[发明专利]一种利用油页岩灰制备水处理剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境工程领域，尤其涉及一种利用油页岩灰制备水处理剂的方法。

背景技术

随着工业迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。由于工业有机废水的成分更复杂，有些还有毒性，工业有机废水处理比城市污水处理更困难也更重要。

工业产生的高浓度有机废水中，酸、碱类众多，往往具有强酸或强碱性。主要有以下危害：一是需氧性危害：由于生物降解作用，高浓度有机废水会使受纳水体缺氧甚至厌氧，多数水生物将死亡，从而产生恶臭，恶化水质和环境。二是感观性污染：高浓度有机废水不但使水体失去使用价值，更严重影响水体附近人民的正常生活。三是致毒性危害：超高浓度有机废水中含有大量有毒有机物，会在水体、土壤等自然环境中不断累积、储存，最后进入人体，危害人体健康。

目前采用的处理方法主要有：(1)氧化-吸附法：高浓度废水稀释后用煤粉进行初步混凝、吸附处理，然后用Fenton试剂催化氧化和酸性凝聚，再用煤粉混凝、吸附。(2)焚烧法：焚烧法适用于处理高浓度有机废水。(3)吸附法：吸附法是用具有很强吸附能力的固体吸附剂，使废水中的一种或数种组分富集于固体表面的方法。常用的吸附剂有活性炭和树脂，活性炭再生和洗脱困难；树脂吸附具有实用范围广，不受废水中无机盐的影响，吸附效果好，洗脱和再生容易，性能稳定等优点，因而在超高浓度有机废水处理中，最常用的吸附剂为树脂吸附剂。树脂吸附法可用于处理含酚、苯胺、有机酸、硝基物、农药、染料中间体等废水，是一种处理有机废水的有效方法。

膨润土是以蒙脱石(Montmorillonite)为主要矿物的粘土岩。蒙脱石是一种含水的层状铝硅酸盐矿物，由两个硅氧四面体中间夹一个铝(镁)氧(氢氧)八面体组成，属于2：1型的三层粘土矿物。晶层间距离为0.96～2.14nm，这些纳米片层团聚在一起，形成几百纳米到几微米的粘土颗粒。膨润土有很强的阳离子交换能力，利用这一特性，可以对膨润土进行改性，吸附废水中的有机物或者负载催化剂。现有技术中有大量文献报道对膨润土进行有机改性，但由于使用了有机物，增加了费用又带来新的有机污染废水。

油页岩又称油母页岩，是一种高灰分的固体可燃有机矿产。油页岩与石油、天然气和煤一样都是可燃有机物，有着重要的经济价值。据估算，每生产15万吨油页岩基油，将排放近300万吨的油页岩灰渣。油页岩灰渣中含有氧化铝、二氧化硅及稀土元素。随着油页岩的不断开发，油页岩产业面临着油页岩灰渣处理这个巨大的难题。堆积的油页岩灰渣一方面造成了严重的环境污染，另一方面也造成了资源的严重浪费。油页岩中伴生多种有色、稀有和稀土元素等多种有价元素，而这些元素在油页岩灰渣中得到了进一步富集，理论上来讲其可利用性程度较高。油页岩灰的主要成分是SiO₂、A1₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、TiO₂等，目前对于油页岩灰的利用主要集中在：作为水泥、轻质砖的工业原料，受所添加的油页岩灰比例和水泥需求的限制，所处理的油页岩灰的量非常有限。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用油页岩灰制备水处理剂的方法，利用废弃资源油页岩灰对膨润土进行改性制得水处理剂，具有强吸附能力，并在废水处理完成后容易分离，既能够有效利用废弃资源，又能完成水体环境的治理，适合推广应用。

一种利用油页岩灰制备水处理剂的方法，依次包括以下步骤：

(1)将干燥油页岩灰研磨过80～100目筛，按照每克油页岩灰与6～10mL硫酸溶液混合的计量比，将所述油页岩灰加入到浓度为2～5mol/L的硫酸溶液中，搅拌均匀后，经400W～600W微波辐照20～30分钟，形成部分溶解的油页岩灰悬浊液；

(2)将所述油页岩灰悬浊液过滤，去除固体杂质，在滤得的清夜中加入膨润土，搅拌8～12h，其中，所述膨润土与所述油页岩灰的质量比为0.5～1:1；然后，用浓度为0.1～0.4mol/L的碳酸钠调节pH值到9～10，老化24～48h，过滤分离得到沉淀，再将所述沉淀进行干燥，得到水处理剂。

优选的技术方案中，所述膨润土为钙基膨润土或钠基膨润土。

优选的技术方案中，步骤(1)中，所述硫酸溶液的浓度为5mol/L。

优选的技术方案中，步骤(1)中，所述搅拌时间为10～20分钟。

优选的技术方案中，步骤(1)中，所述微波辐照的条件为550W、30分钟。