專利名稱：鐵基活性污泥的制取方法及其吸附污水中重金屬鎘、銅和/或鉛的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在工業(yè)大力發(fā)展的今天，許多行業(yè)如制革、電鍍、采礦以及金屬加工的工廠在廣泛使用重金屬的同時(shí)排放出大量嚴(yán)重超標(biāo)的重金屬污水，對水體中的水生生物構(gòu)成威脅，另外這些重金屬還可以經(jīng)過食物鏈進(jìn)行富集，最終危害到人類健康。目前大量學(xué)者對污水中重金屬的去除進(jìn)行了廣泛研究，提出了許多新的有效的處理方法。如化學(xué)沉淀法、吸附法、離子交換法、凝聚法、氧化還原法、膜分離法、反滲透法、電滲透法以及生物法等。其中剩余污泥吸附法作為生物法的一種受到較大的關(guān)注。剩余污泥中含有的許多微生物如細(xì)菌、真菌等具有較強(qiáng)的吸附能力，可以對重金屬有效地進(jìn)行吸附，溶于水中的金屬離子就是通過污泥中某些生物體本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成份特性被吸附，再利用固液兩相分離來加以去除。·

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鐵基活性污泥對污水中重金屬吸附的方法。該方法可以對污水中的鎘、銅和鉛進(jìn)行很好的吸附，在吸附污水中重金屬的同時(shí)還可以對剩余污泥進(jìn)行再利用，在污水及污泥的處理處置方面有較大意義。鐵基活性污泥的制取方法是按下述步驟進(jìn)行的在溶解氧的濃度為2飛mg/L條件下，將活性污泥投加到生活污水中有氧混合30min，所述活性污泥的投加濃度為2 3g/L，然后投加Fe2 (SO4) 3繼續(xù)有氧混合lOmin，F(xiàn)e2 (SO4) 3投加量為6(T80mg/L，再靜沉2(T30min，去除上層清液；得到鐵基活性污泥。制取鐵基活性污泥同時(shí)，對生活污水中各項(xiàng)污染物均有較好的去除，其中COD去除率為709^75%，SCOD去除率為55%飛0%，NH4+-N去除率在20%左右，UV254去除率為30% 35%，而TP的去除率則達(dá)到90%以上。鐵基活性污泥吸附污水中的重金屬鎘、銅和/或鉛的方法是按下述步驟進(jìn)行的將含重金屬鎘、銅和/或鉛污水的PH調(diào)節(jié)至4 7，然后投加上述方法制備的鐵基活性污泥，鐵基活性污泥的投加量為2 g/L，在20°C以15(T200r/min的速度振蕩120 180 min,最后靜沉2(T30 min ;完成對污水中重金屬鎘、銅和/或鉛的吸附。利用上述得到的鐵基活性污泥吸附污水中的重金屬鎘、銅和/或鉛，具體方法為取質(zhì)量濃度為2 g/L的鐵基活性污泥，用HNO3 (0. I mol/L，0. Ol mol/L)和NaOH (0. I mol/L，0. 01 mol/L)將鎘溶液、銅溶液和鉛溶液的pH值分別調(diào)節(jié)至4、5或6，然后將溶液放于恒溫調(diào)速振蕩器中，在20°C以150 rpm的速度振蕩120 min，最后靜沉30 min。經(jīng)檢測，在此條件下鎘、銅和鉛的吸附量分別達(dá)到28. I mg/g,34. I mg/g和46. 7 mg/g,表明鐵基活性污泥可以作為吸附材料對污水中重金屬進(jìn)行很好地去除。用Langmuir方程擬合鐵基活性污泥對鎘、銅和鉛的吸附數(shù)據(jù)比用Freundlich方程擬合的更為精確，說明鎘、銅和鉛在鐵基活性污泥表面的吸附更傾向于一種單分子層化學(xué)吸附。鐵基活性污泥吸附鎘、銅及鉛前后的紅外光譜特征變化分析表明，羥基、氨基、酰胺基、羧基是鐵基活性污泥的主要官能團(tuán)。在對三種重金屬吸附過程中，對于重金屬鎘的吸附，羧酸是主要的吸附官能基團(tuán)，然而除了羧酸，氨基也可能參與了銅和鉛的吸附作用。除此之外，-OH也一定程度上參與了三種重金屬的吸附作用。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式中鐵基活性污泥的制取方法是按下述步驟進(jìn)行的在溶解氧的濃度為2飛mg/L條件下，將活性污泥投加到生活污水中有氧混合30min，所述活性污泥的投加濃度為2 3g/L，然后投加Fe2 (SO4) 3繼續(xù)有氧混合lOmin，F(xiàn)e2 (SO4) 3投加量為6(T80mg/L，再靜沉2(T30min，去除上層清液；得到鐵基活性污泥。制取鐵基活性污泥同時(shí)，對生活污水中各項(xiàng)污染物均有較好的去除，其中COD去除率為70% 75%，SCOD去除率為55% 60%，NH4+-N去除率在20%左右，UV254去除率為30% 35%，而TP的去除率則達(dá)到90%以上。
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具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是所述溶解氧的濃度為
3、4 mg/L或5 mg/Lo其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是活性污泥的投加濃度為2. 5g/L。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四之一不同的是所述 62(304)3投加量為65、7011^/1或75mg/L。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至四之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式中鐵基活性污泥吸附污水中的重金屬鎘、銅和/或鉛的方法使按下述步驟進(jìn)行的鐵基活性污泥吸附污水中的重金屬鎘、銅和/或鉛的方法是按下述步驟進(jìn)行的將含重金屬鎘、銅和/或鉛污水的PH調(diào)節(jié)至4 7，然后投加具體實(shí)施方式
一方法制備的鐵基活性污泥，鐵基活性污泥的投加量為2 g/L，在20°C以15(T200r/min的速度振湯120 180 min，最后靜沉20 30 min ;完成對污水中重金屬鋪、銅和/或鉛的吸附。采用下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鎘、銅及鉛去除效果取質(zhì)量濃度為2 g/L的鐵基活性污泥，用HNO3 (0. I mol/L,0. 01 mol/L)和 NaOH (0. I mol/L,0. 01 mol/L)將鎘溶液、銅溶液或鉛溶液PH分別調(diào)節(jié)至4、5或6，然后將溶液放于恒溫調(diào)速振蕩器中，在20°C以150r/min的速度振蕩120 min，最后靜沉30 min。經(jīng)檢測，在此條件下鎘、銅和鉛的吸附量分別達(dá)到28. Img/g, 34. I mg/g和46. 7 mg/g，表明鐵基活性污泥可以作為吸附材料對污水中重金屬進(jìn)行很好地去除。用Langmuir方程擬合鐵基活性污泥對鎘、銅和鉛的吸附數(shù)據(jù)比用Freundlich方程擬合的更為精確，說明鎘、銅和鉛在鐵基活性污泥表面的吸附更傾向于一種單分子層化學(xué)吸附。鐵基活性污泥吸附鎘、銅及鉛前后的紅外光譜特征變化分析表明，羥基、氨基、酰胺基、羧基是鐵基活性污泥的主要官能團(tuán)。在對三種重金屬吸附過程中，對于重金屬鎘的吸附，羧酸是主要的吸附官能基團(tuán)，然而除了羧酸，氨基也可能參與了銅和鉛的吸附作用。除此之外，-OH也一定程度上參與了三種重金屬的吸附作用。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是以180r/min的速度振蕩160min。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五或六不同的是所述靜沉25min。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
五或六相同?！?br> 權(quán)利要求
1.鐵基活性污泥的制取方法，其特征在于鐵基活性污泥的制取方法是按下述步驟進(jìn)行的在溶解氧的濃度為2飛mg/L條件下，將活性污泥投加到生活污水中有氧混合30min，所述活性污泥的投加濃度為2 3g/L，然后投加Fe2 (SO4) 3繼續(xù)有氧混合lOmin，F(xiàn)e2 (SO4) 3投加量為6(T80mg/L，再靜沉2(T30min，去除上層清液；得到鐵基活性污泥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述鐵基活性污泥的制取方法，其特征在于所述溶解氧的濃度為.3 5 mg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述鐵基活性污泥的制取方法，其特征在于所述溶解氧的濃度為4mg/L ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述鐵基活性污泥的制取方法，其特征在于活性污泥的投加濃度為2. 5g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述鐵基活性污泥的制取方法，其特征在于Fe2(SO4)3投加量為.65 75mg/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述鐵基活性污泥的制取方法，其特征在于Fe2(SO4)3投加量為.70mg/L。
7.利用權(quán)利要求I所述鐵基活性污泥吸附污水中的重金屬鎘、銅和/或鉛的方法，其特征在于鐵基活性污泥吸附污水中的重金屬鎘、銅和/或鉛的方法是按下述步驟進(jìn)行的將含重金屬鎘、銅和/或鉛污水的PH調(diào)節(jié)至Γ7，然后投加權(quán)利要求I方法制備的鐵基活性污泥，鐵基活性污泥的投加量為2 g/L，在20°C以15(T200r/min的速度振蕩120 180 min，最后靜沉2(T30 min ;完成對污水中重金屬鎘、銅和/或鉛的吸附。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述鐵基活性污泥吸附污水中的重金屬鎘、銅和/或鉛的方法，其特征在于以180r/min的速度振蕩160min。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述鐵基活性污泥吸附污水中的重金屬鎘、銅和/或鉛的方法，其特征在于所述靜沉25min。
全文摘要
本發(fā)明公開了鐵基活性污泥的制取方法及其吸附污水中重金屬鎘、銅和/或鉛的方法，屬于水處理領(lǐng)域。該方法可以對污水中的鎘、銅和鉛進(jìn)行很好的吸附，在吸附污水中重金屬的同時(shí)還可以對剩余污泥進(jìn)行再利用，在污水及污泥的處理處置方面有較大意義。方法活性污泥與生活污水有氧混合，再加Fe2(SO4)3有氧混合得到鐵基活性污泥；調(diào)解含有重金屬污水的pH，再加鐵基活性污泥后振蕩，靜沉，完成對重金屬的吸附。用于除去污水中金屬鎘、銅和鉛等。在對三種重金屬吸附過程中，對于重金屬鎘的吸附，羧酸是主要的吸附官能基團(tuán)，然而除了羧酸，氨基也可能參與了銅和鉛的吸附作用。除此之外，–OH也一定程度上參與了三種重金屬的吸附作用。
文檔編號C02F3/12GK102730920SQ20121024285
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月14日
發(fā)明者唐金花, 李圭白, 許國仁 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)