申請日2015.09.25
公開(公告)日2015.12.09
IPC分類號C02F1/28; C02F3/00; C02F103/16; C02F101/30; B01J20/16
摘要
本發(fā)明公開了一種處理垃圾滲濾液的復(fù)合礦物材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。所述復(fù)合礦物材料包括如下重量百分?jǐn)?shù)的原料：改性紅輝沸石25～35%、改性斜發(fā)沸石25～35%、改性膨潤土10～15%、明礬石3～8%、高嶺土3～8%、石英砂6～18%、火山巖3～8%和水玻璃2～5%。本發(fā)明還公開了上述復(fù)合礦物材料的制備方法和應(yīng)用，以及一種垃圾滲濾液的處理方法。本發(fā)明的復(fù)合礦物材料，價格低廉、針對性強(qiáng)、處理效率高、二次污染小，且制備方法簡單、使用方便、成本低，市場前景廣闊，適合規(guī)�；a(chǎn)。
權(quán)利要求書
1.一種處理垃圾滲濾液的復(fù)合礦物材料，其特征在于，包括如下重量 百分?jǐn)?shù)的原料：改性紅輝沸石25～35%、改性斜發(fā)沸石25～35%、改性膨潤 土10～15%、明礬石3～8%、高嶺土3～8%、石英砂6～18%、火山巖3～8% 和水玻璃2～5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理垃圾滲濾液的復(fù)合礦物材料，其特 征在于，包括如下重量百分?jǐn)?shù)的原料：改性紅輝沸石30%、改性斜發(fā)沸石30%、 改性膨潤土12%、明礬石5%、高嶺土3%、石英砂12%、火山巖5%和水玻璃 3%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種處理垃圾滲濾液的復(fù)合礦物材料， 其特征在于，所述改性紅輝沸石、改性斜發(fā)沸石、改性膨潤土、明礬石的粒 徑均為20目，所述高嶺土、石英砂和火山巖的粒徑均為80目。
4.一種處理垃圾滲濾液的復(fù)合礦物材料的制備方法，其特征在于，包 括如下步驟：
(1)紅輝沸石改性：
取紅輝沸石，粉碎至20目，按質(zhì)量比10:1，與質(zhì)量濃度為15%的聚合 硅酸鋁鐵溶液混合，攪拌3小時，混合均勻后，于100℃干燥3小時，即得 改性紅輝沸石;
(2)斜發(fā)沸石改性
取斜發(fā)沸石，粉碎至20目，按質(zhì)量比為5:4，與質(zhì)量濃度為10%的NaOH 溶液混合，攪拌24小時后，用蒸餾水洗至中性，于105℃烘干，即得改性斜 發(fā)沸石;
(3)膨潤土改性
取膨潤土，粉碎至20目后，按重量比1:4加水，制成膨潤土漿液，再 按質(zhì)量比3:1，與質(zhì)量濃度為5%的聚合氯化鋁溶液混合均勻后，用質(zhì)量濃度 為10%的NaOH溶液調(diào)pH值至5，陳化5小時，于80℃反應(yīng)10小時后，先于 100℃干燥5小時，然后再于105℃干燥12小時，即得改性膨潤土;
(4)分別稱取重量百分?jǐn)?shù)為3～8%的明礬石3～8%、3～8%的高嶺土、6～ 18%的石英砂和3～8%的火山巖，分別粉碎，混合均勻，再加入重量百分?jǐn)?shù)為 25～35%的步驟(1)所得改性紅輝沸石、25～35%的步驟(2)所得改性斜發(fā) 沸石和10～15%的步驟(3)所得改性膨潤土，混合均勻后，得到混合物;
(5)稱取重量百分?jǐn)?shù)為2～5%的水玻璃，加到步驟(4)所得混合物中， 混合均勻后，再擠壓成型，烘干后，再灼燒，即得所述處理垃圾滲濾液的復(fù) 合礦物材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種處理垃圾滲濾液的復(fù)合礦物材料的制備 方法，其特征在于，步驟(4)所述明礬石的重量百分?jǐn)?shù)為5%，所述高嶺土 的重量百分?jǐn)?shù)為3%，所述石英砂的重量百分?jǐn)?shù)為10%，所述火山巖的重量百 分?jǐn)?shù)為5%，所述明礬石粉碎的粒徑為20目，所述高嶺土、石英砂和火山巖 粉碎的粒徑均為80目，所述改性紅輝沸石的重量百分?jǐn)?shù)為30%，所述改性斜 發(fā)沸石的重量百分?jǐn)?shù)為30%，所述改性膨潤土的重量百分?jǐn)?shù)為12%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種處理垃圾滲濾液的復(fù)合礦物材料的制備 方法，其特征在于，步驟(5)所述水玻璃的重量百分?jǐn)?shù)為3%，所述擠壓成 型時的壓力為2～5MPa，所述擠壓成型的形狀為球狀、橢球狀、片狀、米粒 狀、柱狀、條狀或不規(guī)則狀中的一種或多種，所述烘干的溫度為100℃，所 述灼燒的溫度為200～700℃。
7.一種如權(quán)利要求1至3任一項所述處理垃圾滲濾液的復(fù)合礦物材料 在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用。
8.一種垃圾滲濾液的處理方法，其特征在于，將如權(quán)利要求1至3任 一項所述復(fù)合礦物材料加入垃圾滲濾液中進(jìn)行處理，所述復(fù)合礦物材料在待 處理的垃圾滲濾液中的使用量為1～3g/L，pH=8～10，反應(yīng)時間為25～35min， 即得到處理后的垃圾滲濾液。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種垃圾滲濾液的處理方法，其特征在于， 所述復(fù)合礦物材料在垃圾滲濾液中的使用量為2g/L，pH=9，反應(yīng)時間為 30min。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的一種垃圾滲濾液的處理方法，其特征在 于，所述待處理垃圾滲濾液中CODcr的濃度為1000～7000mg/L，所述總氮的 濃度為40～150mg/L，所述色度為40～100倍，所述總鉛的濃度為0.10～ 0.50mg/L，所述總銅的濃度為0.070～0.200mg/L，所述總砷的濃度為0.05～ 0.50mg/L，所述總鉻的濃度為0.10～0.50mg/L，所述總鋅的濃度為0.30～ 0.50mg/L，所述處理后垃圾滲濾液中CODcr的濃度<70mg/L，所述總氮的濃 度<35mg/L，所述色度<1倍，所述總鉛的濃度<0.01mg/L，所述總銅的濃度 <0.0025mg/L，所述總砷的濃度<0.007mg/L，所述總鉻的濃度<0.01mg/L，所 述總鋅的濃度<0.05mg/L。
說明書
一種處理垃圾滲濾液的復(fù)合礦物材料及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種處理垃圾滲濾液的復(fù)合礦物材料及其制備方法和應(yīng)用， 屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
垃圾滲濾液成份復(fù)雜，污染物濃度高，采用單一處理技術(shù)很難同時將處 理難度大的總氮、有機(jī)物和重金屬處理達(dá)到國家現(xiàn)行GB16889-2008《生活垃 圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》關(guān)于滲濾液的排放要求。目前常用的處理方法是“生 化處理+膜組件”聯(lián)合工藝，但中后期垃圾滲濾液可生化性變差，而膜處理 設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用高且膜容易堵塞造成通量下降，從而導(dǎo)致出水水質(zhì)不穩(wěn)定。
無機(jī)礦物材料天然粒度分布不均勻，對水質(zhì)波動范圍大的污水適應(yīng)性更 強(qiáng)，易再生，而且通過改性可有針對性的去除復(fù)雜污水中的某一種污染物或 同時去除多種污染物。如中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?00510020300.7的《提高 紅輝沸石去除垃圾滲濾液中有機(jī)物能力的方法》，公開了一種提高紅輝沸石 去除垃圾滲濾液中有機(jī)物能力的方法。中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?200510021344.1《一種用于處理垃圾滲濾液的改性膨潤土及其制造方法》， 公開了一種處理垃圾滲濾液的改性膨潤土及其制造方法。上述兩個發(fā)明專 利，優(yōu)點(diǎn)是：可有效去除垃圾滲濾液的色度、有機(jī)物和六價鉻，缺點(diǎn)是：氨 氮和總氮去除效率低，不適合同時去除多種重金屬。
因此，開發(fā)價格低廉、針對性強(qiáng)、處理效率高、二次污染小的新型礦物 材料應(yīng)用于垃圾滲濾液處理，具有重要的現(xiàn)實意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種處理垃圾滲濾液的復(fù)合 礦物材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的復(fù)合礦物材料，價格低廉、針對性 強(qiáng)、處理效率高、二次污染小。
本發(fā)明的目的之一，是提供一種處理垃圾滲濾液的復(fù)合礦物材料。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種處理垃圾滲濾液的復(fù)合 礦物材料，包括如下重量百分?jǐn)?shù)的原料：改性紅輝沸石25～35%、改性斜發(fā) 沸石25～35%、改性膨潤土10～15%、明礬石3～8%、高嶺土3～8%、石英砂 6～18%、火山巖3～8%和水玻璃2～5%。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
進(jìn)一步，包括如下重量百分?jǐn)?shù)的原料：改性紅輝沸石30%、改性斜發(fā)沸 石30%、改性膨潤土12%、明礬石5%、高嶺土3%、石英砂12%、火山巖5%和 水玻璃3%。
進(jìn)一步，所述改性紅輝沸石、改性斜發(fā)沸石、改性膨潤土、明礬石的粒 徑均為20目，所述高嶺土、石英砂和火山巖的粒徑均為80目。
在本發(fā)明中，以改性紅輝沸石、改性斜發(fā)沸石、改性膨潤土、明礬石為 主要原料，以高嶺土、水玻璃、石英砂、火山巖為添加劑，其中，明礬石為 除砷劑，高嶺土和水玻璃為粘合劑，石英砂為增強(qiáng)劑，火山巖為造孔劑。本 發(fā)明通過改性增加沸石和膨潤土的比表面積和吸附能力，得到的材料為多孔 材料，多種無機(jī)礦物材料復(fù)合發(fā)揮各自對不同污染物的特殊吸附性能，達(dá)到 協(xié)同作用。
本發(fā)明的目的之二，是提供上述處理垃圾滲濾液的復(fù)合礦物材料的制備 方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種處理垃圾滲濾液的復(fù)合 礦物材料的制備方法，包括如下步驟：
(1)紅輝沸石改性：
取紅輝沸石，粉碎至20目，按質(zhì)量比10:1，與質(zhì)量濃度為15%的聚合 硅酸鋁鐵溶液混合，攪拌3小時，混合均勻后，于100℃干燥3小時，即得 改性紅輝沸石;
(2)斜發(fā)沸石改性
取斜發(fā)沸石，粉碎至20目，按質(zhì)量比為5:4，與質(zhì)量濃度為10%的NaOH 溶液混合，攪拌24小時后，用蒸餾水洗至中性，于105℃烘干，即得改性斜 發(fā)沸石;
(3)膨潤土改性
取膨潤土，粉碎至20目后，按重量比1:4加水，制成膨潤土漿液，再 按質(zhì)量比3:1，與質(zhì)量濃度為5%的聚合氯化鋁溶液混合均勻后，用質(zhì)量濃度 為10%的NaOH溶液調(diào)pH值至5，陳化5小時，于80℃反應(yīng)10小時后，先于 100℃干燥5小時，然后再于105℃干燥12小時，即得改性膨潤土;
(4)分別稱取重量百分?jǐn)?shù)為3～8%的明礬石3～8%、3～8%的高嶺土、5～ 15%的石英砂和3～8%的火山巖，分別粉碎，混合均勻，再加入重量百分?jǐn)?shù)為 25～35%的步驟(1)所得改性紅輝沸石、25～35%的步驟(2)所得改性斜發(fā) 沸石和10～15%的步驟(3)所得改性膨潤土，混合均勻后，得到混合物;
(5)稱取重量百分?jǐn)?shù)為2～5%的水玻璃，加到步驟(4)所得混合物中， 混合均勻后，再擠壓成型，烘干后，再灼燒，即得所述處理垃圾滲濾液的復(fù) 合礦物材料。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
進(jìn)一步，步驟(4)所述明礬石的重量百分?jǐn)?shù)為5%，所述高嶺土的重量 百分?jǐn)?shù)為3%，所述石英砂的重量百分?jǐn)?shù)為10%，所述火山巖的重量百分?jǐn)?shù)為 5%，所述明礬石粉碎的粒徑為20目，所述高嶺土、石英砂和火山巖粉碎的 粒徑均為80目，所述改性紅輝沸石的重量百分?jǐn)?shù)為30%，所述改性斜發(fā)沸石 的重量百分?jǐn)?shù)為30%，所述改性膨潤土的重量百分?jǐn)?shù)為12%。
進(jìn)一步，步驟(5)所述水玻璃的重量百分?jǐn)?shù)為3%，所述擠壓成型時的 壓力為2～5MPa，所述擠壓成型的形狀為球狀、橢球狀、片狀、米粒狀、柱 狀、條狀或不規(guī)則狀中的一種或多種，所述烘干的溫度為100℃，所述灼燒 的溫度為200～700℃。
本發(fā)明的目的之三，是提供上述處理垃圾滲濾液的復(fù)合礦物材料在垃圾 滲濾液處理中的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的之四，是提供一種垃圾滲濾液的處理方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種垃圾滲濾液的處理方 法，將如上任一項所述復(fù)合礦物材料加入垃圾滲濾液中進(jìn)行處理，所述復(fù)合 礦物材料在待處理的垃圾滲濾液中的使用量為1～3g/L，pH=8～10，反應(yīng)時 間為25～35min，即得到處理后的垃圾滲濾液。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
進(jìn)一步，所述復(fù)合礦物材料在垃圾滲濾液中的使用量為2g/L，pH=9，反 應(yīng)時間為30min。
進(jìn)一步，所述待處理垃圾滲濾液中CODcr的濃度為1000～7000mg/L，所 述總氮的濃度為40～150mg/L，所述色度為40～100倍，所述總鉛的濃度為 0.10～0.50mg/L，所述總銅的濃度為0.070～0.200mg/L，所述總砷的濃度為 0.05～0.50mg/L，所述總鉻的濃度為0.10～0.50mg/L，所述總鋅的濃度為 0.30～0.50mg/L，所述處理后垃圾滲濾液中CODcr的濃度<70mg/L，所述總 氮的濃度<35mg/L，所述色度<1倍，所述總鉛的濃度<0.01mg/L，所述總銅的 濃度<0.0025mg/L，所述總砷的濃度<0.007mg/L，所述總鉻的濃度<0.01mg/L， 所述總鋅的濃度<0.05mg/L。
采用本發(fā)明的復(fù)合礦物材料處理垃圾滲濾液，CODcr去除率>80%，總氮 去除率>60%，色度降低率>90%，總鉛、總銅、總砷、總鉻去除率均>90%，總 鋅去除率>80%。
本發(fā)明的有益效果是：
(1)本發(fā)明的復(fù)合礦物材料用于處理城市生活垃圾填埋場滲濾液，對不 同時期水質(zhì)波動大的滲濾液適應(yīng)強(qiáng)、價格低廉、處理效率高、易再生、二次 污染小。
(2)本發(fā)明的復(fù)合礦物材料，強(qiáng)度大，抗水力沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，制備方 法簡單、使用方便、使用壽命長、成本低，市場前景廣闊，適合規(guī)�；a(chǎn)。
(3)目前國內(nèi)采用生化法的脫氮效率約為40～50%，工藝較為復(fù)雜且流 程較長，本發(fā)明對垃圾滲濾液的總氮脫除效果>60%，處理工藝簡單，成本低， 可向生活污水處理廠和原位處理農(nóng)業(yè)面源污染或其它高濃度氨氮工業(yè)廢水 處理領(lǐng)域推廣。
(4)本發(fā)明的復(fù)合礦物材料對重金屬選擇吸附性良好，可作為重金屬吸 附劑用于預(yù)處理有色金屬冶煉廢水。
(5)本發(fā)明的復(fù)合礦物材料易掛膜、不堵塞、濾速快，可做為生物填料 用于生物膜法處理有機(jī)廢水。
