾渗滤液及上清液中铅和镉浓度按照《水质32种元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》(HJ 776-2015)测定,重金属M离子(M:Pb和Cd)去除率按照公式(3)计算,其中RM为重金属离子去除率,cM0和cMt分别为垃圾渗滤液和上清液中重金属M离子初始浓度(mg/L)。
浸出试验:依照《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)对稳定化固化体进行毒性浸出试验。浸出液中铅和镉两种污染物浓度按照《水质32种元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》(HJ 776-2015)测定。
试验结果见表1。
表1 钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝质量比对复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料性能影响
由表1可看出,当钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝质量比小于2:5:100(如表1中,钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝质量比=1:5:100、1.5:5:100、1.8:5:100、2:2.5:100、2:3.5:100、2:4.5:100时以及表1中未列举的更低比值),钨酸钠和硫酸铁加入量较少,硫自由基和氢自由基与钨酸根和三价铁离子反应生成的二硫化钨和硫化铁较少,同时铁铝混合沉淀和聚合硫酸铝铁生成量减少,导致垃圾渗滤液中污染物去除率均随着钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝质量比减少而显著降低,同时固化体铅、镉浸出浓度出现超过GB 8978中规定的最高允许排放浓度限值情况(总铅为1,总镉为0.1)。由表1可看出,当钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝质量比等于2~10:5~25:100(如表1中,钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝质量比=2:5:100、6:5:100、10:5:100、2:15:100、6:15:100、10:25:100、2:25:100、6:25:100、10:25:100时),在低温等离子体放电过程中,空气中的氧气在放电通道中发生电离和解离生成氧自由基和臭氧。氧自由基和臭氧可使得三价铁离子转化为高铁酸根,同时促进部分铁铝发生水解聚合,生成聚合硫酸铝铁。钨酸根和高铁酸根吸附在聚合硫酸铝铁上。将碱液与铝铁钨活化液体混合后,搅拌过程中氢氧根与游离态的铁和铝反应生成铁铝混合沉淀。在低温等离子体放电过程中,硫化氢在放电通道中发生电离和解离生成硫自由基和氢自由基。硫自由基和氢自由基可与钨酸根和三价铁离子反应生成二硫化钨和硫化铁。同时低温等离子体放电过程中释放的热量可进一步促进聚合硫酸铝铁的生成。最终,垃圾渗滤液中污染物COD去除率均大于97%,氨氮去除率均大于98%、铅去除率均大于98%、镉去除率均大于98%,同时固化体铅、镉浸出浓度均不超过GB8978中规定的最高允许排放浓度限值。当钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝质量比大于2:5:100(如表1中,钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝质量比=10:26:100、10:28:100、10:30:100、11:25:100、13:25:100、15:25:100时以及表1中未列举的更高比值),钨酸钠和硫酸铁添加过量,使得铁铝混合沉淀生成过多引发材料性能下降,导致垃圾渗滤液中污染物去除率均随着钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝质量比进一步增加而显著降低,同时固化体铅、镉浸出浓度出现超过GB 8978中规定的最高允许排放浓度限值情况。因此,综合而言,结合效益与成本,当钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝质量比等于2~10:5~25:100,所制备的复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的性能较好。
实施例2
铝铁钨水溶液低温等离子体放电时间对复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料性能影响
复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的制备:按照钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝质量比6:15:100将三者混合,得到铝铁钨试剂,按照水与铝铁钨试剂液固比1.5:1(mL:mg)将二者混合,搅拌至钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝完全溶解,得到铝铁钨水溶液;对铝铁钨水溶液分别进行低温等离子体放电0.5小时、0.7小时、0.9小时、1小时、3小时、5小时、5.2小时、5.5小时、6小时,得到铝铁钨活化液,其中低温等离子体放电电压为30kV,作用功率为40kW,作用气氛为空气;配制浓度为4mol/L的氢氧化钠水溶液,按照碱液与铝铁钨活化液体积比15:100将二者混合,一边搅拌一边进行低温等离子体放电2小时,低温等离子体放电电压为30kV,作用功率为40kW,作用气氛为硫化氢,再静置陈化7小时,在100℃下真空烘干,即得复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料。
处置试验、COD浓度检测及COD去除率的计算、氨氮浓度检测及氨氮去除率计算、重金属离子浓度检测及去除率计算、浸出试验均同实施例1。
试验结果见表2。
表2 铝铁钨水溶液低温等离子体放电时间对复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料性能影响
由表2可看出,当铝铁钨水溶液低温等离子体放电时间小于1小时(如表2中,铝铁钨水溶液低温等离子体放电时间=0.9小时、0.7小时、0.5小时以及表2中未列举的更低值),低温等离子体放电过程中氧自由基和臭氧生成量较少,使得聚合硫酸铝铁生成量减少,导致垃圾渗滤液中污染物去除率均随着铝铁钨水溶液低温等离子体放电时间减少而显著降低,同时固化体铅、镉浸出浓度出现超过GB 8978中规定的最高允许排放浓度限值情况。当铝铁钨水溶液低温等离子体放电时间等于1~5小时(如表2中,铝铁钨水溶液低温等离子体放电时间=1小时、3小时、5小时),在低温等离子体放电过程中,空气中的氧气在放电通道中发生电离和解离生成氧自由基和臭氧。氧自由基和臭氧可使得三价铁离子转化为高铁酸根,同时促进部分铁铝发生水解聚合,生成聚合硫酸铝铁。钨酸根和高铁酸根吸附在聚合硫酸铝铁上。最终,垃圾渗滤液中污染物COD去除率均大于98%,氨氮去除率均大于98%、铅去除率均大于99%、镉去除率均大于99%,同时固化体铅、镉浸出浓度均不超过GB8978中规定的最高允许排放浓度限值。当铝铁钨水溶液低温等离子体放电时间大于5小时(如表2中,铝铁钨水溶液低温等离子体放电时间=5.2小时、5.5小时、6小时以及表2中未列举的更高值),低温等离子体放电时间过长,聚合硫酸铝铁重新发生分解沉淀,导致垃圾渗滤液中污染物去除率均随着铝铁钨水溶液低温等离子体放电时间进一步增加而显著降低,同时放电时间5.5及6小时所对应的固化体铅、镉浸出浓度出现超过GB 8978中规定的最高允许排放浓度限值情况。因此,综合而言,结合效益与成本,当铝铁钨水溶液低温等离子体放电时间等于1~5小时,所制备的复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的性能较好。
实施例3
碱液与铝铁钨活化液体积比对复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料性能影响
复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的制备:按照钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝质量比6:15:100将三者混合,得到铝铁钨试剂,按照水与铝铁钨试剂液固比2.5:1(mL:mg)将二者混合,搅拌至钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝完全溶解,得到铝铁钨水溶液;对铝铁钨水溶液进行低温等离子体放电3小时,得到铝铁钨活化液,其中低温等离子体放电电压为55kV,作用功率为75kW,作用气氛为空气,配制浓度为7.5mol/L的氢氧化钠水溶液,按照碱液与铝铁钨活化液体积比2.5:100、3.5:100、4.5:100、5:100、15:100、25:100、26:100、28:100、30:100分别将二者混合,一边搅拌一边进行低温等离子体放电3小时,低温等离子体放电电压为55kV,作用功率为75kW,作用气氛为硫化氢,再静置陈化12小时,在160℃下真空烘干,即得复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料。
处置试验、COD浓度检测及COD去除率的计算、氨氮浓度检测及氨氮去除率计算、重金属离子浓度检测及去除率计算、浸出试验均同实施例1。
试验结果见表3。
表3 碱液与铝铁钨活化液体积比对复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料性能影响
由表3可看出,当碱液与铝铁钨活化液体积比小于5:100(如表3中,碱液与铝铁钨活化液体积比=4.5:100、3.5:100、2.5:100以及表3中未列举的更低比值),碱液掺入较少,将碱液与铝铁钨活化液体混合后,搅拌过程中氢氧根与游离态的铁和铝反应生成的铁铝混合沉淀减少,导致垃圾渗滤液中污染物去除率均随着碱液与铝铁钨活化液体积比减少而显著降低,同时碱液与铝铁钨活化液体积比为3.5:100及2.5:100所对应的固化体铅、镉浸出浓度出现超过GB 8978中规定的最高允许排放浓度限值情况。当碱液与铝铁钨活化液体积比等于5~25:100(如表3中,碱液与铝铁钨活化液体积比=5:100、15:100、25:100),将碱液与铝铁钨活化液体混合后,搅拌过程中氢氧根与游离态的铁和铝反应生成铁铝混合沉淀。在低温等离子体放电过程中,硫化氢在放电通道中发生电离和解离生成硫自由基和氢自由基。硫自由基和氢自由基可与钨酸根和三价铁离子反应生成二硫化钨和硫化铁。同时低温等离子体放电过程中释放的热量协同氢氧根离子可进一步促进聚合硫酸铝铁的生成。最终,垃圾渗滤液中污染物COD去除率均大于98%,氨氮去除率均大于98%、铅去除率均大于99%、镉去除率均大于99%,同时固化体铅、镉浸出浓度均不超过GB 8978中规定的最高允许排放浓度限值。当碱液与铝铁钨活化液体积比大于25:100(如表3中,碱液与铝铁钨活化液体积比=26:100、28:100、30:100以及表3中未列举的更高比值),碱液过多,铁离子转化为氢氧化铁沉淀,铝离子转化为铝酸根,使得聚合硫酸铝生成量减少,从而导致垃圾渗滤液中污染物去除率均随着碱液与铝铁钨活化液体积比进一步增加而显著降低,固化体铅、镉浸出浓度随着碱液与铝铁钨活化液体积比进一步增加而显著增加。因此,综合而言,结合效益与成本,当当碱液与铝铁钨活化液体积比等于5~25:100,所制备的复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的性能较好。
不同制备工艺所制备材料性能对比
实施例4(本发明工艺)
按照钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝质量比6:15:100将三者混合得到铝铁钨试剂,按照水与铝铁钨试剂液固比2.5:1(mL:mg)将二者混合,搅拌至钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝完全溶解,得到铝铁钨水溶液;对铝铁钨水溶液进行低温等离子体放电3小时,得到铝铁钨活化液,其中低温等离子体放电电压为55kV,作用功率为75kW,作用气氛为空气,配制浓度为7.5mol/L氢氧化钠水溶液,按照碱液与铝铁钨活化液体积比15:100将二者混合,一边搅拌一边进行低温等离子体放电3小时,低温等离子体放电电压为55kV,作用功率为75kW,作用气氛为硫化氢,再静置陈化12小时,在160℃下真空烘干,即得复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料。
对比例1(不添加钨酸钠)
按照硫酸铁和硫酸铝质量比15:100将混合,得到铝铁试剂,按照水与铝铁试剂液固比2.5:1(mL:mg)将二者混合,搅拌至硫酸铁和硫酸铝完全溶解,得到铝铁水溶液;对铝铁水溶液进行低温等离子体放电3小时,得到铝铁活化液,其中低温等离子体放电电压为55kV,作用功率为75kW,作用气氛为空气;配制浓度为7.5mol/L氢氧化钠水溶液,按照碱液与铝铁活化液体积比15:100将二者混合,一边搅拌一边进行低温等离子体放电3小时,低温等离子体放电电压为55kV,作用功率为75kW,作用气氛为硫化氢,再静置陈化12小时,在160℃下真空烘干,即得对比材料1。
对比例2(不添加硫酸铁)
按照钨酸钠和硫酸铝质量比6:100将二者混合,得到铝钨试剂,按照水与铝钨试剂液固比2.5:1(mL:mg)将二者混合,搅拌至钨酸钠和硫酸铝完全溶解,得到铝钨水溶液;对铝钨水溶液进行低温等离子体放电3小时,得到铝钨活化液,其中低温等离子体放电电压为55kV,作用功率为75kW,作用气氛为空气;配制浓度为7.5mol/L氢氧化钠水溶液,按照碱液与铝钨活化液体积比15:100将二者混合,一边搅拌一边进行低温等离子体放电3小时,低温等离子体放电电压为55kV,作用功率为75kW,作用气氛为硫化氢,再静置陈化12小时,在160℃下真空烘干,即得对比材料2。
处置试验、COD浓度检测及COD去除率的计算、氨氮浓度检测及氨氮去除率计算、重金属离子浓度检测及去除率计算、浸出试验均同实施例1。
试验结果见表4。
表4 不同制备工艺所制备材料性能对比
由表4可知,本发明工艺所制备材料实现的垃圾渗滤液中污染物去除率均显著大于对比材料1和对比材料2,且高于两者之和。同时对比材料1和对比材料2实现的固化体铅、镉浸出浓度均超过GB 8978中规定的最高允许排放浓度限值。可见制备过程必须同时包含钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝这三种原料。
Claims (7)
1.一种制备复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝混合得铝铁钨试剂,再将其溶于水中得铝铁钨水溶液;
(2)将铝铁钨水溶液进行低温等离子体照射处理,得铝铁钨活化液;
(3)将铝铁钨活化液与碱液混合,然后进行低温等离子体照射处理,静置陈化,烘干,即得复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料;
所述钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝的质量比为2~10:4.5~25:100;
所述步骤(2)中低温等离子体照射的时间为1~5.2h,放电电压为5~55kV,作用功率为5~75kW,作用气氛为空气或氧气;
所述碱液与铝铁钨活化液的体积比为4.5~26:100。
2.根据权利要求1所述的制备复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的方法,其特征在于,所述钨酸钠、硫酸铁、硫酸铝的质量比为2~10:5~25:100。
3.根据权利要求1所述的制备复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的方法,其特征在于,所述步骤(2)中低温等离子体照射的时间为1~5h。
4.根据权利要求1所述的制备复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的方法,其特征在于,所述碱液与铝铁钨活化液的体积比为5~25:100。
5.根据权利要求1所述的制备复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的方法,其特征在于,所述水与铝铁钨试剂的液固比为0.5~2.5:1。
6.根据权利要求1所述的制备复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的方法,其特征在于,所述碱液为0.5~7.5mol/L的氢氧化钠水溶液或碳酸钠水溶液。
7.根据权利要求1所述的制备复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的方法,其特征在于,所起步骤(3)中低温等离子体照射的时间为1~3h,放电电压为5~55kV,作用功率为5~75kW,作用气氛为硫化氢;所述静置陈化时间为2~12h,烘干温度为40~160℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110294609.4A CN113023850B (zh) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | 一种制备复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110294609.4A CN113023850B (zh) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | 一种制备复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113023850A CN113023850A (zh) | 2021-06-25 |
CN113023850B true CN113023850B (zh) | 2022-09-23 |
Family
ID=76471948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110294609.4A Active CN113023850B (zh) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | 一种制备复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113023850B (zh) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1079944A (zh) * | 1992-06-11 | 1993-12-29 | 杨永林 | 多氯聚硫钨酸铝絮凝剂的生产方法 |
CN107021552B (zh) * | 2016-09-23 | 2020-10-16 | 宁夏师范学院 | 一种煤矸石制备高性能聚硅酸硫酸铁铝的方法 |
CN111995021B (zh) * | 2020-08-26 | 2022-09-23 | 常熟理工学院 | 一种聚合氯化镁铝钛混凝剂的制备方法 |
CN111939866B (zh) * | 2020-09-04 | 2022-11-25 | 常熟理工学院 | 一种高效处置生活垃圾渗滤液并制备改性铝铁基吸附剂的方法 |
-
2021
- 2021-03-19 CN CN202110294609.4A patent/CN113023850B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113023850A (zh) | 2021-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102001734B (zh) | 处理含汞废水的重金属沉降剂 | |
CN110697855B (zh) | 一种絮凝剂及其制备方法和应用 | |
CN111939866B (zh) | 一种高效处置生活垃圾渗滤液并制备改性铝铁基吸附剂的方法 | |
CN103011464B (zh) | 一种含锑废水的处理方法 | |
KR101438713B1 (ko) | 폐수의 6가 크롬을 제거하기 위한 수처리제 및 수처리 방법 | |
CN110697856A (zh) | 一种高性能无机高分子絮凝剂及其制备方法和应用 | |
CN111995020B (zh) | 一种聚合氯化镁铝铈混凝剂的制备方法 | |
CN105692828A (zh) | 用铌钽铁矿废渣制备聚硅酸硫酸铁絮凝剂的方法和应用 | |
CN112960811A (zh) | 一种燃煤电厂脱硫废水的资源化预处理系统与方法 | |
CN110818047B (zh) | 一种聚硅铁锰石墨烯絮凝剂的制备方法 | |
CN113023850B (zh) | 一种制备复合土壤稳定剂和水体絮凝剂多功能材料的方法 | |
CN108558086B (zh) | 一种去除水中六价硒的组合工艺 | |
CN114229978B (zh) | 一种利用二次铝灰制备磷、镁掺聚合氯化铝絮凝剂的方法 | |
CN215049255U (zh) | 一种燃煤电厂脱硫废水的资源化预处理系统 | |
CN113562830B (zh) | 一种铜冶炼污酸沉砷剂的制备方法 | |
CN115893535A (zh) | 一种应用于废旧锂电池回收中的高效除氟剂及其合成方法 | |
CN113526746A (zh) | 一种去除油气田污水中硫离子的方法 | |
CN112645428A (zh) | 一种芬顿反应强化剂及其应用 | |
CN113060791A (zh) | 一种改性煤渣吸附剂处理高砷污酸的方法 | |
CN111039376A (zh) | 一种应用于污水处理领域的复合高效除磷剂及其制备方法 | |
CN113184966B (zh) | 一种利用铝土矿和凝灰岩制备碳量子加载聚硅铝铁絮凝剂的方法 | |
CN111039370A (zh) | 一种复合型絮凝剂及其制备方法和应用 | |
CN111875022A (zh) | 一种处理化工污水的沉淀剂及其制备方法 | |
CN111807481B (zh) | 一种氰化提金废水的处理方法 | |
CN112079393B (zh) | 一种利用低温等离子体技术制备高铁酸钾的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |