本申请公开一种掺氟的改性污泥除氟吸附剂的制备方法及应用，污泥干燥粉末和偏铝酸钠干燥粉末置于烧杯中，加入乙酸溶液，使其固液比例为0.24‑0.60:1，玻棒搅拌后转移至50ml反应釜中180～200℃水热1‑2h，等待反应釜自然冷却，取出反应釜中的样品离心洗涤；将样品放入60℃烘箱中干燥12h；与10mg/L氟化钠溶液混匀，使其固液比例为1:1；pH调节为6，磁力搅拌5h，抽滤，再用蒸馏水洗涤三次；放入60℃烘箱中干燥12h，烘干至产品恒重，即可获得掺氟的改性污泥除氟吸附剂；用于水中氟化物的去除，成本低廉，吸附量大，pH适用范围广，并实现以废治废，开辟了污泥处置新方向。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境保护水处理，具体涉及一种掺氟的改性污泥除氟吸附剂的制备方法及应用。
技术介绍
1、氟离子是水体环境中最丰富的阴离子之一，其对人体的作用取决于氟离子的剂量[1]。人体摄入较低的氟离子含量可以预防龋齿，但当水中氟离子含量过高时会导致氟斑牙、氟骨症以及神经损伤，严重时还会危害人体健康甚至危及生命[2-4]。世界卫生组织(who)认为饮用水中氟化物含量低于0.7mg/l有益，但是超过1.5mg/l后则有害。因此，很多国家饮用水卫生标准限定氟浓度不超过1.0mg/l[5]。由于原生环境引起的饮用水中氟含量超标，而成为地方性氟中毒病区。据报道，全球有2亿多人饮用氟浓度超过1.5mg/l的饮用水[6]。目前氟中毒现状堪忧，饮用高氟水的人高达五千万。近年来由于人为因素影响，环境治理和管理水平没有跟上氟污染的速度，水环境中氟浓度还在持续增高，有些地区水中氟含量甚至超过30mg/l，高氟水对人群健康的危害还在继续扩大，因此预防氟中毒是个世界性的公共卫生问题[7]，迫切需要发展有效的除氟技术，提升一级预防水平，保障人们的用水安全和公众健康。
2、目前，已经成功发现了有许多有效的用于去除高氟化物的关键技术，如混凝[8]、沉淀[9]、离子交换[10]、膜过滤[6]和电渗析[11]等。尽管这些方法都显示出较好的除氟效果，但它们在实际操作中存在着对仪器要求较高，操作复杂，适用范围较局限等问题[12]。在这些技术中，吸附法由于低成本、环境友好性和操作简单，已经得到了广泛研究，并且被普遍认为是最具发展潜力的除氟技术[13]。
3、随着污水处理厂不断加大处理能力，产生的污泥缺乏稳定有效的处置去向成为一个日益严峻的问题。当前的污泥处置主要是堆肥，填埋等，但是存在重金属污染和容量限制，目前开发了少量的环境修复利用途径，也主要以有机物和重金属去除为主，污泥除氟还未见报道。
4、废水污泥的处置率仅为33％[14]，在处理污水过程中会衍生污泥这一多余的残余废物。对于如今快速增长的人口需要和快速增加的废物产量，加大污泥处理力度，提升污泥处理水平是处置废物污泥工作的当务之急[15]。当前的污泥处置主要是堆肥，填埋等，但是污泥中存在重金属污染和容量限制，大量的重金属、有机污染物等有害物质，若不及时妥善处理将会对环境造成严重影响[16]。污泥对环境的发展和社会的发展既有利又有弊。同时，污泥也是一种极具价值化转移潜力的废物，目前开发了少量的环境修复利用途径，也主要以有机物和重金属去除为主，污泥除氟还未见报道。因此，应该如何有效地再次利用污泥资源，研究专利技术一种既能合理、有效处理废物污泥，又能低成本制备高效除氟吸附剂对于污泥处置工作具有重要意义。
5、目前成熟的吸附除氟技术主要是活性氧化铝除氟，但是该除氟吸附剂的成本较高、除氟效果不理想，吸附量为10mg/g左右，偏低，且只能在ph 6.0以下的酸性范围内有效，这些缺陷限制了其应用。
6、参考文献：
7、1.zhang,s.,et al.,removal of fluoride from groundwater by adsorptiononto la(iii)-al(iii)loaded scoria adsorbent.applied surface science,2014.303:p.1-5.
8、2.mahramanlioglu,m.,i.kizilcikli,and i.o.bicer,adsorption of fluoridefrom aqueous solution by acid treated spent bleaching earth.journal offluorine chemistry,2002.115(1):p.41-47.
9、3.zhang,y.and k.huang,grape pomace as a biosorbent for fluorideremoval from groundwater.rsc advances,2019.9(14):p.7767-7776.
10、4.ruan,z.,et al.,synthesis of hydroxyapatite/multi-walled carbonnanotubes for the removal of fluoride ions from solution.applied surfacescience,2017.412:p.578-590.
11、5.wang,y.and e.j.reardon,activation and regeneration of a soilsorbent for defluoridation of drinking water.applied geochemistry,2001.16(5):p.531-539.
12、6.yadav,a.k.,et al.,removal of fluoride from aqueous solution andgroundwater by wheat straw,sawdust and activated bagasse carbon ofsugarcane.ecological engineering,2013.52:p.211-218.
13、7.loganathan,p.,et al.,defluoridation of drinking water usingadsorption processes.j hazard mater,2013.248-249:p.1-19.
14、8.rajkumar,s.,et al.,low-cost fluoride adsorbents prepared from arenewable biowaste:syntheses,characterization and modeling studies.arabianjournal of chemistry,2019.12(8):p.3004-3017.
15、9.zhang,t.,et al.,synthesis of li–al layered double hydroxides(ldhs)for efficient fluoride removal.industrial&engineering chemistry research,2012.51(35):p.11490-11498.
16、10.cui,h.,et al.,defluoridation of water via electrically controlledanion exchange by polyaniline modified electrode reactor.water res,2011.45(17):p.5736-44.
17、11.lahnid,s.,et al.,economic evaluation of fluori本文档来自技高网
...
【技术保护点】
1.一种掺氟的改性污泥除氟吸附剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述掺氟的改性污泥除氟吸附剂的制备方法，其特征在于：所述第三步中离心转速是12000rpm。
3.根据权利要求1所述掺氟的改性污泥除氟吸附剂的制备方法，其特征在于，所述第三步中离心洗涤具体步骤为先离心去除上清液，然后用蒸馏水洗涤后离心去除洗涤液蒸馏水，再用乙醇洗涤后离心去除洗涤液乙醇，最后用蒸馏水再次洗涤后离心去除洗涤液蒸馏水。
4.根据权利要求1所述掺氟的改性污泥除氟吸附剂的制备方法，其特征在于，所述第五步中10mg/L氟化钠溶液的制备方法是将2.21g NaF(分析级)溶于1000mL去离子水，制得1g/L氟化钠原液。原液经稀释后配制得浓度为10mg/L的氟化钠溶液。
5.根据权利要求1所述掺氟的改性污泥除氟吸附剂的制备方法，其特征在于：所述第六步中调节pH的试剂是浓度为0.1mol/LNaOH和/或0.1mol/LHNO3。
6.根据权利要求1所述掺氟的改性污泥除氟吸附剂的制备方法，其特征在于：所述第六步中磁力搅拌搅拌速度是400rpm。
7.一种权利要求1-6任一所述制备方法制得的掺氟的改性污泥除氟吸附剂在水处理除氟中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：将1g/L吸附剂剂量掺氟的改性污泥除氟吸附剂置于10mg/L氟离子初始浓度，pH为3-10的吸附条件下，掺氟的改性污泥除氟吸附剂的除氟率85.41-97.23％，实验吸附量为8.89-9.84mg/g。
...
【技术特征摘要】
1.一种掺氟的改性污泥除氟吸附剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述掺氟的改性污泥除氟吸附剂的制备方法，其特征在于：所述第三步中离心转速是12000rpm。
3.根据权利要求1所述掺氟的改性污泥除氟吸附剂的制备方法，其特征在于，所述第三步中离心洗涤具体步骤为先离心去除上清液，然后用蒸馏水洗涤后离心去除洗涤液蒸馏水，再用乙醇洗涤后离心去除洗涤液乙醇，最后用蒸馏水再次洗涤后离心去除洗涤液蒸馏水。
4.根据权利要求1所述掺氟的改性污泥除氟吸附剂的制备方法，其特征在于，所述第五步中10mg/l氟化钠溶液的制备方法是将2.21g naf(分析级)溶于1000ml去离子水，制得1g/l氟化钠原液。原液经稀释后配制得浓度为10...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶长青，童琳，杨玉环，周清稳，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。