本發明屬于垃圾滲濾液處理技術領域,特別涉及一種用于垃圾滲濾液深度處理的吸附劑及制備方法。
背景技術:
垃圾滲濾液是一種含有大量病原微生物、重金屬和有毒有害有機物的高濃度廢水,具有成分復雜、營養比列失調、水質水量變化大、危害性大等特點,處理不當會嚴重危害人類身體健康。垃圾滲濾液中的有機物主要是由大分子的溶性腐殖質,中等分子的灰黃霉酸類物質以及小分子的揮發性有機酸、水溶性腐殖質組成,可引起地面水體的含氧量下降、水質變差、水體富營養化,嚴重影響飲用水和農業用水的水源,降低水資源的利用價值。垃圾填埋滲濾液中含有多種金屬離子,這些金屬離子會很大程度上抑制垃圾滲濾液的生化處理過程,如果垃圾滲濾液中的重金屬離子通過某些方式進入動植物體內,進一步進入人體內,則會嚴重危害人類及動植物的生命安全。因此,開發經濟有效的垃圾滲濾液處理技術,具有重大的社會、經濟和環境意義。目前,常用的垃圾滲濾液處理技術有物理法、化學法和生物法。物化處理法主要包括吸附、吹脫、混凝、化學沉積、化學氧化和膜分離等,其中吸附技術可在很大程度上減少垃圾滲濾液中有機物、硝酸鹽、氨氮、重金屬離子等含量,由于具有快速、費用低、處理效率高、操作方便等優點受到廣泛關注。但是,目前還缺少于垃圾滲濾液深度處理的廉價、高效的吸附材料,因此,開發用于垃圾滲濾液深度處理的吸附劑具有重要意義。
技術實現要素:
本發明的目的是提供一種用于垃圾滲濾液深度處理的吸附劑,其制備方法的具體步驟如下:
(1)將粒徑為4~6mm的89.65g活性炭顆粒加入到250mL質量百分比濃度為95%的乙醇溶液中,在1000r/min條件下攪拌40分鐘,過濾除去液體,經500mL去離子水洗滌后得到物質A0,將物質A0加入到250mL摩爾濃度為1.4mol/L的硝酸溶液中,在1000r/min條件下攪拌30分鐘,過濾后除去液體得到物質A1,物質A1用200mL去離子水洗滌后加入到250mL摩爾濃度為2.2mol/L的NaOH溶液中,在1000r/min條件下攪拌30分鐘,過濾后除去液體得到物質A2,物質A2用400mL去離子水洗滌后加入到350mL丙酮中,在1000r/min條件下攪拌10分鐘,過濾后除去液體得到物質A3,物質A3用400mL去離子水洗滌后在105℃的干燥箱中放置50分鐘,然后置于馬弗爐中在485℃條件下焙燒45分鐘,得到物質A;
(2)將7.29克CuCl2和3.23克CoCl2加入到850mL去離子水中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,搖勻后分成等量5份,得到混合液K1、混合液K2、混合液K3、混合液K4、混合液K5;
(3)將30mL摩爾濃度為0.36mol/L的Mn(NO3)2溶液和70mL摩爾濃度為0.78mol/L的NiNO3溶液加入到混合液K1中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液L1,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液L1的pH值調至6.8~7.2,得到混合液M1;
(4)將物質A加入到混合液M1中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質B1,物質B1經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質B2;
(5)將40mL摩爾濃度為0.46mol/L的Mn(NO3)2溶液和60mL摩爾濃度為0.68mol/L的NiNO3溶液加入到混合液K2中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液L2,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液L2的pH值調至6.8~7.2,得到混合液M2;
(6)將物質B2加入到混合液M2中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質B3,物質B3經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質B4;
(7)將50mL摩爾濃度為0.56mol/L的Mn(NO3)2溶液和50mL摩爾濃度為0.58mol/L的NiNO3溶液加入到混合液K3中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液L3,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液L3的pH值調至6.8~7.2,得到混合液M3;
(8)將物質B4加入到混合液M3中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質B5,物質B5經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質B6;
(9)將60mL摩爾濃度為0.66mol/L的Mn(NO3)2溶液和40mL摩爾濃度為0.48mol/L的NiNO3溶液加入到混合液K4中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液L4,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液L4的pH值調至6.8~7.2,得到混合液M4;
(10)將物質B6加入到混合液M4中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質B7,物質B7經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質B8;
(11)將70mL摩爾濃度為0.76mol/L的Mn(NO3)2溶液和30mL摩爾濃度為0.38mol/L的NiNO3溶液加入到混合液K5中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液L5,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液L5的pH值調至6.8~7.2,得到混合液M5;
(12)將物質B8加入到混合液M4中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質B7,物質B7經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質B;
(13)將9.66g葡萄糖胺加入到900mL質量百分比濃度為6.5%的丙酸溶液中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,搖勻后分成等量5份,得到混合液N1、混合液N2、混合液N3、混合液N4、混合液N5;
(14)將7.88克乙二胺基-β-環糊精和50mL二甲基亞砜加入到250mL叔丁醇中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,搖勻后分成等量5份,得到混合液O1、混合液O2、混合液O3、混合液O4、混合液O5;
(15)將混合液O1和19mL五甲基二乙烯三胺加入到混合液N1中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液P1;
(16)將物質B加入到混合液P1中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質C1,將物質C1在105℃的干燥箱中放置35分鐘,然后置于馬弗爐中在485℃條件下焙燒45分鐘,得到物質C2;
(17)將混合液O2和17mL五甲基二乙烯三胺加入到混合液N2中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液P2;
(18)將物質C2加入到混合液P2中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質C3,將物質C3在105℃的干燥箱中放置35分鐘,然后置于馬弗爐中在485℃條件下焙燒45分鐘,得到物質C4;
(19)將混合液O3和15mL五甲基二乙烯三胺加入到混合液N3中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液P3;
(20)將物質C4加入到混合液P3中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質C5,將物質C5在105℃的干燥箱中放置35分鐘,然后置于馬弗爐中在485℃條件下焙燒45分鐘,得到物質C6;
(21)將混合液O4和13mL五甲基二乙烯三胺加入到混合液N4中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液P4;
(22)將物質C6加入到混合液P4中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質C7,將物質C7在105℃的干燥箱中放置35分鐘,然后置于馬弗爐中在485℃條件下焙燒45分鐘,得到物質C8;
(23)將混合液O5和11mL五甲基二乙烯三胺加入到混合液N5中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液P5;
(24)將物質C8加入到混合液P5中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質C8,將物質C8在105℃的干燥箱中放置35分鐘,然后置于馬弗爐中在485℃條件下焙燒45分鐘,得到物質C;
(25)將20mL月桂烯酸在1000r/min攪拌條件下加入到800mL去離子水中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,然后加入4.4克N-甲基-3-吡咯烷酮,搖勻后分成等量5份,得到混合液Q1、混合液Q2、混合液Q3、混合液Q4、混合液Q;
(26)將6.8克3-氯丙基三氯硅烷加入到混合液Q1中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液R1;
(27)將物質C加入到混合液R1中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質D1,物質D1經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質D2;
(28)將6.3克3-氯丙基三氯硅烷加入到混合液Q2中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液R2;
(29)將物質D2加入到混合液R2中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質D3,物質D3經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質D4;
(30)將5.8克3-氯丙基三氯硅烷加入到混合液Q3中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液R3;
(31)將物質D4加入到混合液R3中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質D5,物質D5經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質D6;
(32)將5.3克3-氯丙基三氯硅烷加入到混合液Q4中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液R4;
(33)將物質D6加入到混合液R4中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質D7,物質D7經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質D8;
(34)將4.8克3-氯丙基三氯硅烷加入到混合液Q5中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液R5;
(35)將物質D8加入到混合液R4中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質D9,物質D9經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到的物質即為用于垃圾滲濾液深度處理的吸附劑。
本發明的有益效果是,制得的用于垃圾滲濾液深度處理的吸附劑具有環境友好、對垃圾滲濾液中的重金屬污染物吸附效率高等特點。
具體實施方式
本發明提供了一種用于垃圾滲濾液深度處理的吸附劑,下面通過一個實例來說明其實施過程。
實施例1.
(1)將粒徑為4~6mm的89.65g活性炭顆粒加入到250mL質量百分比濃度為95%的乙醇溶液中,在1000r/min條件下攪拌40分鐘,過濾除去液體,經500mL去離子水洗滌后得到物質A0,將物質A0加入到250mL摩爾濃度為1.4mol/L的硝酸溶液中,在1000r/min條件下攪拌30分鐘,過濾后除去液體得到物質A1,物質A1用200mL去離子水洗滌后加入到250mL摩爾濃度為2.2mol/L的NaOH溶液中,在1000r/min條件下攪拌30分鐘,過濾后除去液體得到物質A2,物質A2用400mL去離子水洗滌后加入到350mL丙酮中,在1000r/min條件下攪拌10分鐘,過濾后除去液體得到物質A3,物質A3用400mL去離子水洗滌后在105℃的干燥箱中放置50分鐘,然后置于馬弗爐中在485℃條件下焙燒45分鐘,得到物質A;
(2)將7.29克CuCl2和3.23克CoCl2加入到850mL去離子水中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,搖勻后分成等量5份,得到混合液K1、混合液K2、混合液K3、混合液K4、混合液K5;
(3)將30mL摩爾濃度為0.36mol/L的Mn(NO3)2溶液和70mL摩爾濃度為0.78mol/L的NiNO3溶液加入到混合液K1中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液L1,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液L1的pH值調至6.8~7.2,得到混合液M1;
(4)將物質A加入到混合液M1中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質B1,物質B1經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質B2;
(5)將40mL摩爾濃度為0.46mol/L的Mn(NO3)2溶液和60mL摩爾濃度為0.68mol/L的NiNO3溶液加入到混合液K2中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液L2,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液L2的pH值調至6.8~7.2,得到混合液M2;
(6)將物質B2加入到混合液M2中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質B3,物質B3經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質B4;
(7)將50mL摩爾濃度為0.56mol/L的Mn(NO3)2溶液和50mL摩爾濃度為0.58mol/L的NiNO3溶液加入到混合液K3中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液L3,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液L3的pH值調至6.8~7.2,得到混合液M3;
(8)將物質B4加入到混合液M3中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質B5,物質B5經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質B6;
(9)將60mL摩爾濃度為0.66mol/L的Mn(NO3)2溶液和40mL摩爾濃度為0.48mol/L的NiNO3溶液加入到混合液K4中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液L4,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液L4的pH值調至6.8~7.2,得到混合液M4;
(10)將物質B6加入到混合液M4中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質B7,物質B7經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質B8;
(11)將70mL摩爾濃度為0.76mol/L的Mn(NO3)2溶液和30mL摩爾濃度為0.38mol/L的NiNO3溶液加入到混合液K5中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液L5,用摩爾濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液將混合液L5的pH值調至6.8~7.2,得到混合液M5;
(12)將物質B8加入到混合液M4中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質B7,物質B7經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質B;
(13)將9.66g葡萄糖胺加入到900mL質量百分比濃度為6.5%的丙酸溶液中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,搖勻后分成等量5份,得到混合液N1、混合液N2、混合液N3、混合液N4、混合液N5;
(14)將7.88克乙二胺基-β-環糊精和50mL二甲基亞砜加入到250mL叔丁醇中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,搖勻后分成等量5份,得到混合液O1、混合液O2、混合液O3、混合液O4、混合液O5;
(15)將混合液O1和19mL五甲基二乙烯三胺加入到混合液N1中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液P1;
(16)將物質B加入到混合液P1中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質C1,將物質C1在105℃的干燥箱中放置35分鐘,然后置于馬弗爐中在485℃條件下焙燒45分鐘,得到物質C2;
(17)將混合液O2和17mL五甲基二乙烯三胺加入到混合液N2中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液P2;
(18)將物質C2加入到混合液P2中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質C3,將物質C3在105℃的干燥箱中放置35分鐘,然后置于馬弗爐中在485℃條件下焙燒45分鐘,得到物質C4;
(19)將混合液O3和15mL五甲基二乙烯三胺加入到混合液N3中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液P3;
(20)將物質C4加入到混合液P3中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質C5,將物質C5在105℃的干燥箱中放置35分鐘,然后置于馬弗爐中在485℃條件下焙燒45分鐘,得到物質C6;
(21)將混合液O4和13mL五甲基二乙烯三胺加入到混合液N4中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液P4;
(22)將物質C6加入到混合液P4中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質C7,將物質C7在105℃的干燥箱中放置35分鐘,然后置于馬弗爐中在485℃條件下焙燒45分鐘,得到物質C8;
(23)將混合液O5和11mL五甲基二乙烯三胺加入到混合液N5中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液P5;
(24)將物質C8加入到混合液P5中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質C8,將物質C8在105℃的干燥箱中放置35分鐘,然后置于馬弗爐中在485℃條件下焙燒45分鐘,得到物質C;
(25)將20mL月桂烯酸在1000r/min攪拌條件下加入到800mL去離子水中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,然后加入4.4克N-甲基-3-吡咯烷酮,搖勻后分成等量5份,得到混合液Q1、混合液Q2、混合液Q3、混合液Q4、混合液Q;
(26)將6.8克3-氯丙基三氯硅烷加入到混合液Q1中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液R1;
(27)將物質C加入到混合液R1中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質D1,物質D1經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質D2;
(28)將6.3克3-氯丙基三氯硅烷加入到混合液Q2中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液R2;
(29)將物質D2加入到混合液R2中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質D3,物質D3經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質D4;
(30)將5.8克3-氯丙基三氯硅烷加入到混合液Q3中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液R3;
(31)將物質D4加入到混合液R3中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質D5,物質D5經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質D6;
(32)將5.3克3-氯丙基三氯硅烷加入到混合液Q4中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液R4;
(33)將物質D6加入到混合液R4中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質D7,物質D7經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到物質D8;
(34)將4.8克3-氯丙基三氯硅烷加入到混合液Q5中,在1000r/min條件下攪拌3分鐘,得到混合液R5;
(35)將物質D8加入到混合液R4中,在溫度為30℃的搖床中搖動15分鐘,過濾除去液體得到物質D9,物質D9經300mL質量百分比濃度為90%的乙醇洗滌后在103℃的干燥箱中放置45分鐘,然后置于馬弗爐中在495℃條件下焙燒50分鐘,得到的物質即為用于垃圾滲濾液深度處理的吸附劑。
下面是運用本發明方法制得的吸附劑對垃圾滲濾液進行了吸附去除試驗,進一步說明本發明。
將本發明方法制得的吸附劑對垃圾滲濾液進行吸附,結果表明:當垃圾滲濾液中鉛的初始濃度為156.9mg/L時,向1000mL垃圾滲濾液中加入8.4g運用本發明方法制得的吸附劑后,吸附時間為14分鐘,處理后濃度降低到0.3mg/L。