用于水体原位内源污染控制的改性粉煤灰材料及制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了一种用于水体原位内源污染控制的改性粉煤灰材料及制备方法、应用，该材料由以下物质按照质量百分比组成：粉煤灰35

【技术实现步骤摘要】
用于水体原位内源污染控制的改性粉煤灰材料及制备方法、应用


[0001]本专利技术属于固体废物综合利用及水污染控制
，具体涉及一种用于水体原位内源污染控制的改性粉煤灰材料及制备方法、应用。

技术介绍

[0002]水体内源污染对于水质恶化具有重要影响，其中内源磷的释放是很多水体出现富营养化的重要原因。常见的水体内源污染治理手段包括生物法，化学法，物理法；但通过单一方法来控制内源磷污染效果并不理想。生物法能耗小、成本低，但是需要周期较长，见效慢，生物量不易把控并且受环境因素影响较大。化学法见效快、除磷效果较高，但易产生副作用和二次污染风险，经过长时间积累后，可能会对人类健康产生危害以及存在破坏生态环境的风险；物理法较为简便，具有高效的治理效率，但实施成本高且可能会受到材料价格较高的影响；综上所述，在各种方法对比研究下，通过化学吸附与物理沉淀协同原位控制界面处的内源磷是一种较为可行的方法，前提是能够制得一种新型的、廉价的、高效的材料。
[0003]粉煤灰以其独特的物理特性、化学特性及极低的成本，具有巨大的污染控制潜力，长久以来，随着科研人员对粉煤灰性质的不断认识探究，粉煤灰用于污染控制的研究发展取得了长足进步，对粉煤灰的利用也迈出了重要一步。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种用于水体原位内源污染控制的改性粉煤灰材料及制备方法、应用。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]本专利技术实施例提供一种用于水体原位内源污染控制的改性粉煤灰材料，该材料由以下物质按照质量百分比组成：粉煤灰35
‑
70％、蒙脱土25
‑
60％、聚合剂0.1
‑
2％、蒸馏水0.1
‑
2％、改性剂0.1
‑
1％。
[0007]上述方案中，所述聚合剂采用硅酸钠、环氧胶或聚氨酯。
[0008]上述方案中，所述改性剂采用碱改性剂，具体采用氢氧化钠；或者，所述改性剂采用酸改性剂，具体采用盐酸、或者硫酸；或者，所述改性剂采用镧改性剂，具体采用氯化镧、碳酸镧、或者氧化镧。
[0009]本专利技术实施例还提供一种如上述方案中任意一项所述的用于水体原位内源污染控制的改性粉煤灰材料的制备方法，该制备方法为：
[0010]步骤1：通过对粉煤灰进行改性获得改性粉煤灰；
[0011]步骤2：将所述改性粉煤灰与蒙脱土进行7/3的比例混合，搅拌均匀后，加入聚合剂进行泥状化处理，持续搅拌至粘稠状态，获得粉煤灰混合黏状物；
[0012]步骤3：将所述粉煤灰混合黏状物制得粉煤灰材料生胚；
[0013]步骤4：将所述粉煤灰材料生胚置于马弗炉中进行煅烧制得改性粉煤灰小球成品。
[0014]上述方案中，所述步骤1，具体为：将粉煤灰进行研磨后除杂；将粉煤灰置于浓度为2mol/L的酸溶液中，恒温震荡箱中以25℃，200r/min进行震荡改性培养，36h之后取出锥形瓶，静置待泥水分离，使用去离子水洗涤上清液至中性，烘干后得到酸改性粉煤灰。
[0015]上述方案中，所述步骤1，具体为：将粉煤灰分别置于浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液中，在恒温震荡箱中以25℃，200r/min进行震荡改性培养，36h之后取出锥形瓶，静置待泥水分离，使用去离子水洗涤上清液至中性，烘干后得到碱改性粉煤灰。
[0016]上述方案中，所述步骤1，具体为：分别称取已制备好的粉煤灰10克于250ml锥形瓶中；向锥形瓶加入去离子水经超声波使粉煤灰粉末分散，获得粉煤灰分散液；向所述粉煤灰分散液加入氯化镧固体颗粒，配置浓度为1.5mol/L的氯化镧溶液，将转子放入磁力搅拌机中以25℃和250r/min的转速旋转搅拌10h之后，用保鲜膜将锥形瓶封闭后转移至水浴震荡箱中，设置25℃震荡强度180r，震荡24h，通过去离子水洗涤上清液至中性，烘干得到镧改性粉煤灰。
[0017]上述方案中，所述步骤2具体为：将镧改性粉煤灰粉末与蒙脱土置于研磨器中研磨后过200目筛，得到粒径相同的原材料，分别称取质量比重为7/3的镧改性粉煤灰粉末与蒙脱土，待搅拌至其充分混合后加入去离子水混合，加入1
‑
3％的硅酸钠充分混合待粘稠状态后加入聚酯胶，制得粘性统料。
[0018]上述方案中，所述步骤3具体为：将制得的粉煤灰混合黏状物搓至长条，按照标准粒径制成直径为3
‑
11mm的圆柱状长条，通过制丸机将泥状化原料按照3
‑
11mm的制丸模具进行压制成型，制得粒径为3
‑
11mm的粉煤灰材料生胚。
[0019]一种用于水体原位内源污染控制的改性粉煤灰材料的应用，应用于水体内源磷污染的控制。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的改性粉煤灰材料应用于水体中，对于抑制沉积物总磷释放长效性好，上覆水总磷浓度逐时间持续降低，适合内源磷污染水体持续治理。
具体实施方式
[0021]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，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。
[0022]需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0023]本专利技术实施例提供一种用于水体原位内源污染控制的改性粉煤灰材料，该材料由以下物质按照质量百分比组成：粉煤灰35
‑
70％、蒙脱土25
‑
60％、聚合剂0.1
‑
2％、蒸馏水0.1
‑
2％、改性剂0.1
‑
1％。
[0024]所述聚合剂采用硅酸钠、环氧胶或聚氨酯。
[0025]所述改性剂采用碱改性剂，具体采用氢氧化钠。
[0026]所述改性剂采用酸改性剂，具体采用盐酸、或者硫酸。
[0027]所述改性剂采用镧改性剂，具体采用氯化镧、碳酸镧、或者氧化镧。
[0028]实施例1
[0029]本专利技术实施例1提供一种用于水体原位内源污染控制的改性粉煤灰材料，该材料由以下物质按照质量百分比组成：粉煤灰45％、蒙脱土25％、硅酸钠0.1％、蒸馏水0.1％、氢氧化钠0.1％。
[0030]实施例2
[0031]本专利技术实施例2提供一种用于水体原位内源污染控制的改性粉煤灰材料，该材料由以下物质按照质量百分比组成：粉煤灰70％、蒙脱土60％、环氧胶0.1％、蒸馏水0.1％、氢氧化钠0.1％。
[0032]实施例3
[0033]本专利技术实施例3提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水体原位内源污染控制的改性粉煤灰材料，其特征在于，该材料由以下物质按照质量百分比组成：粉煤灰35
‑
70％、蒙脱土25
‑
60％、聚合剂0.1
‑
2％、蒸馏水0.1
‑
2％、改性剂0.1
‑
1％。2.根据权利要求1所述的对于水体原位内源污染控制的改性粉煤灰小球材料，其特征在于，所述聚合剂采用硅酸钠、环氧胶或聚氨酯。3.根据权利要求1或2所述的对于水体原位内源污染控制的改性粉煤灰小球材料，其特征在于，所述改性剂采用碱改性剂，具体采用氢氧化钠；或者，所述改性剂采用酸改性剂，具体采用盐酸、或者硫酸；或者，所述改性剂采用镧改性剂，具体采用氯化镧、碳酸镧、或者氧化镧。4.一种如权利要求1
‑
3任意一项所述的用于水体原位内源污染控制的改性粉煤灰材料的制备方法，其特征在于，该制备方法为：步骤1：通过对粉煤灰进行改性获得改性粉煤灰；步骤2：将所述改性粉煤灰与蒙脱土进行7/3的比例混合，搅拌均匀后，加入聚合剂进行泥状化处理，持续搅拌至粘稠状态，获得粉煤灰混合黏状物；步骤3：将所述粉煤灰混合黏状物制得粉煤灰材料生胚；步骤4：将所述粉煤灰材料生胚置于马弗炉中进行煅烧制得改性粉煤灰小球成品。5.根据权利要求4所述的用于水体原位内源污染控制的改性粉煤灰材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1，具体为：将粉煤灰进行研磨后除杂；将粉煤灰置于浓度为2mol/L的酸溶液中，恒温震荡箱中以25℃，200r/min进行震荡改性培养，36h之后取出锥形瓶，静置待泥水分离，使用去离子水洗涤上清液至中性，烘干后得到酸改性粉煤灰。6.根据权利要求4所述的用于水体原位内源污染控制的改性粉煤灰材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1，具体为：将粉煤灰分别置于浓度为2mol/L的氢氧化钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴蓓蓓，刘刚，雷晓辉，龙岩，康爱卿，陈彬，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：发明
国别省市：