[发明专利]一种粉煤灰复合材料、其制备方法及应用

说明书

本发明涉及环境修复材料技术领域，尤其涉及一种粉煤灰复合材料、其制备方法及应用。所述粉煤灰复合材料包括：内核，所述内核包括改性粉煤灰、水泥和污泥；复合在所述内核上的中间层，所述中间层包括改性粉煤灰和水泥；复合在所述中间层上的外壳，所述外壳包括改性粉煤灰、水泥、硫酸镁和污泥。本发明提供的粉煤灰复合材料中，特定组分的内核、中间层和外壳共同作用，可以有效除去废水中的重金属、氨氮和总磷。

技术领域

本发明涉及环境修复材料技术领域，尤其涉及一种粉煤灰复合材料、其制备方法及应用。

背景技术

粉煤灰是燃煤电厂排放的固体废物。随着我国燃煤发电量的增长，粉煤灰的排放量也急剧增加。它的形成过程与活性炭的制备过程有相似之处，因此其颗粒的形态和表面结构与活性炭相似，具有较大的比表面积，同时粉煤灰中存在大量Si、Al等活性点，使之具有较强的吸附能力。目前，粉煤灰的改性方法主要有火法、湿法、酸改性、碱改性和盐改性。粉煤灰通过与改性剂的混合、搅拌、烘干等一系列过程，充分保证了粉煤灰活性。改性后的粉煤灰具有了物理吸附和化学混凝双重作用，并使之吸附能力和混凝作用增强。

除了一般富营养化水体净化，脱硫废水、含重金属的工业废水、重金属污染的土壤的处理也较为麻烦。随着我国工业化进程加快，重金属污染日益严重。若重金属含量高于国家规定的最高允许排放浓度，比如汞元素超标，通过食物链富集和生物放大等作用，将对人体造成重大伤害。因此，制备一种适用性广的用于环境治理的材料迫在眉睫。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种粉煤灰复合材料、其制备方法及应用，本发明提供的粉煤灰复合材料可以有效除去废水中的重金属、氨氮和总磷。

本发明提供了一种粉煤灰复合材料，包括：

内核，所述内核包括改性粉煤灰、水泥和污泥；

复合在所述内核上的中间层，所述中间层包括改性粉煤灰和水泥；

复合在所述中间层上的外壳，所述外壳包括改性粉煤灰、水泥、硫酸镁和污泥。

优选的，所述改性粉煤灰按照以下方法进行制备：

a)将研磨后的粉煤灰粉在化学改性剂中浸泡24～26h；所述研磨后的粉煤灰粉的5μm筛余量小于12％；

所述化学改性剂由包括SDS、CTAB、水和NaOH固体的原料混合得到；

b)将浸泡后的粉煤灰粉在103～107℃下烘干，过200目筛，得到改性粉煤灰。

优选的，所述内核中，改性粉煤灰、水泥和活性污泥的质量比为80～90：10～15：5～10；

所述内核的粒径为10～15mm。

优选的，所述中间层中，改性粉煤灰和水泥的质量比为80～90：10～15；

所述中间层的厚度为5～10mm。

优选的，所述外壳中，改性粉煤灰、水泥、硫酸镁和活性污泥的质量比为80～90：10～15：1～2：5～10；

所述外壳的厚度为0.5～5mm。

优选的，所述污泥为淤泥或活性污泥；

所述中间层还包括植物种子；所述植物种子包括披碱草种子、水芦苇种子、狗牙根种子、黑麦草种子和护坡王种子中的一种或几种；

所述中间层中，改性粉煤灰和植物种子的质量比为80～90：5～10。

优选的，所述粉煤灰复合材料的孔隙率大于40％，比表面积大于14m²/g；

所述粉煤灰复合材料的粒径为25～30mm。