申请日2019.01.31
公开(公告)日2019.04.12
IPC分类号B01J20/18; B01J20/28; B01J20/30; C02F1/28; C02F101/30; C02F103/30
摘要
本发明公开一种盐改性废砖制备印染废水吸附剂的方法。包括如下步骤：将砖粒粉末颗粒用热的碱溶液浸泡，冷却后用浓盐酸酸洗至中性后烘干;酸洗并烘干后砖粒于CaCl2溶液中搅拌进行离子交换;离子交换后砖粒水洗至中性，烘干。本发明基于碱性物质对废砖粒硅酸盐玻璃网络的直接破坏作用,在浓碱和长时间高温条件下,可使废砖粒中无活性的硅铝酸盐及其无定型玻璃转化为致密相沸石。由于致密相沸石的孔穴具有通道和大的比表面积，表现出吸附性能。接着，通过钙离子与溶液中的阳离子进行离子交换，进一步增加了它的吸附选择性。本发明具有以废治废、设备及工艺简易、环保等优势，广泛适用于印染废水处理，有较大推广前景。
权利要求书
1.盐改性废砖制备印染废水吸附剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将砖粒粉末颗粒用热的碱溶液浸泡，冷却后用浓盐酸酸洗至中性后烘干;
酸洗并烘干后砖粒于CaCl2溶液中搅拌进行离子交换;
离子交换后砖粒水洗至中性，烘干。
2.根据权利要求1所述的盐改性废砖制备印染废水吸附剂的方法，其特征在于，所述废砖为红砖、煤砂砖、灰砂砖、青砖的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的盐改性废砖制备印染废水吸附剂的方法，其特征在于，砖粒粉末颗粒是将废砖经机械粉碎、过筛后制成，粉末颗粒粒径为0.5～1.2mm。
4.根据权利要求1所述的盐改性废砖制备印染废水吸附剂的方法，其特征在于，所述碱溶液为碳酸钠、氢氧化钠和碳酸氢钠的一种，碱溶液的浓度为1.0～10.0mol/L。
5.根据权利要求1所述的盐改性废砖制备印染废水吸附剂的方法，其特征在于，所述将砖粒粉末颗粒用热的碱溶液浸泡，其固液比例，为每100g废砖粒在100～500ml酸溶液中浸泡，碱溶液温度维持在50-95℃，浸泡时间为15～80h。
6.根据权利要求1所述的盐改性废砖制备印染废水吸附剂的方法，其特征在于，所述CaCl2溶液的浓度为1.0～10.0mol/L。
7.根据权利要求1所述的盐改性废砖制备印染废水吸附剂的方法，其特征在于，所述将砖粒粉末颗粒用CaCl2溶液进行离子交换，其固液比例，为每100g废砖粒在100～1000mlCaCl2溶液中进行离子交换，离子交换时间为1～10h。
8.根据权利要求1所述的方法制备的印染废水吸附剂作为吸附剂吸附去除印染废水中染料污染物的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的印染废水吸附剂作为吸附剂吸附去除印染废水中染料污染物的应用，污染水体中含有浓度为0.1～100mg/L的染料。
说明书
盐改性废砖制备印染废水吸附剂的方法和应用
技术领域
本发明属于环境科学与工程领域，具体涉及盐改性废砖制备印染废水吸附剂的方法和应用。
背景技术
纺织印染、造纸、塑料、皮革及金属等工业每年都产生大量的有色污水,其中纺织印染污水的处理是环保业的焦点和难点。目前这类污水的处理采用生化法和物化法及其相结合的工艺较为常见，但有色污水中染料毒性强、难降解，有些染料降解后也会产生致癌和有毒物质，因此不能单纯依靠生化或物化等方法，吸附法对各种染料污水的处理就是一种有力的补充手段。活性炭是一类应用较早较有效的吸附剂,但它成本高，再生困难。
随着现代化建设以及旧城改造步伐的加快，建筑垃圾的数量和种类正在日益增加。相关调查表明，自2007年以来，我国各大城市建筑垃圾呈现出数量巨大、产生周期集中等新特点，目前主要还是采取填埋和露天堆放为主的处置方式，环境危害大，急需新的处理渠道，以科学、经济、有效的方式进行建筑垃圾资源化处理。废砖块是建筑垃圾的一种主要组份，约占建筑垃圾总量的30～ 50%。它主要是由粘土、页岩和煤矸石等原料经高温烧结而成，其中石英约占 67%、Al2O3约占12%、Fe2O3约占8%。废砖因烧结固化而存在一定的机械强度和大量的孔隙，可以作为一种吸附剂或者吸附剂载体而被回收利用。
但进一步的研究表明，现有的改性手段获得的废砖对污染物的吸附量较低仅有几个毫克/每克，而且由于废砖的比表面积较低(20m2/g左右)，作为载体的固载量也大大受到限制。这些都限制了废砖的有效利用，因此，要想提高废砖的回收和利用率，必须对废砖进行改性，提高其比表面积，降低等电点，增加其染料吸附性能。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的是提供一种盐改性废砖制备印染废水吸附剂的方法和应用。
为解决上述技术问题，本发明盐改性废砖制备印染废水吸附剂的方法，包括如下步骤：
将砖粒粉末颗粒用热的碱溶液浸泡，冷却后用浓盐酸酸洗至中性后烘干;
酸洗并烘干后砖粒于CaCl2溶液中搅拌进行离子交换;
离子交换后砖粒水洗至中性，烘干。
较佳的，所述废砖为红砖、煤砂砖、灰砂砖、青砖的一种或几种。
较佳的，砖粒粉末颗粒是将废砖经机械粉碎、过筛后制成，粉末颗粒粒径为0.5～1.2mm。
较佳的，所述碱溶液为碳酸钠、氢氧化钠和碳酸氢钠的一种，碱溶液的浓度为1.0～10.0mol/L。
较佳的，所述将砖粒粉末颗粒用热的碱溶液浸泡，其固液比例，为每100g 废砖粒在100～500ml酸溶液中浸泡，碱溶液温度维持在50-95℃，浸泡时间为 15～80h。
较佳的，所述CaCl2溶液的浓度为1.0～10.0mol/L。
较佳的，所述将砖粒粉末颗粒用CaCl2溶液进行离子交换，其固液比例，为每100g废砖粒在100～1000ml CaCl2溶液中进行离子交换，离子交换时间为1～10 h。
为达到上述目的，本发明上述的方法制备的印染废水吸附剂作为吸附剂吸附去除印染废水中染料污染物的应用。
较佳的，所述的印染废水吸附剂作为吸附剂吸附去除印染废水中染料污染物的应用，污染水体中含有浓度为0.1～100mg/L的染料。
本发明通过水热合成法对废砖粒进行改性，基于碱性物质对废砖粒硅酸盐玻璃网络的直接破坏作用,在浓碱和长时间高温条件下,可使废砖粒中无活性的硅铝酸盐及其无定型玻璃转化为致密相沸石,如p沸石及其衍生物，ANA, GM E等。由于致密相沸石的孔穴具有通道和大的比表面积，表现出吸附性能。接着，在活化后的沸石晶格孔穴内，通过钙离子与溶液中的阳离子进行离子交换，进一步增加了它的吸附选择性。本发明的印染废水吸附剂，所用原料为建筑垃圾，具有以废治废、设备及工艺简易、环保等优势，广泛适用于印染废水处理，有较大推广前景。本发明的有益效果：
1、本发明提供的改性废砖具有通道和显著增大的比表面积，通过离子交换，其吸附选择性进一步提高;
2、本发明提供的改性废砖，所用原料为建筑垃圾，具有以废治废、设备及工艺简易、环保等优势，广泛适用于印染废水处理，有较大推广前景