本发明属于废水处理技术领域,涉及一种改性凹凸棒石黏土复合处理剂及其制备方法。
背景技术:
化工生产废水中的酚类、胺类物质对人体有致畸和致癌作用,在环境中难以降解。除深度氧化外,活性炭吸附是处理含酚类及胺类废水的常用方法之一,但处理效果不甚理想,且成本较高,若活性炭回收处理不当,会引起二次污染,因此,开发一种生产方法简单,低成本,且效率高的处理技术及方法将具有重要意义。
经阳离子表面活性剂改性天然凹凸棒石黏土制得的复合黏土,具有较强的吸附有机物的能力,且处理成本低于活性炭.近年来国内外学者研究有机凹凸棒石黏土处理水中有机物的报道日趋增多.但迄今为止,还没有经由氯化十八烷基三甲铵及硫酸铝复合改性处理的黏土,借助其吸附及凝聚的协同作用,解决含酚类及胺类废水的污染物分离去除问题的专利技术报道。
技术实现要素:
本发明的目的是借助简单的加工方法,结合廉价丰富的凹凸棒石黏土及铝盐,高效及低成本地解决含酚类及胺类废水的净化处理问题。
一种改性凹凸棒石黏土复合处理剂及其制备方法,主要采用如下步骤:
1)将干燥、过200目筛的凹凸棒石黏土一定量的(30-60kg)倒入到250升的质量比浓度为0.5%-5%氯化十八烷基三甲铵的去离子水溶液中,在60℃下的反应罐中搅拌2-4h,在加入工业级硫酸铝0.1-0.2kg,继续搅拌30分钟,吸附反应产物经过滤,用去离子水洗涤3次,滤干后,在80—90℃下烘干,再在105℃左右活化2h,研磨后过200目筛,制成阳离子型复合改性凹凸棒石黏土污水处理剂;
2)准确称取上述复合阳离子改性凹凸棒石黏土30-80kg加入到250-500升的含有萘胺及萘酚的废水的反应器中,用盐酸或氢氧化钠稀溶液调节ph=7-8,搅拌30min,自然沉降30min,此时污染物絮体沉淀在底部,与上层清水分离。
进一步地,一种改性凹凸棒石黏土复合处理剂及其制备方法,所述的黏土是指钠基凹凸棒石黏土。
进一步地,一种改性凹凸棒石黏土复合处理剂及其制备方法,所述的阳离子化改性剂中工业级硫酸铝是指纯度为工业生产级别的十八水硫酸铝。
实现该方法的技术原理是氯化十八烷基三甲铵是一种长链有机表面活性分子,通过阳离子取代反应,取代出钠型凹凸棒石黏土晶格层间易流失的小离子半径的钠离子,形成有机阳离子结构型黏土,它对水中的阴离子型的酚类及胺类基团具有强烈的吸附作用,在高价态铝盐的絮凝协同作用下,所述污染物与吸附质伴随水中的其它固体悬浮物一并以絮体的方式由水中析出,污水获得净化。
具体实施方式
实施实例1
1.凹凸棒石黏土阳离子化方法
将干燥、过200目筛的钠基凹凸棒石黏土一定量的(30-60kg)倒入到250升的质量比浓度为0.5%-5%氯化十八烷基三甲铵的去离子水溶液中,在60℃下的反应罐中搅拌2-4h,在加入工业级硫酸0.1-0.2kg,继续搅拌30分钟。吸附反应产物经过滤,用定量去离子水洗涤3次,滤干后,在80—90℃下烘干,再在105℃左右活化2h,研磨后过200目筛,制成阳离子型复合改性凹凸棒石黏土污水处理剂。
2.废水处理工艺
准确称取上述复合阳离子改性凹凸棒石黏土30-80kg加入到250-500升的含有萘胺及萘酚的废水的反应器中,用盐酸或氢氧化钠稀溶液调节ph=7-8,搅拌30min,自然沉降30min,此时污染物絮体沉淀在底部,与上层清水分离。
实施实例2
称取经干燥后过200目筛,且离子交换容量560meq/100g的钠凹凸棒石黏土100kg,倒入到500升的溶解了4kg氯化十八烷基三甲铵去离子溶液中,在60℃水浴中搅拌3h,再加入工业级的al2(so4)30.3kg,继续搅拌15分钟,过滤,用去离子水洗涤3次,滤干,在80—90℃下烘干,升温至105℃左右活化2h,机械研磨后过200目筛,即得到复合阳离子改性凹凸棒石黏土污水处理剂。
准确称取上述复合阳离子改性黏土80kg加入到装有500升含酚类或胺类某化工企业生产废水的处理池中,该处理池的底部均匀分布通气口的管道。开启空气压缩机通气搅拌30min,完成吸附反应后,自然沉降30min,此时污染物被吸附并裹挟在改性凹凸棒石黏土的絮体上并沉淀在处理池的底部,清水由水池的上部出口排出。
附:复合阳离子改性凹凸棒石黏土处理剂对比试验结果
采用相同改性工艺,以同等浓度及量的方式分别用氯化十八烷基三甲铵,以及工业级硫酸铝对同种凹凸棒石黏土进行改性,然后采用相同的的水样及处理工艺进行效果对比试验,并对各出水的水质分别进行了分析与测定,结果见下表:
复合阳离子改性凹凸棒石黏土处理污水对比试验结果
结果证实经复合硫酸铝后对有机阳离子改性凹凸棒石黏土吸附酚类或胺类的影响不大,但可明显提高仅其降低污水codcr的处理效果。