申请日2014.01.15
公开(公告)日2014.04.09
IPC分类号B01J20/26; B01J20/30; C02F101/20; C02F1/28; C02F11/00
摘要
本发明公开了一种制备交联剩余污泥重金属吸附剂的方法，是利用挤出设备将剩余污泥挤出成条，干燥后加入反应器中，加入乙醇浸泡泥条，然后加入NaOH和环氧氯丙烷加热至50～60℃下反应，产物用去离子水洗净，干燥，得交联剩余污泥重金属吸附剂。本发明方法获得的吸附剂克服了剩余污泥在水溶液易于分散的缺点，对低浓度Cu2+离子具有良好的吸附能力，并且在0.1M的盐酸和0.1M NaOH溶液中震荡24小时，其形状不发生明显的变化，对剩余污泥的资源化和重金属废水的处理均具有重要意义。
权利要求书
1.一种制备交联剩余污泥重金属吸附剂的方法，步骤是：
(1)以生活污水处理厂采用生物法处理污水后的剩余污泥为原料，利用挤出设备将所 述剩余污泥挤出成条，制成直径为0.2±0.05cm，长为1.0±0.3cm的泥条，干燥;
(2)将步骤(1)制得的泥条加入反应器中，并按泥条:乙醇为1g:10±1ml的比例再 加入乙醇，浸泡泥条24±2小时;
(3)按乙醇:NaOH为1ml:0～0.1g的比例向反应器中加入NaOH，室温下搅拌1～2小 时;
(4)按乙醇:环氧氯丙烷为1ml:0.2～0.7ml的比例向反应器中再滴加环氧氯丙烷，并 控制在0.5～1小时内滴加完成，然后加热反应器使温度升至50～60℃，反应4～6小时;
(5)分离出产物，用去离子水洗净，干燥，即得到交联剩余污泥重金属吸附剂。
2.根据权利要求1所述制备交联剩余污泥重金属吸附剂的方法，其特征在于：步骤(1) 所述挤出设备是注射器或挤出机。
3.根据权利要求1所述制备交联剩余污泥重金属吸附剂的方法，其特征在于：所述反应 器是反应釜或反应瓶。
4.根据权利要求1所述制备交联剩余污泥重金属吸附剂的方法，其特征在于：所述乙醇 是无水乙醇或是体积浓度为95%的乙醇。
5.根据权利要求1所述制备交联剩余污泥重金属吸附剂的方法，其特征在于：步骤(3) 所述NaOH的加入量按乙醇:NaOH为1ml:0.05～0.1g的比例向反应器中加入。
6.根据权利要求1所述制备交联剩余污泥重金属吸附剂的方法，其特征在于：步骤(4) 所述环氧氯丙烷的加入量按乙醇:环氧氯丙烷为1ml:0.3～0.5ml的比例向反应器中滴加。
说明书
一种制备交联剩余污泥重金属吸附剂的方法
技术领域
本发明涉及一种吸附性材料的制备方法，尤其涉及一种制备交联剩余污泥重金属吸附 剂的方法。
背景技术
活性污泥法是城市污水处理中应用最为广泛的技术之一。通常为了让活性污泥系统的净 化功能保持稳定，必须使系统中曝气池内的污泥浓度保持平衡，因此除了回流部分污泥以外， 还必须从系统中排出一定数量的活性污泥，即剩余污泥。而每日排出的污泥在理论数量上应 该等于增长的污泥。剩余污泥的最终处置技术包括焚烧、卫生填埋以及土地利用等。目前,剩 余污泥卫生填埋是我国处置污泥的主要技术,其处置手段要求场地面积大而且极易造成有毒 有害污染物的泄漏，进而对附近地下水或者地表水造成二次污染。剩余污泥处置方法中污泥 焚烧是最彻底的，使其剩余污泥中有机物全部氧化，可以最大量减少污泥的体积。但是，在 焚烧的过程中能耗较大，运行成本非常高。与此同时，污泥焚烧的过程中还可能产生大量废 气，极易对环境造成二次污染。剩余污泥土地利用，是一种积极而有效的污泥处置方法。其 缺点是若长期使用，污泥中重金属离子、有毒有机物会积累并影响人体健康，因此发达国家 都对其使用制定了严格的农用标准。综上所述，无论从污染物净化的完善程度，废水处理技 术开发中的重要性及投资比例，剩余污泥处理已经成为污水处理中要涉及的重要问题。
剩余污泥大多是微生物死亡菌体，含有多聚糖、蛋白质、核酸等，具有重要的利用价值。 剩余污泥本身呈电负性，通过范德华力和静电力能够吸附金属离子和有机物，具有良好的吸 附能力。但是，由于剩余污泥中的固体物质之间的连接力主要是分子间作用力，容易破碎， 若作为常规吸附剂，操作困难，无法实施。经检索，通过交联技术，利用剩余污泥为原料制 备交联剩余污泥重金属吸附剂，或将剩余污泥转化为具有良好机械强度吸附材料应用于重金 属吸附的方法迄今未见报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种利用剩余污泥为原料制备交联剩 余污泥重金属吸附剂的方法。
本发明所述制备交联剩余污泥重金属吸附剂的方法，步骤是：
(1)以生活污水处理厂采用生物法处理污水后的剩余污泥为原料，利用挤出设备将所述 剩余污泥挤出成条，制成直径为0.2±0.05cm，长为1.0±0.3cm的泥条，干燥;
(2)将步骤(1)制得的泥条加入反应器中，并按泥条:乙醇为1g:10±1ml的比例再加 入乙醇，浸泡泥条24±2小时;
(3)按乙醇:NaOH为1ml:0～0.1g的比例向反应器中加入NaOH，室温下搅拌1～2小时;
(4)按乙醇:环氧氯丙烷为1ml:0.2～0.7ml的比例向反应器中再滴加环氧氯丙烷，并控 制在0.5～1小时内滴加完成，然后加热反应器使温度升至50～60℃，反应4～6小时;
(5)分离出产物，用去离子水洗净，干燥，即得到交联剩余污泥重金属吸附剂。
上述制备交联剩余污泥重金属吸附剂的方法中：步骤(1)所述挤出设备优选是注射器 或挤出机。
上述制备交联剩余污泥重金属吸附剂的方法中：所述反应器优选是反应釜或反应瓶。
上述制备交联剩余污泥重金属吸附剂的方法中：所述乙醇优选是无水乙醇或是体积浓度 为95%的乙醇。
上述制备交联剩余污泥重金属吸附剂的方法中：步骤(3)所述NaOH的加入量优选按 乙醇:NaOH为1ml:0.05～0.1g的比例向反应器中加入。
上述制备交联剩余污泥重金属吸附剂的方法中：步骤(4)所述环氧氯丙烷的加入量优 选按乙醇:环氧氯丙烷为1ml:0.3～0.5ml的比例向反应器中滴加。
上述制备交联剩余污泥重金属吸附剂的方法中最优选的实施方式是：所述NaOH的加入 量按乙醇:NaOH为1ml:0.1g的比例向反应器中加入;所述环氧氯丙烷的加入量按乙醇: 环氧氯丙烷为1ml:0.5ml的比例向反应器中滴加。
本发明以剩余污泥为原料，通过环氧氯丙烷交联方法，制备了交联剩余污泥重金属吸附 剂，实验证实所述吸附剂对低浓度Cu2+离子具有良好的吸附能力，并且交联剩余污泥重金 属吸附剂在0.1M的盐酸和0.1M NaOH溶液中震荡24小时，其形状不发生明显的变化。
本发明方法获得的吸附剂克服了剩余污泥在水溶液易于分散的缺点，对剩余污泥的资源 化和重金属废水的处理均具有重要意义。