改性凹凸棒土的制法及其在养猪场粪污处理中的应用制造技术

本发明专利技术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，使用盐酸对凹凸棒土进行改性得到改性凹凸棒土，改性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；尤其是在25℃条件下，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NH

Preparation of modified attapulgite and its application in piggery waste treatment

The invention relates to a preparation method of modified attapulgite and its application in pig manure treatment, using hydrochloric acid modified attapulgite modified on Attapulgite adsorption effect of pollutants in piggery manure modified attapulgite is higher than that of unmodified attapulgite; especially it is under the condition of 25 DEG C, the adsorption amount of modified attapulgite and pig manure treatment of sewage in accordance with the quality volume ratio with g/ml is 0.4 to 50, the adsorption time was 60min, pH of the solution is 5, the removal of pig manure in the COD rate of 91.75% modified attapulgite soil, the removal rate of TN was 80.06%, the removal rate of TP was 80.80%, NH

【技术实现步骤摘要】
改性凹凸棒土的制法及其在养猪场粪污处理中的应用
本专利技术涉及污水处理
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术的有益效果：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为本专利技术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为本专利技术所述凹凸棒土及酸改性凹凸棒土的孔径分布曲线图；图3为本专利技术所述凹凸棒土及酸改性凹凸棒土的红外光谱图；图4为本专利技术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为本专利技术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为本专利技术所述吸附剂用量对污染物吸附的影响；图7为本专利技术所述吸附时间对各种污染物吸附的影响；图8为本专利技术所述溶液pH值对各种污染物吸附的影响。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例和附图，对本专利技术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专利技术，并不用于限定本专利技术。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2.1、BET比表面积和全孔分布分析凹凸棒土的结构特点为内部多孔道、表面多沟槽、比表面积和孔隙率高。凹凸棒土的比表面积一般为60-200m2/g，改性后比表面积增大，所以，大部分的阳离子、水分子和一定大小的有机分子均可直接被吸附进入孔道中。对凹凸棒土及酸改性凹凸棒土进行比表面积、孔径分布和吸附-脱附等温线分析，结果如表2、图1和图2所示；其中，Ao：凹凸棒土；A1：0.1mol/LHCl改性凹凸棒土；A2：0.5mol/LHCl改性凹凸棒土；A3：1.0mol/LHCl改性凹凸棒土；A4：2.0mol/LHCl改性凹凸棒土；A5：4.0mol/LHCl改性凹凸棒土。表2：凹凸棒土和改性凹凸棒土的比表面积由表2可知凹凸棒土通过不同浓度的酸改性，其比表面积都增加。酸改性凹凸棒的比表面积、孔容以及平均孔直径都是先增加后降低。其中2.0mol/LHCl改性的凹凸棒比表面积变化最大。图1为凹凸棒土及酸改性凹凸棒土的N2吸附-脱附等温线；图1中横坐标英文为相对压力，纵坐标英文为吸附量。凹凸棒土及不同浓度的盐酸改性凹凸棒土的N2吸附-脱附等温线如图1所示，其N2吸附-脱附等温线也是极为相似，也是一种Ⅱ型等温线，是多孔介质多层吸附的典型情况。从图1中可以看出在相对压力小于0.65的范围内，凹凸棒土及酸改性凹凸棒土的吸附随着相对压力的上升增长比较平坦，吸附线和脱附线完全重合，说明在等温线的开始部分吸附主要发生在微孔中。在相对压力大于0.65时，高压区曲线的脱附与吸附分支没有重叠，可是比表面积明显增加。图2为凹凸棒土及酸改性凹凸棒土的孔径分布曲线图，图2中横坐标为孔径，纵坐标为孔体积。结合图2，凹凸棒土及酸改性凹凸棒土具有孔径分布单一的结构特点，有一定量中孔较大孔隙。在高压区盐酸改性凹凸棒土的吸附容量随着压力增大呈陡峭增长趋势，曲线急剧上升，进一步证明了凹凸棒经过2mol/LHCl改性后含有一定量的中孔和较大的孔隙，而其他几组盐酸改性后的凹凸棒土的吸附容量和原样凹凸棒土吸附容量变化都没有2mol/LHCl改性后的凹凸棒土变化显著。2.2傅里叶变换红外光谱(FTIR)采用红外光谱分析凹凸棒土、0.1mol/L盐酸改性凹凸棒土、0.5mol/L盐酸改性凹凸棒土、1mol/L盐酸改性凹凸棒土、2mol/L盐酸改性凹凸棒土、4mol/L盐酸改性凹凸棒土，其结果见图3所示。在图3中，横坐标为波数，纵坐标为透光率。凹凸棒土红外吸收光谱的主要特征吸收峰是3415～3610，1640～1660，870，730cm-1。从凹凸棒土原样的红外光谱图中，可以看到高频区4000～3000cm-1是自由羟基O-H和分子间氢键O-H的伸缩振动，3422.55cm-1处属于沸石水。中波段区间，1645.35cm-1的吸收峰属于配位水和吸附水分子的弯曲振动。在低波段区间，735.46cm-1处的吸收峰属于C＝O伸缩振动。1447.58cm-1、879.67cm-1的吸收峰说明矿物中存在碳酸盐CO32-的振动吸收峰。从图3中表明经过盐酸改性凹凸棒土高频区和低频区的特征峰与凹凸棒的特征峰基本一样。只是影响中波段的(Mg，Al)-Si-O，Si-O-Si(Al)的伸缩振动区间，其中1447.58cm-1、879.67cm-1处碳酸盐CO32-的振动吸收峰消失，这表明天然本文档来自技高网...

【技术保护点】
改性凹凸棒土的制备方法，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.改性凹凸棒土的制备方法，其特征在于：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。2.一种养猪场粪污的处理方法，其特征在于：将...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫晓明，李彩丹，张洁，
申请(专利权)人：安徽省农业科学院棉花研究所，
类型：发明
国别省市：安徽,34