一種利用含油污泥制備高比表面積吸附劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開(kāi)了一種利用含油污泥制備高比表面積吸附劑的方法，屬于吸附劑領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]含油污泥是在原油開(kāi)采、集輸及煉制過(guò)程中產(chǎn)生的一類(lèi)由礦物油、礦物質(zhì)及水構(gòu)成的泥狀物質(zhì)，具有成分復(fù)雜、性質(zhì)變化大及環(huán)境危害嚴(yán)重特點(diǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)含油污泥產(chǎn)生量呈逐年上升趨勢(shì)，2006年達(dá)10 X 105t?44 X 105t，另有大量油泥積存待處理。現(xiàn)階段的處理方式以簡(jiǎn)易填埋與簡(jiǎn)易焚燒為主，造成嚴(yán)重環(huán)境污染與資源浪費(fèi)。熱解技術(shù)具有處理徹底、減量減容效果好、二次污染少及回收能量等優(yōu)點(diǎn)，是一種應(yīng)用前景廣闊的處理方法。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于含油污泥熱解的研究，主要側(cè)重于對(duì)熱解過(guò)程和熱解中產(chǎn)生的氣、固、液產(chǎn)物的分析，而對(duì)于固體廢物殘?jiān)馁Y源化利用則研究相對(duì)較少。
[0003]油泥熱解殘?jiān)旧砭哂幸欢ǖ亩嗫仔裕苤苯佑脕?lái)做采油廢水的吸附藥劑。但由于油泥殘?jiān)w粒不均、容易破碎、孔徑大小不一、溶出有機(jī)物的等系列問(wèn)題，限制了油泥熱解殘?jiān)米魑剿巹┑倪m用范圍，不利于油泥殘?jiān)馁Y源化利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題:針對(duì)傳統(tǒng)方法制備得到的吸附劑比表面積小，孔徑分布寬，總孔容積小，而且含油污泥殘?jiān)w粒不均、容易破碎、孔徑大小不一、溶出有機(jī)物等，限制了其作吸附劑的問(wèn)題，提供了一種利用含油污泥制備高比表面積吸附劑的方法，本發(fā)明先對(duì)含油污泥進(jìn)行干燥、煅燒后將其分別放入濃硫酸、甲醇溶液和強(qiáng)堿中進(jìn)行表面改性，得到類(lèi)似蜂窩狀，微孔分布較均勻的表面，再將膨潤(rùn)土酸活化后與含油污泥混合，并加入電石和鹽酸，反應(yīng)結(jié)束后干燥、熱解即可，本發(fā)明制備得到的吸附劑，比表面積巨大，吸附容量大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可重復(fù)利用，不僅改善油泥熱解殘?jiān)旧砦锢怼⒒瘜W(xué)性能的不足，而且提高熱解殘?jiān)奈叫阅?，可?yīng)用到廢水處理中。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)稱取500?800g含油污泥，先將其放入室外暴曬2?3天，暴曬后放入烘箱中在100?120 0C下干燥3?5h，將干燥后的含油污泥放入球磨機(jī)中研磨，過(guò)篩得80?100目粉末，將粉末裝入坩禍中，并置于馬弗爐，在500?800°C下進(jìn)行高溫煅燒20?30min，煅燒后冷卻至室溫;
(2)將上述煅燒后的粉末按固液比1:3與質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%硫酸進(jìn)行混合浸泡，浸泡15?20h后過(guò)濾，將濾渣按質(zhì)量比I: I放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%甲醛溶液浸泡2?4h，過(guò)濾得濾渣，將濾渣按質(zhì)量比I: 5放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%氫氧化鈉溶液中浸泡5?8h，浸泡后離心分離得沉淀物，將沉淀物依次用丙酮、無(wú)水乙醇、去離子水清洗2?3次，清洗后的固體放入烘箱中，在110?120 °C下干燥3?5h，備用；
(3)稱取200?300g膨潤(rùn)土，將其按固液比1:2與質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%鹽酸混合，并加熱至沸騰，保持沸騰狀態(tài)30?40min，沸騰后冷卻至室溫，抽濾，將濾渣放入烘箱中在100?110°C下干燥2?3h，干燥后研磨、過(guò)篩得80?100目粉末；
(4)將上述膨潤(rùn)土粉末按質(zhì)量比1:5與步驟(2)備用的固體混合，向混合物中加入總質(zhì)量2?4%電石，并加入電石質(zhì)量1:1的質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%鹽酸溶液，進(jìn)行攪拌反應(yīng)30?50min，反應(yīng)結(jié)束后干燥完全，將干燥后的固體放入500mL的不銹鋼杯中，蓋上開(kāi)有小孔的蓋，然后將不銹鋼杯放入馬弗爐恒溫區(qū)，在600?900°C恒溫下熱解50?70min，熱解后保溫I?2h后冷卻至室溫；
(5)將上述冷卻至室溫的固體先用濃度為1.5mol/L鹽酸清洗I?2遍，再用蒸餾水清洗固體至濾液為中性，清洗后的固體干燥，即可得到高比表面積吸附劑。
[0006]本發(fā)明制備得到的高比表面積吸附劑的比表面積為225?255m2/g，微孔在1.6?
2.0nm，中孔在3.5?4.5nm，總孔體積0.8?1.4cc/g對(duì)廢水進(jìn)行吸附處理可對(duì)⑶D去除率達(dá)45?55%，在水處理方面具有廣泛的應(yīng)用前景。
本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明制備得到的吸附劑，比表面積巨大，吸附容量大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可重復(fù)利用；
(2)本發(fā)明制備得到的吸附劑不僅改善油泥熱解殘?jiān)陨砦锢怼⒒瘜W(xué)性能的不足，而且提高其吸附性能，可廣泛應(yīng)用到廢水處理中。
【具體實(shí)施方式】
[0007]稱取500?SOOg含油污泥，先將其放入室外暴曬2?3天，暴曬后放入烘箱中在100?120 °C下干燥3?5h，將干燥后的含油污泥放入球磨機(jī)中研磨，過(guò)篩得80?100目粉末，將粉末裝入坩禍中，并置于馬弗爐，在500?800°C下進(jìn)行高溫煅燒20?30min，煅燒后冷卻至室溫;將上述煅燒后的粉末按固液比1:3與質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%硫酸進(jìn)行混合浸泡，浸泡15?20h后過(guò)濾，將濾渣按質(zhì)量比I: I放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%甲醛溶液浸泡2?4h，過(guò)濾得濾渣，將濾渣按質(zhì)量比I: 5放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%氫氧化鈉溶液中浸泡5?8h，浸泡后離心分離得沉淀物，將沉淀物依次用丙酮、無(wú)水乙醇、去離子水清洗2?3次，清洗后的固體放入烘箱中，在110?120 °C下干燥3?5h，備用；稱取200?300g膨潤(rùn)土，將其按固液比1: 2與質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%鹽酸混合，并加熱至沸騰，保持沸騰狀態(tài)30?40min，沸騰后冷卻至室溫，抽濾，將濾渣放入烘箱中在100?110°C下干燥2?3h，干燥后研磨、過(guò)篩得80?100目粉末;將上述膨潤(rùn)土粉末按質(zhì)量比1:5與步驟(2)備用的固體混合，向混合物中加入總質(zhì)量2?4%電石，并加入電石質(zhì)量1:1的質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%鹽酸溶液，進(jìn)行攪拌反應(yīng)30?50min，反應(yīng)結(jié)束后干燥完全，將干燥后的固體放入500mL的不銹鋼杯中，蓋上開(kāi)有小孔的蓋，然后將不銹鋼杯放入馬弗爐恒溫區(qū)，在600?900°C恒溫下熱解50?70min，熱解后保溫I?2h后冷卻至室溫;將上述冷卻至室溫的固體先用濃度為1.5mol/L鹽酸清洗I?2遍，再用蒸餾水清洗固體至濾液為中性，清洗后的固體干燥，即可得到高比表面積吸附劑。
[0008]實(shí)例I
首先稱取500g含油污泥，先將其放入室外暴曬2天，暴曬后放入烘箱中在100°C下干燥3h，將干燥后的含油污泥放入球磨機(jī)中研磨，過(guò)篩得80目粉末，將粉末裝入坩禍中，并置于馬弗爐，在500°C下進(jìn)行高溫煅燒20min，煅燒后冷卻至室溫;將上述煅燒后的粉末按固液比1:3與質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%硫酸進(jìn)行混合，浸泡15h后過(guò)濾，過(guò)濾后將濾渣按質(zhì)量比1:1放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%甲醛溶液浸泡2h，過(guò)濾，將濾渣按質(zhì)量比1: 5放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%氫氧化鈉溶液中浸泡5h，浸泡后離心分離得沉淀物，將沉淀物依次用丙酮、無(wú)水乙醇、去離子水清洗2次，清洗后的固體放入烘箱中，在110°C下干燥3h，備用；稱取200g膨潤(rùn)土，將其按固液比1:2與質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%鹽酸混合，并加熱至沸騰，保持沸騰狀態(tài)30min，沸騰后冷卻至室溫，抽濾，將濾渣放入烘箱中，在100°C下干燥2h，干燥后研磨、過(guò)篩得80目粉末;將上述膨潤(rùn)土粉末按質(zhì)量比1: 5與備用的固體混合，向混合物中加入總質(zhì)量2%電石，并加入電石質(zhì)量1:1的質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%鹽酸溶液，進(jìn)行攪拌反應(yīng)30min，反應(yīng)結(jié)束后干燥完全，將干燥后的固體放入500mL的不銹鋼杯中，蓋上開(kāi)有小孔的蓋，然后將不銹鋼杯放入馬弗爐恒溫區(qū)，分別在600°C恒溫下熱解50min，熱解后保溫Ih后冷卻至室溫;將上述冷卻至室溫的固體先濃度為1.5mol/L的鹽酸清洗I遍，再用蒸餾水清洗至濾液至中性，將清洗后固體干燥，即可得到高比表面積吸附劑。
[0009]本發(fā)明制備得到的高比表面積吸附劑的比表面積為225m2/g，微孔在1.6nm，中孔在3.5nm，總孔體積0.8cc/g對(duì)廢水進(jìn)行吸附處理可使COD去除率達(dá)45%，在水處理方面具有廣泛的應(yīng)用前景。
實(shí)例2
首先稱取650g含油污泥，先將其放入室外暴曬2.5天，暴曬后放入烘箱中在110°C下干燥4h，將干燥后的含油污泥放入球磨機(jī)中研磨，過(guò)篩得90目粉末，將粉末裝入坩禍中，并置于馬弗爐，在650°C下進(jìn)行高溫煅燒25min，煅燒后冷卻至室溫;將上述煅燒后的粉末按固液比1:3與質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%硫酸進(jìn)行混合，浸泡17h后過(guò)濾，過(guò)濾后將濾渣按質(zhì)量比1:1放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%甲醛溶液浸泡3h，過(guò)濾，將濾渣按質(zhì)量比1:5放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%氫氧化鈉溶液中浸泡
6.5h，浸泡后離心分離得沉淀物，將沉淀物依次用丙酮、無(wú)水乙醇、去離子水清洗2次，清洗后的固體放入烘箱中，在115 °C下干燥4h，備用；稱取250g膨潤(rùn)土，將其按固液比1: 2與質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%鹽酸混合，并加熱至沸騰，保持沸騰狀態(tài)35min，沸騰后冷卻至室溫，抽濾，將濾渣放入烘箱中，在105°C下干燥2.5h，干燥后研磨、過(guò)篩得90目粉末;將上述膨潤(rùn)土粉末按質(zhì)量比1:5與備用的固體混合，向混合物中加入總質(zhì)量3%電石，并加入電石質(zhì)量1:1的質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%鹽酸溶液，進(jìn)行攪拌反應(yīng)40min，反應(yīng)結(jié)束后干燥完全，將干燥后的固體放入500mL的不銹鋼杯中，蓋上開(kāi)有小孔的蓋，然后將不銹鋼杯放入馬弗爐恒溫區(qū)，分別在750°C恒溫下熱解60min，熱解后保溫1.5h后冷卻至室溫;將上述冷卻至室溫的固體先濃度為1.5mol/L的鹽酸清洗I遍，再用蒸餾水清洗至濾液至中性，將清洗后固體干燥，即可得到高比表面積吸附劑。
[0010]本發(fā)明制備得到的高比表面積吸附劑的比表面積為235m2/g，微孔在1.8nm，中孔在4.0nm，總孔體積1.2cc/g對(duì)廢水進(jìn)行吸附處理可使COD去除率達(dá)50 %，在水處理方面具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0011]實(shí)例3
首先稱取SOOg含油污泥，先將其放入室外暴曬3天，暴曬后放入烘箱中在120°C下干燥5h，將干燥后的含油污泥放入球磨機(jī)中研磨，過(guò)篩得100目粉末，將粉末裝入坩禍中，并置于馬弗爐，在800°C下進(jìn)行高溫煅燒30min，煅燒后冷卻至室溫;將上述煅燒后的粉末按固液比1:3與質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%硫酸進(jìn)行混合，浸泡20h后過(guò)濾，過(guò)濾后將濾渣按質(zhì)量比1:1放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%甲醛溶液浸泡4h，過(guò)濾，將濾渣按質(zhì)量比1: 5放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%氫氧化鈉溶液中浸泡8h，浸泡后離心分離得沉淀物，將沉淀物依次用丙酮、無(wú)水乙醇、去離子水清洗3次，清洗后的固體放入烘箱中，在120°C下干燥5h，備用；稱取300g膨潤(rùn)土，將其按固液比1:2與質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%鹽酸混合，并加熱至沸騰，保持沸騰狀態(tài)40min，沸騰后冷卻至室溫，抽濾，將濾渣放入烘箱中，在IlOtC下干燥3h，干燥后研磨、過(guò)篩得100目粉末;將上述膨潤(rùn)土粉末按質(zhì)量比1:5與備用的固體混合，向混合物中加入總質(zhì)量4%電石，并加入電石質(zhì)量1:1的質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%鹽酸溶液，進(jìn)行攪拌反應(yīng)50min，反應(yīng)結(jié)束后干燥完全，將干燥后的固體放入500mL的不銹鋼杯中，蓋上開(kāi)有小孔的蓋，然后將不銹鋼杯放入馬弗爐恒溫區(qū)，分別在900°C恒溫下熱解70min，熱解后保溫2h后冷卻至室溫;將上述冷卻至室溫的固體先濃度為1.5mol/L的鹽酸清洗2遍，再用蒸餾水清洗至濾液至中性，將清洗后固體干燥，即可得到高比表面積吸附劑。
[0012]本發(fā)明制備得到的高比表面積吸附劑的比表面積為255m2/g，微孔在2.0nm，中孔在4.5nm，總孔體積1.4cc/g對(duì)廢水進(jìn)行吸附處理可使COD去除率達(dá)55 %，在水處理方面具有廣泛的應(yīng)用前景。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用含油污泥制備高比表面積吸附劑的方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)稱取500?800g含油污泥，先將其放入室外暴曬2?3天，暴曬后放入烘箱中在100?.120 ℃下干燥3?5h，將干燥后的含油污泥放入球磨機(jī)中研磨，過(guò)篩得80?100目粉末，將粉末裝入坩禍中，并置于馬弗爐，在500?800°C下進(jìn)行高溫煅燒20?30min，煅燒后冷卻至室溫; (2)將上述煅燒后的粉末按固液比1:3與質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%硫酸進(jìn)行混合浸泡，浸泡15?20h后過(guò)濾，將濾渣按質(zhì)量比I: I放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%甲醛溶液浸泡2?4h，過(guò)濾得濾渣，將濾渣按質(zhì)量比1: 5放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%氫氧化鈉溶液中浸泡5?8h，浸泡后離心分離得沉淀物，將沉淀物依次用丙酮、無(wú)水乙醇、去離子水清洗2?3次，清洗后的固體放入烘箱中，在110?120 °C下干燥3?5h，備用； (3)稱取200?300g膨潤(rùn)土，將其按固液比1:2與質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%鹽酸混合，并加熱至沸騰，保持沸騰狀態(tài)30?40min，沸騰后冷卻至室溫，抽濾，將濾渣放入烘箱中在100?110°C下干燥2?3h，干燥后研磨、過(guò)篩得80?100目粉末； (4)將上述膨潤(rùn)土粉末按質(zhì)量比1:5與步驟(2)備用的固體混合，向混合物中加入總質(zhì)量2?4%電石，并加入電石質(zhì)量1:1的質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%鹽酸溶液，進(jìn)行攪拌反應(yīng)30?50min，反應(yīng)結(jié)束后干燥完全，將干燥后的固體放入500mL的不銹鋼杯中，蓋上開(kāi)有小孔的蓋，然后將不銹鋼杯放入馬弗爐恒溫區(qū)，在600?900°C恒溫下熱解50?70min，熱解后保溫I?2h后冷卻至室溫； (5)將上述冷卻至室溫的固體先用濃度為1.5mol/L鹽酸清洗I?2遍，再用蒸餾水清洗固體至濾液為中性，清洗后的固體干燥，即可得到高比表面積吸附劑。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用含油污泥制備高比表面積吸附劑的方法，屬于吸附劑領(lǐng)域。本發(fā)明先對(duì)含油污泥進(jìn)行干燥、煅燒處理后，將其分別放入濃硫酸、甲醇溶液和強(qiáng)堿中表面改性，得蜂窩狀結(jié)構(gòu)，微孔分布均勻在表面，再將酸活化后的膨潤(rùn)土與含油污泥混合，加入電石和鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后干燥、熱解即可，本發(fā)明制備得到的吸附劑，比表面積巨大，吸附容量大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可重復(fù)利用，不僅改善油泥熱解殘?jiān)陨砦锢?、化學(xué)性能的不足，而且提高其吸附性能，可廣泛應(yīng)用到廢水處理中。
【IPC分類(lèi)】B01J20/28, B01J20/00, B01J20/30, C02F1/28
【公開(kāi)號(hào)】CN105709683
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610242636
【發(fā)明人】王力威, 王統(tǒng)軍
【申請(qǐng)人】常州市奧普泰科光電有限公司