申请日2012.12.17
公开(公告)日2013.03.20
IPC分类号C02F11/00
摘要
本发明公开了一种去除沉淀污泥中金属的复合淋洗剂。该淋洗剂由A剂、B剂及助剂C组成，其中A剂是十二烷基苯磺酸钠，B剂是TritonX-100，助剂C是生物表面活性剂鼠李糖脂的乙醇溶液，其质量比为A剂：B剂=1:10～1:15，助剂C用量为复合淋洗剂质量的0.5%～1.0%，其中乙醇用量随处理量增加而加大，一般为30wt%。该复合淋洗剂的合成工艺简单，在室温下即可，pH条件温和，产率较高。研究表明，该复合淋洗剂对城市二级污水处理厂污泥底泥中Cd、Cu、Pb、Zn去除率，分别达92%，73%，70%，51%。经济环保，适宜于生产和应用。
权利要求书
1.一种复合淋洗剂，其特征是：该淋洗剂由A剂、B剂与助剂C合成;其中A剂是十二烷基苯磺酸钠，B剂是Triton X-100，助剂C是生物表面活性剂鼠李糖脂的乙醇溶液，其质量比为A剂：B剂=1:10～1:15，助剂C鼠李糖脂用量为淋洗剂质量的0.5%～1.0%，助剂C中乙醇用量为30wt%，且乙醇用量随处理量增加而加大。
2.如权利要求1所述的复合淋洗剂的应用，其特征是：用于去除沉淀污泥中的金属Pb、Cu、Zn和Cd。
3.如权利要求2所述的复合淋洗剂的应用，其特征是，使用步骤为：将A剂与B剂按所述的质量比=1:10～1:15混合，搅拌均匀，与污泥底泥浸提液反应，在恒速搅拌后，按复合淋洗剂组成的质量比滴加助剂C，温度为25℃～30℃，当A剂用量为10mg/L，B剂用量为100～150mg/L，对污泥底泥浸提液中Pb,Cu,Zn,Cd的处理效果分别达73.25%、63.44%、51.23%、92.63%。
4.如权利要求2所述的复合淋洗剂的应用，其特征是，将该产品应用于含Cd、Cu、Pb、Zn污泥中，方法是：往污泥中加入其质量25倍去离子水,在温度为室温、pH为5.5~7.0及搅拌条件下，加入质量比为1:10～1:15的A剂与B剂混合液，然后滴加入制备好的助剂C，助剂C加入量为淋洗剂质量的1.0%，控制本复合淋洗剂用量为10～30mg/L污泥水，搅拌时间为12~24h的条件下，金属Cd、Cu、Pb、Zn去除率，分别达92%，73%，70%，51%。
说明书
一种去除沉淀污泥中金属的复合淋洗剂
技术领域
本发明涉及一种去除沉淀污泥 中金属的复合淋洗剂及其制备与应用。
背景技术
目前污泥底泥中含有丰富的氮、磷、钾和有机质，具有极好的农用价值，但是其中浓缩着锌、铜、铅和镉等金属，以及有毒化合物、杀虫剂等，限制其农用。众多研究表明，淋洗法是去除重金属污染的最直接有效的方法。淋洗法的去除效果与其淋洗剂的组成有着密切的联系，原因在于淋洗法的基础是利用其淋洗剂的有效成分对重金属作用使其分离的结果。本发明研究了一种结合生物表面活性剂与软性化学表面活性剂优点的药剂，它的合成工艺简单，条件温和，原料经济环保，无二次污染，去除金属效果优越，因此适于用来处理沉淀污泥中金属。
发明内容
本发明目的在于提供一种去除沉淀污泥中金属的复合淋洗剂及其制备与应用。该复合淋洗剂合成工艺简单，制备条件温和，去除金属效果好。
上述目的采用下述技术方案来实现，一种复合淋洗剂，由A剂、B剂与助剂C合成;其中A剂是十二烷基苯磺酸钠，B剂是Triton X-100，助剂C是生物表面活性剂鼠李糖脂的乙醇溶液，其质量比为A剂：B剂=1:10～1:15，助剂C鼠李糖脂用量为淋洗剂质量的0.5%～1.0%，其中乙醇用量为30wt%，且乙醇用量随处理量增加而加大。
本发明的复合淋洗剂用于去除沉淀污泥中的金属Pb、Cu、Zn和Cd。
去除沉淀污泥中的金属Pb、Cu、Zn和Cd时，操作步骤为：先制备沉淀污泥浸提液，称取制备好的污泥样品于锥形瓶中，以液固质量比25：1加入去离子水，室温下以200 r/min振荡3 h，再以4 000 r/min振荡10min，然后静置30min，取上清液加入比色管中，加入数滴稀硝酸，4℃以下保存备测。污泥中重金属含量分析，Pb、Zn、Cu测定采用GB7475-87中规定的直接法，Cd采用石墨原子吸收光谱法测定。
将A剂与B剂按所述的质量比=1:10～1:15混合，搅拌均匀，与污泥底泥浸提液反应，恒速振荡12h～24h，在恒速搅拌条件下，按复合淋洗剂组成的质量比滴加助剂C，温度为25℃～30℃;当A剂用量为10mg/L，B剂用量为100～150mg/L，对污泥底泥浸提液中Pb,Cu,Zn,Cd的处理效果分别达73.25%、63.44%、51.23%、92.63%。
去除含Cd、Cu、Pb、Zn沉淀污泥时，将本发明的复合淋洗剂投入所述的污泥中，方法是：往污泥中加入其质量25倍去离子水,在温度为室温、pH为5.5~7.0及搅拌条件下，加入质量比为1:10～1:15的A剂与B剂混合液，然后滴加入制备好的助剂C，助剂C加入量为淋洗剂质量的1.0%，控制本复合淋洗剂用量为10～30mg/L污泥水，搅拌时间为12~24h的条件下，金属Cd、Cu、Pb、Zn去除率，分别达92%，73%，70%，51%。
本发明的复合淋洗剂中A为十二烷基苯磺酸钠(SDBS)，具有较强的络合能力。B为Triton X-100，它是聚乙二醇辛基苯基醚，为一种非离子型表面活性剂，它能溶解脂质，是一种比较温和的去垢剂。助剂C能有效降低混合液表面张力，促进A与B对金属的络合，且其本身也有很强的去除金属能力。此三者相互影响，共同作用于污泥浸提液，有效降低金属含量，使其达到农用标准。
本发明的效益
1.该产品使用温度为室温或接近室温，无需耗费外部热源;pH范围为中性或弱酸性，易于控制。
2.该产品制备工艺简单，原料易得，去除沉淀污泥中的金属Pb、Cu、Zn和Cd用量节省且效果良好，具有较高的经济性。
3. 该产品不会造成二次污染，其中助剂C增大了复合淋洗剂的水相溶解性，且皆可被生物降解，为环境友好型试剂。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的去除沉淀污泥中金属的复合淋洗剂及其应用效果做进一步说明。下述实施例中浸提液是所测试污泥以液固质量比25：1加入去离子水，室温下充分振荡或搅拌，然后静置所得的上清液。
实施例1
将十二烷基苯磺酸钠(A剂)和聚乙二醇辛基苯基醚(B剂，Triton X-100)以1:10～1:15质量比例混合，搅拌均匀，与污泥底泥浸提液(该污泥浸提液中的Zn含量为3000mg/L)反应，先在250r/min下搅拌30min，再在2000～3000转/min恒速搅拌20h，此过程中制备助剂C，用30wt%的乙醇溶液配制鼠李糖脂，然后在搅拌条件下滴加助剂C，助剂C鼠李糖脂加入量为淋洗剂质量的0.8%，所用水皆为去离子水。控制该复合淋洗剂用量为10～20mg/L污泥底泥浸提液，处理后Zn含量降为800mg/L以下，可达到去除率70%以上效果。
实施例2
将该复合淋洗剂应用于生活污水处理厂的剩余污泥中。该污泥中含有的重金属主要为Cd。其实验条件为：该污泥浸提液中的Cd含量为2500mg/L，pH6.8，温度室温。其操作步骤为：取100mL该污泥底泥浸提液放入搅拌器中，启动搅拌机在250r/min转速下搅拌，加入A剂与B剂以1:12的质量比例混合的淋洗剂，10min后滴加入制备好的助剂C，其加入量为淋洗剂质量的0.7%;改变转速为2000-3000r/min恒速搅拌12h，每2小时进行一次测定。实验结果表明：在控制该复合淋洗剂用量为15mg/L污泥底泥浸提液时，污泥浸提液中的Cd含量降为200mg/L，重金属去除率为92%。
实施例3
将该淋洗剂应用于富含Cu元素的工业污泥中。该污泥浸提液中Cu的含量为1200 mg/L。在pH为7.0，温度为室温的条件下进行操作。其过程为：取100mL的该工业污泥底泥浸提液放入搅拌器中，首先以250r/min转速下搅拌加入A剂与B剂以1:14的质量比例混合的淋洗剂，15min后滴加入制备好的助剂C，其加入量为淋洗剂质量的1.0%;后改变转速为2000-3000r/min，恒速搅拌20h，在控制该复合淋洗剂用量为20mg/L污泥底泥浸提液，每1小时进行一次测定。实验结果检测得16小时后去除效果基本稳定，此时该污泥浸提液中的Cu含量降为400mg/L，去除率为67%。
实施例4
将该产品应用于Cd-Cu复合污染的污泥底泥中。该类污泥底泥浸提液中Cd含量为2100 mg/L,Cu的含量为3200mg/L。该实验条件为pH值为6。其操作过程为：取100mL该污泥底泥提取液，在250r/min的转速下搅拌30min，在此过程中将A剂和B剂以1:13质量比例混合，搅拌均匀后滴加入提取液中，间隔10min后再将制备好的助剂C滴加入提取液中，其加入量为淋洗剂质量的0.5%～1.0%;再将转速调整为2000～3000r/min，恒速搅拌16h，在控制该复合淋洗剂用量为25mg/L污泥底泥浸提液，每2小时进行一次测定。其实验测得结果为：Cd、Cu的去除率分别为90.25%、62.85%。
实施例5
将该产品应用于含金属Cd、Cu、Pb、Zn较高的工业污泥中，该污泥中的Cd、Cu、Pb、Zn的含量分别是2.5wt%、3.1wt%、4.2wt%、2.8wt%。其实验条件为：取4克污泥加100毫升去离子水,在温度为室温、pH为6.5及500r/min转速下搅拌条件下，加入1：15质量比例混合A剂与B剂的复合液，30min后滴加入制备好的助剂C，助剂C加入量为淋洗剂质量的1.0%;改变转速为2000r/min，恒速搅拌20h，控制本复合淋洗剂用量为10～30mg/L污泥水，每2小时进行一次测定。其实验测得结果为：搅拌时间20h，达到最佳Cd、Cu、Pb、Zn去除率，分别为92%，73%，70%，51%。
本去除沉淀污泥中金属的复合淋洗剂结合了物理、化学、生物三项作用，使污泥中富集的重金属分离出来，从而进行去除污泥中重金属，达到污泥中重金属的去除作用。