一種利用微波改性硅藻土去除垃圾滲濾液中重金屬的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用微波改性的硅藻土去除垃圾滲濾液中重金屬的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高，人們產(chǎn)生的垃圾也日益增多，大量的垃圾填埋場(chǎng)在全國(guó)各地興建。大量的垃圾填埋場(chǎng)的使用，生產(chǎn)了大量的垃圾滲濾液。因此，垃圾滲濾液的處理需要不斷的資金和技術(shù)投入，才能使其對(duì)周邊環(huán)境和水體不造成影響。
[0003]垃圾滲濾液因其污染物多且難以去除，成為近幾年的研宄的熱門(mén)領(lǐng)域。城市生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液(以下簡(jiǎn)稱滲濾液)是一種高濃度有機(jī)廢水，NH+4 -N含量高，而且含有多種重金屬離子。滲濾液中含有十多種重金屬離子，主要包括Fe、Zn、Cd、Cr、Hg、Mn、Pb、Ni等。垃圾降解產(chǎn)生的CO2溶于滲濾液后，使?jié)B濾液成偏酸性，酸性環(huán)境溶解了不溶于水的重金屬，從而使?jié)B濾液中重金屬離子濃度變高(文獻(xiàn)1:郭兆凱:測(cè)定垃圾滲濾液中重金屬前處理方法研宄，蘇州科技學(xué)院碩士學(xué)位論文，2009)。目前常用的垃圾滲濾液重金屬的處理方法主要有吸附法、化學(xué)沉淀法、化學(xué)氧化和催化氧化法等。吸附法主要是利用吸附能力強(qiáng)的吸附劑來(lái)治理重金屬污染。目前常用的吸附劑有沸石、活性炭、粉煤灰、石灰、爐渣等(文獻(xiàn)2:劉精今，李小明等:爐渣的吸附性能及廢水處理中的應(yīng)用，工業(yè)用水與廢水，2003)。沸石是一種具有良好吸附性能的物質(zhì)，常用作吸附飲用水中的有機(jī)物、海水提鉀的分子篩、去除NH4+的吸附劑等。在吸附劑方面，活性炭能有效去除污水中大部分有機(jī)物質(zhì)和某些無(wú)機(jī)物，被廣泛應(yīng)用于城市飲用水和工業(yè)廢水處理。硅藻土是一種多孔性生物硅質(zhì)巖。它的主要化學(xué)成分是無(wú)定型S12，并含有少量的Al203、Fe203、Ca0和有機(jī)質(zhì)等。娃藻土由娃藻壁殼組成，壁殼上有多級(jí)、大量、有序排列的微孔。為更好地開(kāi)發(fā)和利用低品位硅藻土，趙芳玉等采用靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)研宄了低品位硅藻土吸附四種重會(huì)屬離子(Pb2+、Zn2+、Cu2+、Cd2+)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律，用偽一階、偽二階模型及粒內(nèi)擴(kuò)散模型(Weber和Morris模型)對(duì)其吸附過(guò)程進(jìn)行擬合，結(jié)果表明，硅藻土對(duì)四種重金屬離子的吸附均符合偽二階動(dòng)力學(xué)模型。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)也研宄了娃藻土吸附 Pb2+、Zn2+、Cu2+、Cd2+的熱力學(xué)，并分別用 Langmuir、Freundlieh 和 Dubinin.Radushkevich (D.R)方程進(jìn)行擬合。結(jié)果表明，F(xiàn)reundlich和D.R方程都能很好地描述硅藻土對(duì)Pb2+、Zn2+、Cu2+、Cd2+的吸附熱力學(xué)(文獻(xiàn)3:趙芳玉、薛洪海等:低品位硅藻土吸附重金屬的研宄，生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2010)。由于天然硅藻土含有雜質(zhì)和理化構(gòu)造缺陷而存在吸附能力一般，可操作性差等不足，使硅藻土在含重金屬離子廢水處理應(yīng)用中具有一定局限性。針對(duì)上述問(wèn)題，朱健圍繞硅藻土開(kāi)展了吸附、改性、成形及應(yīng)用等系列研宄(文獻(xiàn)3:朱健:應(yīng)用硅藻土處理含重金屬離子廢水相關(guān)理論基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)研宄，中南林業(yè)科技大學(xué)博士論文，2013)。硅藻土的吸附能力較出眾，在相關(guān)的實(shí)際運(yùn)用和專利中也有涉及。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01310723085.1公開(kāi)了公開(kāi)了一種快速凈化海水養(yǎng)殖水體的硅藻土凈水劑，其技術(shù)方案的要點(diǎn)是快速海水養(yǎng)殖凈水劑主要由食品級(jí)硅藻土和稻殼組成。經(jīng)過(guò)微切助粉碎、浸泡攪拌、擠壓烘干、篩分包裝為成品。在吸附凈水過(guò)程中，通過(guò)微切助技術(shù)增加硅藻土微孔孔道和比表面積，吸附去除顆粒態(tài)和膠體態(tài)的污染物質(zhì)，還能有效地降低水體濁度和去除水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要污染物磷與氨氮等有害物質(zhì)。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01410089428.8公開(kāi)了一種可回收重金屬離子的硅藻土-鎳渣復(fù)合吸附材料及其制備。復(fù)合吸附材料的原料來(lái)自于冶煉鎳鐵合金產(chǎn)生的廢棄物鎳渣和硅藻土、石灰石；其制備方法為:以冶煉鎳鐵合金產(chǎn)生的廢棄物鎳渣和硅藻土、石灰石為原料，經(jīng)原料混合、壓制成型、高溫反應(yīng)后，制得可回收重金屬離子的硅藻土-鎳渣復(fù)合吸附材料。經(jīng)本申請(qǐng)制備的材料具備比表面積大、除重金屬離子效率高、不易破損等優(yōu)點(diǎn)，不僅解決了冶煉鎳鐵合金過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物鎳渣對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染，又節(jié)約了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。
[0004]盡管國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了硅藻土和改性硅藻土對(duì)水體的污染物吸附的研宄，但是通過(guò)微波改性硅藻土對(duì)垃圾滲濾液重金屬吸附研宄甚少。本案發(fā)明人正是從此點(diǎn)出發(fā)，本案由此產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種利用微波改性硅藻土去除滲濾液重金屬方法，該方法能有效去除垃圾滲濾液中的重金屬，吸附后的水體中的重金屬濃度能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，這一修復(fù)技術(shù)的運(yùn)用，能有效推動(dòng)我國(guó)垃圾滲濾液的處理行業(yè)。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種利用微波改性硅藻土去除垃圾滲濾液中重金屬的方法，包括如下步驟:
(1)將硅藻土浸入鹽酸和去離子水中，放入微波環(huán)境下進(jìn)行微波改性，設(shè)置一定功率反應(yīng);
(2)將步驟(I)所得混合液靜止沉淀倒出上清液，過(guò)濾獲得經(jīng)微波改性后的硅藻土；
(3)將步驟(2)濾出的固體置于烘箱中烘干，將烘干的固體在恒溫條件下活化；
(4)將將步驟(3)得到的土樣，放入研缽中搗勻，并過(guò)篩處理；
(5)將微波改性改性后的硅藻土加入欲去除重金屬的垃圾滲濾液中，充分接觸反應(yīng)，接觸反應(yīng)后，離心分離，上清液流出，上清液即去除重金屬后的垃圾滲濾液。
[0007]優(yōu)選地，所述步驟(I)中，硅藻土與混合液的比例為質(zhì)量比1:3~10，鹽酸濃度為0.1-2 mol/L，所述混合液為鹽酸和去離子水的混合液。
[0008]優(yōu)選地，所述步驟(I)中，微波的功率在300~1000W，反應(yīng)時(shí)間為3~10min。
[0009]優(yōu)選地，所述步驟(3)中，烘箱烘干土樣的溫度為60~85°C，固體土樣活化溫度為90~115°C，活化時(shí)間為 0.5~3h。
[0010]優(yōu)選地，所述步驟(5)中，微波改性后硅藻土與垃圾滲濾液的質(zhì)量比為I: 80-5000,垃圾滲濾液的溫度控制在20~30°C，pH為2~8。
[0011]優(yōu)選地，所述步驟(5)中，接觸反應(yīng)時(shí)進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為50~400rpm，反應(yīng)時(shí)間為22~35h，離心分離速度為3500~5500 rpm，分離時(shí)間為22~35min。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟(4)中，研缽后過(guò)篩100目。
[0013]采用上述方案后，本發(fā)明所述方法較傳統(tǒng)吸附方法更高效。與傳統(tǒng)的生物處理方法相比，對(duì)垃圾滲濾液中的重金屬進(jìn)行吸附，改性硅藻土制取方便，價(jià)廉，對(duì)傳統(tǒng)的重金屬去除方法有較大優(yōu)勢(shì)，適用性強(qiáng)，性價(jià)比高。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)