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      用于去除水中氨氮和重金屬的改性沸石吸附劑的制備方法

      文檔序號:4863974閱讀:363來源:國知局
      專利名稱:用于去除水中氨氮和重金屬的改性沸石吸附劑的制備方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及用于去除水中氨氮和重金屬的改性沸石吸附劑的制備方法。
      背景技術(shù)
      隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展,氨氮以及重金屬污染的來源越來越廣泛,排放量也越來越大,氨氮以及重金屬污染日益嚴(yán)重。氨氮排入水體,容易引起水中藻類及其它微生物大量繁殖,形成富營養(yǎng)化污染,這除了不但會造成自來水處理廠運(yùn)行困難,飲用水異味外,而嚴(yán)重時會使水中溶解氧下降,魚類大量死亡,甚至?xí)?dǎo)致湖泊的干涸消亡。重金屬進(jìn)入水體中容易在生物鏈中富集和擴(kuò)大,而且水體中某些重金屬可在微生物作用下還能夠轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的有機(jī)化合物。面對越發(fā)嚴(yán)重的氨氮以及重金屬水體污染,如何尋求科學(xué)高效、價格低廉的處理方法已經(jīng)成為亟待解決的問題。目前,常用于去除水中氨氮的處理方法有生物處理法、膜過濾法、吹脫法以及吸附法,而去除水中重金屬的主要方法有吸附法、絮凝沉淀法、膜分離技術(shù)、生物方法、有機(jī)材料法和硫化物沉淀法。其中,沸石吸附法成本低,操作簡單、方便,但其吸附效果有待提高。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的是提供一種用于去除水中氨氮和重金屬的改性沸石吸附劑的制備方法,它能有效地得到去除各種水體中氨氮以及重金屬的改性沸石吸附劑。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的,一種用于去除水中氨氮和重金屬的改性沸石吸附劑的制備方法,其步驟如下:(I)將沸石粉末篩選、清洗、烘干;(2)配制改性劑含量為0.05 2.5mol/L的改性劑溶液;(3)將步驟(I)處理后的沸石粉與步驟(2)配制的改性劑溶液混合后攪拌均勻,沸石粉與改性劑溶液的重量比為1: 3 40 ;(4)將步驟(3)得到的混合物在超聲波發(fā)生器中進(jìn)行超聲改性;(5)將超聲改性后的混合物靜沉后,取出固體清洗、烘干,即得。上述的超聲改性的條件是:功率為20 700W,頻率為20 50KHz,改性時間為I 150mino上述的改性劑為NaCl、KCl、NaOH、KOH、HCl中的一種。上述的超聲改性前,還進(jìn)行振蕩或微波改性。本發(fā)明的原理為:通過改性劑對沸石進(jìn)行活化,可改善離子交換性能提高離子交換速率,而超聲改性時的空化效應(yīng)產(chǎn)生的沖擊波和微射流的高梯度剪切作用可強(qiáng)化傳質(zhì),在一定程度上提高沸石的單位吸附量以及吸附效率。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:1.沸石儲量豐富,來源廣泛,價格低廉;改性制備工藝簡單,設(shè)備較少,操作方便。
      2.通過改性劑及超聲改性雙重改性后制得的改性沸石單位吸附量大、吸附效率高,能處理水中氨氮以及重金屬,可有效的減少大型水處理構(gòu)筑物的規(guī)模以及數(shù)量。3.本發(fā)明所得改性沸石應(yīng)用于各種水體處理,不僅可以有效吸附水中氨氮,同時可以有效的去除水體中重金屬,并且處理出水水質(zhì)穩(wěn)定,無二次污染。下面結(jié)合具體的實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
      具體實(shí)施例方式實(shí)施例一:一種用于去除水中氨氮和重金屬的改性沸石吸附劑的制備方法,其步驟如下:(I)將沸石顆粒研磨成粉末,過10目篩,再反復(fù)清洗至上層清洗液澄清,然后放入烘箱中在100°c左右烘干兩小時;(2)配制NaCl含量為0.8mol/L的改性劑溶液;(3)將步驟⑴處理后的沸石粉與步驟(2)配制的改性劑溶液混合后攪拌均勻,沸石粉與改性劑溶液的重量比為20g: 500g ;(4)將步驟(3)得到的混合物在超聲波發(fā)生器中進(jìn)行超聲改性,超聲改性的條件為功率為500W,頻率為50KHz,改性時間為60min,溫度為60°C ;(5)將改性過后的混合物靜沉后,取出固體用水清洗,將清洗后的固液混合物進(jìn)行固液分離,取分離后的固體重復(fù)清洗操作25次,然后烘干,即得。本實(shí)施方式制得的超聲強(qiáng)化改性沸石顆粒吸附劑可以應(yīng)用于飲用水、工業(yè)廢水、城市污水等水體處理,同時可以應(yīng)用于固定床等水處理實(shí)施的設(shè)計(jì)使用。實(shí)施例二:一種用于去除水中氨氮和重金屬的改性沸石吸附劑的制備方法,其步驟如下:(I)將沸石顆粒研磨成粉末,過200目篩,清洗后再放入烘箱中在100°C左右烘干兩小時;(2)配制NaOH含量為0.6mol/L的改性劑溶液;(3)將步驟(I)處理后的沸石粉與步驟(2)配制的改性劑溶液混合后攪拌均勻,沸石粉與改性劑溶液的重量比為IOg: 200g ;(4)將步驟(3)得到的混合物在搖床中先進(jìn)行振蕩改性,振蕩器頻率調(diào)節(jié)至40次/min,改性時間為40min,然后在超聲波發(fā)生器中進(jìn)行超聲改性,超聲改性的條件為功率為200W,頻率為40KHz,改性時間為lmin,溫度為室溫;(5)將改性過后的混合物靜沉后,取出固體用水清洗,將清洗后的固液混合物進(jìn)行固液分離,取分離后的固體重復(fù)清洗操作至上層清洗液中檢測不到改性劑NaOH為止;然后烘干,即得。本實(shí)施方式制得的超聲強(qiáng)化改性沸石粉末吸附劑可以應(yīng)用于飲用水、工業(yè)廢水、城市污水等水體處理,同時可以應(yīng)用于水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)使用以及動態(tài)投加應(yīng)用于江河湖泊水的處理。實(shí)施例三:—種用于去除水中氨氮和重金屬的改性沸石吸附劑的制備方法,其步驟如下:(I)將沸石粉末,過20目篩,再反復(fù)清洗20次至上層清洗液澄清,然后放入烘箱中在100°c左右烘干兩小時,得沸石粉;(2)配制HCl含量為0.2mol/L的改性劑溶液;(3)將步驟⑴得到的沸石粉與步驟(2)配制的改性劑溶液混合后攪拌均勻,沸石粉與改性劑溶液的重量比為IOg: 30g ;(4)將步驟(3)得到的混合物在微波爐中先進(jìn)行微波改性,調(diào)節(jié)微波爐功率至800W,改性時間設(shè)置為10s。再在超聲波發(fā)生器中進(jìn)行超聲改性,超聲改性的條件為功率為20W,頻率為30KHz,改性時間為60min,溫度為80°C ;(5)將改性過后的混合物靜沉后,取出固體用水清洗,將清洗后的固液混合物進(jìn)行固液分離,取分離后的固體重復(fù)清洗操作30次,然后烘干,即得。本實(shí)施方式制得的超聲強(qiáng)化改性沸石顆粒吸附劑可以應(yīng)用于飲用水、工業(yè)廢水、城市污水等水體處理,同時可以應(yīng)用于固定床等水處理實(shí)施的設(shè)計(jì)使用。實(shí)施例四:一種用于去除水中氨氮和重金屬的改性沸石吸附劑的制備方法,其步驟如下:(I)將沸石粉末,過200目篩,再反復(fù)清洗至上層清洗液澄清,然后放入烘箱中在100°C左右烘干兩小時,得沸石粉;(2)配制KOH含量為1.5mol/L的改性劑溶液;(3)將步驟(I)得到的沸石粉與步驟(2)配制的改性劑溶液混合后攪拌均勻,沸石粉與改性劑溶液的重量比為20g: 400g ;(4)將步驟(3)得到的混合物在超聲波發(fā)生器中進(jìn)行超聲改性,超聲改性的條件為功率為400W,頻率為20KHz,改性時間為30min,溫度為50°C ;(5)將改性過后的混合物靜沉后,取出固體用水清洗,將清洗后的固液混合物進(jìn)行固液分離,取分離后的固體重復(fù)上述操作至上層清洗液中檢測不到改性劑KOH為止,然后烘干,即得。本方法改性制得的沸石顆粒和沸石粉末吸附劑可以應(yīng)用于飲用水、工業(yè)廢水、城市污水等處理,同時可以應(yīng)用于水處理設(shè)施的設(shè)計(jì),其中沸石粉末可以動態(tài)投加應(yīng)用于江河湖泊水的處理。實(shí)施例五:一種用于去除水中氨氮和重金屬的改性沸石吸附劑的制備方法,其步驟如下:(I)將沸石粉末,過20目篩,再反復(fù)清洗20次至上層清洗液澄清,然后放入烘箱中在100°c左右烘干兩小時,得沸石粉;(2)配制KCl含量為1.0moI/L的改性劑溶液;(3)將步驟⑴得到的沸石粉與步驟(2)配制的改性劑溶液混合后攪拌均勻,沸石粉與改性劑溶液的重量比為20g: 800g ;(4)將步驟(3)得到的混合物在微波爐中先進(jìn)行微波改性,調(diào)節(jié)微波爐功率至700W,改性時間設(shè)置為IOs ;再在超聲波發(fā)生器中進(jìn)行超聲改性,超聲改性的條件為功率為700W,頻率為40KHz,改性時間為150min,溫度為80°C ;(5)將改性過后的混合物靜沉后,取出固體用水清洗,將清洗后的固液混合物進(jìn)行固液分離,取分離后的固體重復(fù)上述操作40次,然后烘干,即得。本實(shí)施方式制得的超聲強(qiáng)化改性沸石顆粒吸附劑可以應(yīng)用于飲用水、工業(yè)廢水、城市污水等水體處理,同時可以應(yīng)用于固定床等水處理實(shí)施的設(shè)計(jì)使用。
      權(quán)利要求
      1.一種用于去除水中氨氮和重金屬的改性沸石吸附劑的制備方法,其步驟如下: (1)將沸石粉末篩選、清洗、烘干; (2)配制改性劑含量為0.05 2.5mol/L的改性劑溶液; (3)將步驟(I)處理后的沸石粉與步驟(2)配制的改性劑溶液混合后攪拌均勻,沸石粉與改性劑溶液的重量比為1: 3 40 ; (4)將步驟(3)得到的混合物在超聲波發(fā)生器中進(jìn)行超聲改性; (5)將超聲改性后的混 合物靜沉后,取出固體清洗、烘干,即得。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于去除水中氨氮和重金屬的改性沸石吸附劑的制備方法,其特征在于:所述的超聲改性的條件是:功率為20 700W,頻率為20 50KHz,改性時間為I 150min。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于去除水中氨氮和重金屬的改性沸石吸附劑的制備方法,其特征在于:所述的改性劑為似(:1、1((:1、似0!1、1(0!1、!1(:1中的一種。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于去除水中氨氮和重金屬的改性沸石吸附劑的制備方法,其特征在于:所述的超聲改性前,還進(jìn)行振蕩或微波改性。
      全文摘要
      本發(fā)明提供了一種用于去除水中氨氮和重金屬的改性沸石吸附劑的制備方法,其步驟如下(1)將沸石粉末篩選、清洗、烘干;(2)配制改性劑含量為0.05~2.5mol/L的改性劑溶液;(3)將步驟(1)處理后的沸石粉與步驟(2)配制的改性劑溶液混合后攪拌均勻,沸石粉與改性劑溶液的重量比為1∶3~40;(4)將步驟(3)得到的混合物在超聲波發(fā)生器中進(jìn)行超聲改性,超聲改性的條件為功率為20~700W,頻率為20~50KHz,改性時間為1~150min;(5)將改性過后的混合物靜沉后,取出固體清洗、烘干,即得。該方法能有效地得到去除各種水體中氨氮以及重金屬的改性沸石吸附劑。
      文檔編號C02F1/62GK103084142SQ20131002491
      公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
      發(fā)明者王群, 宋廣瑞, 董海山, 王江川, 王林, 葉琳嫣, 劉義青, 吳亞東, 楊志超 申請人:西南交通大學(xué)
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