表面活性劑改性凹凸棒土去除垃圾滲濾液中重金屬的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理技術領域，具體涉及一種表面活性劑改性凹凸棒土去除垃圾滲濾液重金屬方法。
【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的提高，人們產(chǎn)生的垃圾也日益增多，大量的垃圾填埋場在全國各地興建。大量的垃圾填埋場的使用，生產(chǎn)了大量的垃圾滲濾液。因此，垃圾滲濾液的處理需要不斷的資金和技術投入，才能使其對周邊環(huán)境和水體不造成影響。
[0003]垃圾滲濾液因其污染物多且難以去除，成為近幾年的研宄的熱門領域。城市生活垃圾填埋場滲濾液(以下簡稱滲濾液)是一種高濃度有機廢水，NH+4 -N含量高，而且含有多種重金屬離子。滲濾液中含有十多種重金屬離子，主要包括Fe、Zn、Cd、Cr、Hg、Mn、Pb、Ni等。垃圾降解產(chǎn)生的CO2溶于滲濾液后，使?jié)B濾液成偏酸性，酸性環(huán)境溶解了不溶于水的重金屬，從而使?jié)B濾液中重金屬離子濃度變高(文獻1:郭兆凱:測定垃圾滲濾液中重金屬前處理方法研宄，蘇州科技學院碩士學位論文，2009)。目前常用的垃圾滲濾液重金屬的處理方法主要有吸附法、化學沉淀法、化學氧化和催化氧化法等。吸附法主要是利用吸附能力強的吸附劑來治理重金屬污染。目前常用的吸附劑有沸石、活性炭、粉煤灰、石灰、爐渣等(文獻2:劉精今，李小明等:爐渣的吸附性能及廢水處理中的應用，工業(yè)用水與廢水，2003)。沸石是一種具有良好吸附性能的物質，常用作吸附飲用水中的有機物、海水提鉀的分子篩、去除NH4+的吸附劑等。在吸附劑方面，活性炭能有效去除污水中大部分有機物質和某些無機物，被廣泛應用于城市飲用水和工業(yè)廢水處理。凹凸棒土為一種晶質水合鎂鋁硅酸鹽礦物，具有獨特的層鏈狀結構特征，在其結構中存在晶格置換，幫晶體中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、A13+，晶體呈針狀，纖維狀或纖維集合狀。凹凸棒石具有獨特的分散、耐高溫、抗鹽堿等良好的膠體性質和較高的吸附脫色能力。因此大量研宄對凹凸棒土對水中污染物的吸附能力進行了研宄。孔泳等以新型無機礦物材料凹凸棒土作為吸附劑處理廢水中的重金屬離子。通過掃描電鏡、紅外光譜及等溫吸附-脫附曲線對凹凸棒土進行了表征，并闡述了凹凸棒土對重金屬離子的可能吸附機理(文獻3:孔泳等:凹凸棒土應用于重金屬離子吸附劑的研宄，分析測試學報，2010)。通過大量的研宄表明，凹凸棒土能對水體中的污染物起到一定的吸附效果，但其處理結果滿足不了現(xiàn)行的水處理標準的要求，尋求改進凹凸棒土的吸附性能將能極大解決處理效果不高的問題成了諸多研宄者研宄的方向。中國專利申請?zhí)?01110193973.8公開了一種利用表面活性劑改性的凹凸棒土去除水中腐殖酸的方法以表面活性劑改性的凹凸棒土作為吸附劑，其吸附性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的吸附材料。
[0004]盡管國內(nèi)外出現(xiàn)了凹凸棒土和改性凹凸棒土對水體的污染物吸附的研宄，但是將表面活性劑改性凹凸棒土對垃圾滲濾液重金屬吸附研宄甚少。本案發(fā)明人正是從此點出發(fā)，本案由此產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種表面活性劑改性凹凸棒土去除垃圾滲濾液重金屬方法，通過該方法能有效去除垃圾滲濾液中的重金屬，吸附后的水體中的重金屬濃度能滿足排放標準，這一修復技術的運用，能有效推動我國垃圾滲濾液的處理行業(yè)。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術解決方案是:
一種表面活性劑改性凹凸棒土去除垃圾滲濾液中重金屬的方法，包括如下步驟:
(1)將凹凸棒土與陽離子雙子表面活性劑12-2-12、CPC、TX100或Tween80在鹽酸和去離子水下混合，放入恒溫的培養(yǎng)箱，以一定的轉速旋轉反應；
(2)將步驟(I)所得混合液靜置沉淀，倒出上清液，再加水反復靜置沉淀，直到水溶液中不含泡沫，即水溶液中不含表面活性劑；
(3)將步驟(2)濾出的固體置于烘箱中烘干，將烘干的固體在恒溫條件下活化；
(4)將步驟(3)得到的土樣，放入研缽中搗勻，并過篩處理，得到表面活性劑改性后的凹凸棒土 ;
(5)將表面活性劑改性后的凹凸棒土加入欲去除重金屬的垃圾滲濾液中，充分攪拌接觸反應，接觸反應后，離心分離，上清液流出，上清液即去除重金屬后的垃圾滲濾液。
[0007]優(yōu)選地，所述步驟(I)中，凹凸棒土與表面活性劑的比例為質量比100:2~10，鹽酸濃度為 0.5-2 mol/Lo
[0008]優(yōu)選地，所述步驟(I)中，恒溫箱的溫度為50~650C，轉速為100~250 rpm，反應時間為 2.5~5ho
[0009]優(yōu)選地，所述步驟(3)中，烘箱烘干土樣的溫度為70~85°C，固體土樣活化溫度為95~115°C，活化時間為 0.8~2h。
[0010]優(yōu)選地，所述步驟(5)中，表面活性劑改性后的凹凸棒土與垃圾滲濾液的質量比為I: 100-5000,垃圾滲濾液的溫度控制在22~28°C，pH為2~8。
[0011]優(yōu)選地，所述步驟(5)中，攪拌轉速為100~300rpm，反應時間為20~30h，離心分離速度為3000~5000 rpm，分離時間為26~40min。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟(4)中，研缽后過篩100目。
[0013]采用上述方案后，由于大大提高了原始凹凸棒土的吸附性能，且凹凸棒土較易獲取，價格低廉，因此本發(fā)明所述的方法較傳統(tǒng)吸附方法更高效，與傳統(tǒng)的生物處理方法相比，對垃圾滲濾液中的重金屬進行吸附，其垃圾滲濾液重金屬去除效率比僅使用原始凹凸棒土的效率提高了 30%，且優(yōu)于傳統(tǒng)吸附方法，且本發(fā)明方法操作簡單，成本低廉，可實際工程中運用。
【具體實施方式】
[0014]下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述。
[0015]實施例1:
將凹凸棒土20 g置于250 ml的錐形瓶中，加入I g的陽離子雙子表面活性劑12_2_12，20 ml I mol/L的鹽酸，和80 ml去離子水，封好瓶口，放入60 °C的培養(yǎng)箱，設置轉速200rpm,反應3小時。
[0016]將得到的混合液靜置沉淀倒出上清液，再加水反復靜置沉淀，直到水溶液中不含泡沫，即水溶液中不含表面活性劑。濾出的固體置于80°C的烘箱中烘干。并將烘干的固體在100°C下活化I小時。烘干土樣，放入研缽中搗勻，然后過100目篩。即得有機改性好的凹凸棒土。
[0017]取25 ml的玻璃管，在管中放入0.1 g的改性凹凸棒土。倒入10 ml從垃圾填埋場收集的滲濾液。垃圾滲濾液污染物濃度為Mn 40.21mg/L，Zn 2.12 mg/L，Pb 0.23 mg/L，Cd 0.19 mg/L, Cr 0.32 mg/L, Ni 2.24 mg/L，之后用橡膠塞密封。將玻璃管置于25°C的培養(yǎng)箱中，200 rpm的轉速反應24小時。之后將玻璃管取出，在離心機中離心30 min (4500rpm)。垃圾滲濾液的錳、鋅、鉛、鎘、鉻等重金屬去除率達到80%。
[0018]實施例2:
將凹凸棒土 20 g置于250 ml的錐形瓶中，加入I g的陽離子雙子表面活性劑TX100，20 ml 1.5 mol/L的鹽酸，和80 ml去離子水，封好瓶口，放入60 °C的培養(yǎng)箱，設置轉速200rpm,反應3小時。
[0019]將得到的混合液靜置沉淀倒出上清液，再加水反復靜置沉淀，直到水溶液中不含泡沫，即水溶液中不含表面活性劑。濾出的固體置于80°C的烘箱中烘干。并將烘干的固體在100°C下活化I小時。烘干土樣，放入研缽中搗勻，然后過100目篩。即得有機改性好的凹凸棒土。
[0020]取25 ml的玻璃管，在管中放入0.1 g的改性凹凸棒土。倒入10 ml從垃圾填埋場收集的滲濾液。垃圾滲濾液污染物濃度為Mn 40.21mg/L，Zn 2.12 mg/L, Pb 0.23 mg/L,Cd 0.19 mg/L, Cr 0.32 mg/L, Ni