【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业废弃物的资源化利用，尤其涉及一种利用垃圾渗滤液和赤泥制备吸附剂的方法及其产品和应用。
技术介绍
1、垃圾渗滤液又称垃圾填埋场渗滤液，是在垃圾填埋过程中由于垃圾中有机物的分解、雨水的淋洗以及地下水的浸泡等作用渗出的污水。垃圾中的有机物在微生物作用下发生分解，产生大量水分。此外，降雨和地下水也会通过填埋场的覆盖层和垃圾层，与垃圾中的水分混合，形成渗滤液。这些渗滤液通常含有大量的有机物、氨氮、腐殖质以及各类微生物等，具有成分复杂、浓度高的特点。垃圾渗滤液的环境危害性不容忽视，渗滤液中的有机物和营养盐进入水体后，会消耗水中的溶解氧，导致水质恶化，影响水生生物的生存。渗滤液中的污染物一旦进入环境，会通过食物链放大效应对生物体造成长期伤害。垃圾渗滤液若处理不当，还会对土壤和地下水造成污染，改变土壤的结构和性质，影响农作物的生长和品质，污染地下水，威胁人们的饮用水安全。
2、赤泥作为氧化铝生产过程中产生的固体废弃物，其产量巨大且处理难度高，对生态环境和人类健康产生了严重的威胁。随着氧化铝工业的快速发展，赤泥的排放量也逐年增加。赤泥的堆放不仅需要占用大量的土地，还可能导致土地资源的退化。赤泥中的有害物质在堆放过程中容易渗入土壤，导致土壤碱化。赤泥中的有害物质还会通过雨水冲刷、渗透等方式进入水体，造成水体污染。高碱度的赤泥附液进入水体后，会提高水体的ph值，破坏水体的生态平衡。赤泥的碱性也会扰乱植物根系的正常生理活动，影响植物对养分的吸收，导致植物生长受阻甚至死亡。
3、工业废弃物的资源化和高值化利用，是
技术实现思路
1、专利技术目的：针对以上问题，本专利技术提出一种利用垃圾渗滤液和赤泥制备吸附剂的方法。本专利技术的另一目的是将制备得到的吸附剂用于重金属离子的吸附。实现了对工业废弃物的资源化利用，且处理方法简单，所制备的吸附剂可实现对重金属离子的高效吸附。
2、技术方案：本专利技术所述的一种利用垃圾渗滤液和赤泥制备吸附剂的方法，包括以下步骤：
3、(1)将垃圾渗滤液和赤泥混合，搅拌均匀，得到有机混掺赤泥，再将有机混掺赤泥进行焙烧处理，得到焙烧泥料；
4、(2)将粉煤灰和焙烧泥料混合，搅拌均匀，研磨成粉，得到焙烧混合粉泥；
5、(3)将垃圾渗滤液和焙烧混合粉泥混合，搅拌均匀，造粒，静置陈放，得到生料颗粒；
6、(4)将生料颗粒置于水浴锅中进行水热反应，水热液为垃圾渗滤液，水热反应完成后，固液分离，将水热后所得的颗粒烘干，得到吸附剂。
7、进一步的，步骤(1)中焙烧温度为325～950℃，优选400～800℃，吸附剂对镉吸附容量均高于174mg/g，对汞吸附容量均高于221mg/g；焙烧时间为0.5～5.5小时。
8、进一步的，步骤(1)中所述垃圾渗滤液和赤泥的液固比为0.3～0.6:1ml/g。
9、进一步的，步骤(2)中所述粉煤灰和焙烧泥料质量比为7.5～60:100，优选15～45:100，吸附剂对镉吸附容量均高于180mg/g，汞吸附容量均高于230mg/g。
10、进一步的，步骤(3)中所述垃圾渗滤液和焙烧混合粉泥的液固比为0.25～0.45:1ml/g；造粒后静置陈放6～24小时。
11、进一步的，步骤(4)中水热反应的温度135～275℃，优选150～250℃，附剂对镉吸附容量均高于185mg/g，汞吸附容量均高于235mg/g；水热反应的时间为2～6小时。
12、本专利技术还提供了一种由所述方法制备的吸附剂及其在吸附重金属离子中的应用。
13、反应机理：混合垃圾渗滤液和赤泥，搅拌过程中垃圾渗滤液中的有机污染物、氨氮及磷污染物吸附到赤泥颗粒中，促进赤泥中部分铁、铝、镁、钙等元素溶解。将有机混掺赤泥进行焙烧，高温环境下垃圾渗滤液中的有机污染物受热分解，产生水汽、小分子有机酸、二氧化碳等物质。所产生的水汽和小分子有机酸可进一步促进赤泥中铁、镁及硅铝酸盐溶解。同时，在高温环境下，氨氮受热分解，通过电荷平衡方式促进垃圾渗滤液中的氯离子与赤泥中的铁、铝、镁等元素结合，形成可溶性氯化物；垃圾渗滤液中的磷污染物受热分解，转化成无机磷酸盐并结合铁、镁、铝等元素形成混合磷酸盐矿物。混合垃圾渗滤液和焙烧混合粉泥，搅拌及造粒过程中垃圾渗滤液中的有机污染物、氨氮及磷污染物可通过减水作用、弱酸激发和水化强化作用促进粉煤灰和焙烧泥料发生水化和地聚合反应，形成吸附剂硅铝酸盐矿物结构，有机污染物、氨氮及磷污染物及其它铁、铝、镁、钙等可溶盐吸附在水化和地聚合反应产物中。在水热反应过程，硅铝酸盐矿物经历化学反应和结构重排，通过缩聚作用形成新的硅铝酸盐蛭石结构。形成的硅铝酸盐混掺着磷酸盐矿物，同时结构层间吸附有机污染物、氨氮及磷污染物及其它铁、铝、镁、钙等可溶盐，从而改变层间的电荷平衡和结合力，强化吸附剂的吸附性能。同时，在水热反应过程中，部分有机污染物发生碳链断裂，形成小分子有机酸根吸附在硅铝酸盐蛭石结构中，部分铁、铝、镁元素发生水解聚合反应，生成聚合氯化铝铁镁混凝剂。形成的聚合氯化铝铁镁混凝剂混掺在水化产物、地聚产物及硅铝酸盐蛭石结构，形成具有高吸附性能的吸附材料。
14、有益效果：与现有技术相比，本专利技术的显著优点是：(1)本专利技术所需原料来源广泛且易得，垃圾渗滤液、赤泥和粉煤灰均为工业废弃物，实现了对工业废弃物的资源化利用，变废为宝；(2)本专利技术通过耦合混掺垃圾渗滤液和赤泥焙烧和水热反应，实现了高吸附性能吸附材料的制备，所形成的吸附剂最高可实现237mg/g汞吸附容量和188mg/g镉吸附容量；(3)本专利技术处理过程简单，处理成本低，无二次污染。
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1.一种利用垃圾渗滤液和赤泥制备吸附剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中焙烧温度为325～950℃。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中焙烧温度为400～800℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述粉煤灰和焙烧泥料质量比为7.5～60:100。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述粉煤灰和焙烧泥料质量比为15～45:100。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中水热温度135～275℃。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(4)中水热温度150～250℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述垃圾渗滤液和赤泥的液固比为0.3～0.6:1mL/g，步骤(3)中所述垃圾渗滤液和焙烧混合粉泥的液固比为0.25～0.45:1mL/g。
9.权利要求1～8任一项所述的方法制备得到的吸附剂。
10.权利要求9所述
...【技术特征摘要】
1.一种利用垃圾渗滤液和赤泥制备吸附剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中焙烧温度为325～950℃。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中焙烧温度为400～800℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述粉煤灰和焙烧泥料质量比为7.5～60:100。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述粉煤灰和焙烧泥料质量比为15～45:100。
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈慧婷，陆佳琪，潘佳豪，陈品逸，钱佳，阚丽红，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：
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