[发明专利]改性凹凸棒土的制法及其在养猪场粪污处理中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及改性凹凸棒土的制法及其在养猪场粪污处理中的应用。

背景技术

在清理养猪场粪污的过程中会产生大量的污水，养猪场所产生的污水数量多、相对集中、处理难度大，主要是一些高浓度、高氨氮、高悬浮物的废水，废水中的COD(化学需氧量)、SS(悬浮物)、TP(总磷)、NH₃-N(氨氮)等严重超标，具体数值可参考表1：

表1：养猪场污染物排放量及养殖业排放标准

凹凸棒土简称凹土(ATP)，是一种含有镁铝硅酸盐链层状的粘土矿物材料，它的理论化学式：Mg₅Si₈O₂₀(OH)₂(OH₂)₄·4H₂O，主要成分为SiO₂，(Mg，Al，Fe)O，H₂O。储量丰富，价廉易得；制备方法简单；可去除水中无机的和有机的污染物；具有较高的化学和生物稳定性；容易再生。但是，传统的凹凸棒土对养猪场所产生的污水的处理能力有限，因此需要对传统的凹凸棒土进行进一步改性处理。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了改性凹凸棒土的制法及其在养猪场粪污处理中的应用，具体技术方案如下：

改性凹凸棒土的制备方法，在烧杯中加入过100目筛的凹凸棒土和0.1～4mol/L的盐酸，凹凸棒土与盐酸的质量体积比以g/ml计为1:5，在30℃下恒温搅拌40min，超声分散20min，静止20min，多次离心后，将固体用去离子水洗涤至中性，在105℃下烘干，研磨即得所述改性凹凸棒土。

作为上述技术方案的改进，将改性凹凸棒土和养猪场粪污处理中的污水混合搅拌，改性凹凸棒土和养猪场粪污处理中的污水按照质量体积比以g/ml计为(0.1～1):50，改性凹凸棒土和养猪场粪污处理中的污水混合搅拌均匀后用盐酸和NaOH调节溶液的PH为1～7，以180r/min震荡吸附10～120min后即完成对养猪场粪污中污水的处理。

本发明的有益效果：1)、盐酸改性以后的凹凸棒土对养猪场粪污中污染物的吸附效果要高于未改性的凹凸棒土。2)尤其是在25℃、吸附用量为改性凹凸棒土和养猪场粪污处理中的污水按照质量体积比以g/ml计为0.4:50、吸附时间60min、溶液pH为5时，改性凹凸棒土对养猪场粪污中的COD的去除率达91.75％，对TN的去除率达80.06％，对TP的去除率达80.80％，对NH₄⁺-N的去除率达83.78％，对NO₃-N的去除率达73.51％，对SS的去除率达90.20％。3)通过相关性分析表明，吸附用量、吸附时间以及pH对养猪场粪污中的污染物的吸附率有这很大的影响。说明改性凹凸棒土对养猪场粪污中的污染物有着良好的吸附效果，其在养猪场粪污中的污染物吸附领域有着非常好的应用前景和可观的使用价值。

附图说明

图1为本发明所述凹凸棒土及酸改性凹凸棒土的N2吸附-脱附等温线；

图2为本发明所述凹凸棒土及酸改性凹凸棒土的孔径分布曲线图；

图3为本发明所述凹凸棒土及酸改性凹凸棒土的红外光谱图；

图4为本发明所述凹凸棒土及酸改性凹凸棒土的孔径分布曲线XRD图；

图5为本发明所述凹凸棒土及酸改性凹凸棒土对粪污中污水处理的实验数据；

图6为本发明所述吸附剂用量对污染物吸附的影响；

图7为本发明所述吸附时间对各种污染物吸附的影响；

图8为本发明所述溶液pH值对各种污染物吸附的影响。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

1、凹凸棒土改性实验

称取20g过100目筛的凹凸棒土(ATP)放置烧杯中，做好标记后分别加入0.1mol/L、0.5mol/L、1mol/L、2mol/L、4mol/L的盐酸100mL，在30℃下恒温搅拌40min，超声分散20min，静止20min，多次离心后，将固体用去离子水洗涤至中性，在105℃下烘干，研磨即得所述改性凹凸棒土(HATP)。

2、表征实验