提高红辉沸石去除垃圾渗滤液中有机物能力的方法

摘要

本发明将公开一种提高红辉沸石去除垃圾渗滤液中有机物能力的方法，该改性红辉沸石的制造方法其步骤如下：1)将红辉沸石粉碎并与含铁的无机聚合物混合，搅拌均匀；其中红辉沸石与含铁的无机聚合物的质量比为10∶1～10∶3；2)将上述混合物干燥，即得可提高去除垃圾渗滤液中有机物能力的改性红辉沸石。采用本发明所述制造方法对红辉沸石进行改性后，可大大提高其对垃圾渗滤液中CODcr的去除率，使Cr6+的去除率大于90％；CODcr去除率大于70％，其效果比未改性红辉沸石提高45％以上，十分适合用于垃圾渗滤液的治理。且红辉沸石的储量大，价格便宜，将其改性处理的生产工艺也比较简单。

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种将红辉沸石改性的方法，特别是提高红辉沸石去除垃圾渗滤液中有机物能力的方法。

(二)背景技术：

城市垃圾渗滤液为垃圾填埋过程中所产生的二次污染物，是一种颜色灰黑、有恶臭气味的高浓度且成分复杂的有机废水。其产生的主要来源是：(1)降水和降雪的渗入，它是渗滤液产生的主要来源；(2)外部地表水的流入，包括地表径流和地表灌溉；(3)当填埋场内渗滤液水位低于场外地下水水位，且没有设置防渗系统时，地下水就有可能渗入填埋场内；(4)垃圾本身所含的水分；(5)垃圾在降解过程中产生的水分。城市垃圾渗滤液中的有机物的浓度和各种有害金属如Cr⁶⁺的含量均较高，COD的含量一般为1200～45000mg/L，而且垃圾渗滤液的放置时间越长，降低COD的难度也就越大。由于垃圾渗滤液将会污染地表水和地下水，且其中所含的重金属可能在土壤中富集，造成土壤的重金属污染，因此未达到排放标准的垃圾渗滤液对人类及动植物的生长具有很大的危害性。我国经处理或未经处理的垃圾渗滤液，大部份都直接排入江河湖海，随着对环境保护要求的日益提高，海洋赤潮、江河湖水污染的加剧，对垃圾渗滤液排放的控制标准也越来越严格，许多地区要求垃圾渗滤液必须要达到污水综合排放标准，因此垃圾渗滤液的处理已成为一个急待解决的问题。目前处理垃圾渗滤液通常采用的方法是对其进行物化处理、生化处理、物化处理与生化处理相结合的方法，其中物化处理有化学氧化、絮凝沉淀、活性碳吸附、反渗透、土地法等；生化处理中有生物转盘、厌氧氧化处理等方法，但采用上述的方法对垃圾渗滤液进行处理，一般都需投入大量资金，采用复杂、大型的设备，所以造成其成本很高，投资额大，处理工艺也十分复杂，而且即使经过处理后，垃圾渗滤液COD浓度仍在1000mg/L左右，且Cr⁶⁺的含量依然很高，依然无法达到我国污水综合排放标准。

(三)发明内容：

本发明将公开一种生产成本低、制造工艺简单、投资少的提高红辉沸石去除垃圾渗滤液中有机物能力的方法。通过对红辉沸石改性，使其可用于处理生活污水中的COD及有毒物质Cr⁶⁺。

沸石是具有多孔性结构的铝硅酸盐，其结构类型多种多样，结构中有很多粗细不一，形态不同，呈一维、二维和多维排列的各种空穴和孔道，空隙发达，孔径为0.3～1nm，比表面积高达400-800m²/g，化学通式为M_sD_y[Al_x+2ySi_n-(x+8)O_8n]_m·H₂O(式中M是碱金属或其它一价阳离子；D是碱金属或其它二价阳离子；M-D通称为可交换离子。括号中的阳离子Si、Al和氧一起构成四面体格架，称为结构阳离子)。沸石的空间结构基本单元是由四个氧原子和一个硅或铝原子堆砌成硅(氧)四面体，在此四面体中，氧原子中有的价键未得到中和，使整个铝氧四面体带有负电，为保持电中性，缺少的正电荷由附近带正电荷的阳离子如K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等碱或碱土金属来补偿平衡，这些平衡阳离子和水分子与格架结合得不紧密，极易发生阳离子交换，因此这些结构上的特点使沸石具有独特的吸附和离子交换能力。天然沸石可分为斜发沸石、毛沸石、菱沸石、纤沸石、杆沸石、片沸石、辉沸石等。所述的红辉沸石是辉沸石的一种，产于广西桂林，它是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸盐，由硅氧四面体和铝氧四面体组成的架状硅酸盐，其铝氧四面体中氧离子有一价未得到饱和，使整个铝氧四面体带有负电荷，与附近带正电的阳离子如K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等碱金属或碱土金属离子达到补偿平衡；红辉沸石的沸石孔道和孔穴占其体积的40％～50％，可形成很大的内表面积，因而可存储大量的离子或分子。因此，一般将红辉沸石用于化肥、化工添加剂，也可用于合成4A分子筛，但在水处理方面，研究表明红辉沸石在处理垃圾渗滤液时，其COD去除率较低仅为25％左右，而Cr⁶⁺的去除率更低，只有5％左右根本无法直接应用于对垃圾渗滤液的处理。

本发明通过对红辉沸石的改性，可使其大幅度提高红辉沸石去除COD的能力，从而在对垃圾渗滤液的处理中，可达到很好的效果；本发明所述提高红辉沸石去除垃圾渗滤液中有机物能力的方法，步骤如下：

1)将红辉沸石粉碎并与含铁的无机聚合物混合，搅拌均匀；其中红辉沸石与含铁的无机聚合物的质量百分比为10∶1～10∶3；为达到最佳的效果，红辉沸石与含铁的无机聚合物的质量百分比应为10∶1；其中所述的含铁的无机聚合物可为任意的含铁的无机聚合物，例如：聚合硫酸铁、聚合硅酸铝铁等；为使红辉沸石与含铁的无机聚合物达到较好的均匀混合效果，一般将红辉沸石粉碎至20～60；搅拌混合物的时间一般为3～5小时，最好达到4小时；

2)将上述混合物干燥，即得可提高去除垃圾渗滤液中有机物能力的改性红辉沸石；其中所述混合物干燥的温度一般为100～120℃，最好为110℃；混合物干燥的时间为3～5小时，最好达到3小时。

采用本发明所述的制造方法对红辉沸石进行改性后，可大大提高其对垃圾渗滤液中COD_cr的去除率，使Cr⁶⁺的去除率大于90％；COD_cr去除率大于70％，其效果比未改性红辉沸石提高45％以上，十分适合用于垃圾渗滤液的治理。而且红辉沸石的储量大，价格便宜，将其改性处理的生产工艺比较简单，也无需任何复杂、大型的设备，因此其生产的成本低廉，完全可以进行工业化批量生产。

(四)具体实施方式：

实施例1：

1)将红辉沸石粉碎至20目，与聚合硅酸铝铁混合，并搅拌3小时，使其混合均匀，其中选用的红辉沸石与聚合硅酸铝铁的质量比为10∶1；

2)将上述混合物置于100℃下干燥3小时，即得可提高去除垃圾渗滤液中有机物能力的改性红辉沸石。

实施例2：

1)将红辉沸石粉碎至40目，与聚合硅酸铝铁混合，并搅拌5小时，使其混合均匀，其中选用的红辉沸石与聚合硅酸铝铁的质量比为10∶3；

2)将上述混合物置于120℃下干燥4小时，即得可提高去除垃圾渗滤液中有机物能力的改性红辉沸石。

实施例3：

1)将红辉沸石粉碎至60目，与聚合硫酸铁混合，并搅拌4小时，使其混合均匀，其中选用的红辉沸石与聚合硫酸铁的质量比为10∶2；

2)将上述混合物置于110℃下干燥5小时，即得可提高去除垃圾渗滤液中有机物能力的改性红辉沸石。