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一種含重金屬離子廢水的吸附處理方法與流程

文檔序號:12898553閱讀:236來源:國知局

技術(shù)領(lǐng)域:

本發(fā)明涉及重金屬離子廢水領(lǐng)域,具體的涉及一種含重金屬離子廢水的吸附處理方法。



背景技術(shù):

重金屬廣泛應(yīng)用于電鍍、有色金屬冶煉、紡織印染、農(nóng)藥、合金等現(xiàn)代工業(yè)中,對人體和環(huán)境具有嚴重的危害性。中國的國家標準規(guī)定:廢水中重金屬的最高允許排放量為0.1mg/l。傳統(tǒng)的分離方法中:沉淀法、氧化還原法及鐵氧體法只適宜于處理高濃度含重金屬離子廢水;離子交換法、膜分離法及活性炭吸附法成本較高;生化法的操作周期太長且占地面積大。

生物吸附法是一種新興的廢水處理技術(shù),所用生物材料易得,價格便宜,尤其適用于處理較低濃度的重金屬廢水。以藻類作為生物吸附劑,吸附、分離重金屬離子,國外在20世紀80年代就已對此展開了研究,而國內(nèi)僅在近一兩年才著手進行研究。吸附重金屬離子的海藻可分為多細胞大型藻和單細胞微藻,單細胞微藻需要人工培養(yǎng),成本高且產(chǎn)量低;而孔石莼作為渤海邊自然生長的大型綠藻,其成本低廉,同時較薄的葉片結(jié)構(gòu)使其具有較大的吸附表面積。用孔石莼作吸附劑,目前應(yīng)用于廢水處理的研究較少,且其應(yīng)用ph范圍較窄,且吸附量小,不易于分離。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是提供一種含重金屬離子廢水的吸附處理方法,該方法可有效吸附除去重金屬離子廢水中的重金屬離子,且吸附劑易于回收,吸附容量大,使用范圍廣,對水體無二次污染。

為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用下述方案:

一種含重金屬離子廢水的吸附處理方法,包括以下步驟:

(1)將殼聚糖、鹽酸混合攪拌均勻,制得殼聚糖溶液;向殼聚糖溶液中加入硅烷偶聯(lián)劑,500rpm下攪拌30min,靜置30min,得到改性殼聚糖溶液;

(2)向改性殼聚糖溶液中加入配制好的三氯化鐵溶液,常溫磁力攪拌,得到混合溶液;將孔石莼干粉加入到混合溶液中,500w功率下超聲30min,然后加入過量無水乙醇,離心處理,得到的沉淀用去離子水洗滌至中性后加入到質(zhì)量濃度為20%的戊二醛溶液中,3000轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下攪拌1h,然后進行過濾,得到的沉淀依次進行無水乙醇洗滌、干燥、研磨,得到復(fù)合吸附劑;

(3)將上述制得的復(fù)合吸附劑加入到含重金屬離子的廢水中,調(diào)節(jié)廢水的ph,在40-60℃下攪拌吸附30-100min,吸附完成后過濾,濾液調(diào)節(jié)至中性可進行排放;復(fù)合吸附劑脫吸附后可重新利用。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(1)中,所述鹽酸的質(zhì)量濃度為3%。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(1)中,所述殼聚糖、鹽酸的用量比為1g:(80-100)ml。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(1)中,所述硅烷偶聯(lián)劑、殼聚糖的質(zhì)量比為0.03:1。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(2)中,所述三氯化鐵溶液的濃度為0.15mol/l。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(2)中,殼聚糖與三氯化鐵溶液的用量比為(2-8)mg:2ml。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(2)中,所述殼聚糖與孔石莼干粉的質(zhì)量比為3:(1-3)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(2)中,所述戊二醛溶液的添加量為三氯化鐵溶液體積的20%。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(3)中,所述含重金屬離子廢水中,鉻離子的濃度為5.5mg/l,鋅離子濃度為3.5mg/l,銅離子濃度為3.2mg/l。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(3)中,所述復(fù)合吸附劑的添加量為0.33-0.56g/l。

本發(fā)明具有以下有益效果:

孔石莼干粉成本低廉,同時較薄的葉片結(jié)構(gòu)使其具有較大的吸附表面積,其可以有效吸附除去廢水中的重金屬離子,但是其用于廢水處理時的適用ph范圍較窄,且吸附容量也有待改善,與廢水分離較困難;為了解決這一問題,本發(fā)明首先將硅烷偶聯(lián)劑對殼聚糖進行改性,然后與三氯化鐵溶液混合采用三氯化鐵與殼聚糖在戊二醛的作用下,發(fā)生交聯(lián),形成多孔膜,包覆在孔石莼干粉表面,其吸附容量大,可有效吸附除去重金屬離子廢水中的重金屬離子,且吸附劑易于回收,適用范圍廣,對水體無二次污染。

具體實施方式:

為了更好的理解本發(fā)明,下面通過實施例對本發(fā)明進一步說明,實施例只用于解釋本發(fā)明,不會對本發(fā)明構(gòu)成任何的限定。

實施例1

一種含重金屬離子廢水的吸附處理方法,包括以下步驟:

(1)將殼聚糖、質(zhì)量濃度為3%的鹽酸混合攪拌均勻,制得殼聚糖溶液;向殼聚糖溶液中加入硅烷偶聯(lián)劑,500rpm下攪拌30min,靜置30min,得到改性殼聚糖溶液;其中,殼聚糖、鹽酸的用量比為1g:80ml;硅烷偶聯(lián)劑、殼聚糖的質(zhì)量比為0.03:1;

(2)向改性殼聚糖溶液中加入配制好的三氯化鐵溶液,常溫磁力攪拌,得到混合溶液;將孔石莼干粉加入到混合溶液中,500w功率下超聲30min,然后加入過量無水乙醇,離心處理,得到的沉淀用去離子水洗滌至中性后加入到質(zhì)量濃度為20%的戊二醛溶液中,3000轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下攪拌1h,然后進行過濾,得到的沉淀依次進行無水乙醇洗滌、干燥、研磨,得到復(fù)合吸附劑;其中,三氯化鐵溶液的濃度為0.15mol/l;殼聚糖與三氯化鐵溶液的用量比為2mg:2ml,殼聚糖與孔石莼干粉的質(zhì)量比為3:1,戊二醛溶液的添加量為三氯化鐵溶液體積的20%;

(3)將上述制得的復(fù)合吸附劑加入到含重金屬離子的廢水中,調(diào)節(jié)廢水的ph,在40℃下攪拌吸附30min,吸附完成后過濾,濾液調(diào)節(jié)至中性可進行排放;復(fù)合吸附劑脫吸附后可重新利用;復(fù)合吸附劑的添加量為0.33g/l。

實施例2

一種含重金屬離子廢水的吸附處理方法,包括以下步驟:

(1)將殼聚糖、質(zhì)量濃度為3%的鹽酸混合攪拌均勻,制得殼聚糖溶液;向殼聚糖溶液中加入硅烷偶聯(lián)劑,500rpm下攪拌30min,靜置30min,得到改性殼聚糖溶液;其中,殼聚糖、鹽酸的用量比為1g:100ml;硅烷偶聯(lián)劑、殼聚糖的質(zhì)量比為0.03:1;

(2)向改性殼聚糖溶液中加入配制好的三氯化鐵溶液,常溫磁力攪拌,得到混合溶液;將孔石莼干粉加入到混合溶液中,500w功率下超聲30min,然后加入過量無水乙醇,離心處理,得到的沉淀用去離子水洗滌至中性后加入到質(zhì)量濃度為20%的戊二醛溶液中,3000轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下攪拌1h,然后進行過濾,得到的沉淀依次進行無水乙醇洗滌、干燥、研磨,得到復(fù)合吸附劑;其中,三氯化鐵溶液的濃度為0.15mol/l;殼聚糖與三氯化鐵溶液的用量比為8mg:2ml,殼聚糖與孔石莼干粉的質(zhì)量比為3:3,戊二醛溶液的添加量為三氯化鐵溶液體積的20%;

(3)將上述制得的復(fù)合吸附劑加入到含重金屬離子的廢水中,調(diào)節(jié)廢水的ph,在60℃下攪拌吸附100min,吸附完成后過濾,濾液調(diào)節(jié)至中性可進行排放;復(fù)合吸附劑脫吸附后可重新利用;復(fù)合吸附劑的添加量為0.56g/l。

實施例3

一種含重金屬離子廢水的吸附處理方法,包括以下步驟:

(1)將殼聚糖、質(zhì)量濃度為3%的鹽酸混合攪拌均勻,制得殼聚糖溶液;向殼聚糖溶液中加入硅烷偶聯(lián)劑,500rpm下攪拌30min,靜置30min,得到改性殼聚糖溶液;其中,殼聚糖、鹽酸的用量比為1g:85ml;硅烷偶聯(lián)劑、殼聚糖的質(zhì)量比為0.03:1;

(2)向改性殼聚糖溶液中加入配制好的三氯化鐵溶液,常溫磁力攪拌,得到混合溶液;將孔石莼干粉加入到混合溶液中,500w功率下超聲30min,然后加入過量無水乙醇,離心處理,得到的沉淀用去離子水洗滌至中性后加入到質(zhì)量濃度為20%的戊二醛溶液中,3000轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下攪拌1h,然后進行過濾,得到的沉淀依次進行無水乙醇洗滌、干燥、研磨,得到復(fù)合吸附劑;其中,三氯化鐵溶液的濃度為0.15mol/l;殼聚糖與三氯化鐵溶液的用量比為4mg:2ml,殼聚糖與孔石莼干粉的質(zhì)量比為3:1.5,戊二醛溶液的添加量為三氯化鐵溶液體積的20%;

(3)將上述制得的復(fù)合吸附劑加入到含重金屬離子的廢水中,調(diào)節(jié)廢水的ph,在45℃下攪拌吸附50min,吸附完成后過濾,濾液調(diào)節(jié)至中性可進行排放;復(fù)合吸附劑脫吸附后可重新利用;復(fù)合吸附劑的添加量為0.37g/l。

實施例4

一種含重金屬離子廢水的吸附處理方法,包括以下步驟:

(1)將殼聚糖、質(zhì)量濃度為3%的鹽酸混合攪拌均勻,制得殼聚糖溶液;向殼聚糖溶液中加入硅烷偶聯(lián)劑,500rpm下攪拌30min,靜置30min,得到改性殼聚糖溶液;其中,殼聚糖、鹽酸的用量比為1g:90ml;硅烷偶聯(lián)劑、殼聚糖的質(zhì)量比為0.03:1;

(2)向改性殼聚糖溶液中加入配制好的三氯化鐵溶液,常溫磁力攪拌,得到混合溶液;將孔石莼干粉加入到混合溶液中,500w功率下超聲30min,然后加入過量無水乙醇,離心處理,得到的沉淀用去離子水洗滌至中性后加入到質(zhì)量濃度為20%的戊二醛溶液中,3000轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下攪拌1h,然后進行過濾,得到的沉淀依次進行無水乙醇洗滌、干燥、研磨,得到復(fù)合吸附劑;其中,三氯化鐵溶液的濃度為0.15mol/l;殼聚糖與三氯化鐵溶液的用量比為5mg:2ml,殼聚糖與孔石莼干粉的質(zhì)量比為3:2,戊二醛溶液的添加量為三氯化鐵溶液體積的20%;

(3)將上述制得的復(fù)合吸附劑加入到含重金屬離子的廢水中,調(diào)節(jié)廢水的ph,在45℃下攪拌吸附70min,吸附完成后過濾,濾液調(diào)節(jié)至中性可進行排放;復(fù)合吸附劑脫吸附后可重新利用;復(fù)合吸附劑的添加量為0.41g/l。

實施例5

一種含重金屬離子廢水的吸附處理方法,包括以下步驟:

(1)將殼聚糖、質(zhì)量濃度為3%的鹽酸混合攪拌均勻,制得殼聚糖溶液;向殼聚糖溶液中加入硅烷偶聯(lián)劑,500rpm下攪拌30min,靜置30min,得到改性殼聚糖溶液;其中,殼聚糖、鹽酸的用量比為1g:90ml;硅烷偶聯(lián)劑、殼聚糖的質(zhì)量比為0.03:1;

(2)向改性殼聚糖溶液中加入配制好的三氯化鐵溶液,常溫磁力攪拌,得到混合溶液;將孔石莼干粉加入到混合溶液中,500w功率下超聲30min,然后加入過量無水乙醇,離心處理,得到的沉淀用去離子水洗滌至中性后加入到質(zhì)量濃度為20%的戊二醛溶液中,3000轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下攪拌1h,然后進行過濾,得到的沉淀依次進行無水乙醇洗滌、干燥、研磨,得到復(fù)合吸附劑;其中,三氯化鐵溶液的濃度為0.15mol/l;殼聚糖與三氯化鐵溶液的用量比為6mg:2ml,殼聚糖與孔石莼干粉的質(zhì)量比為3:2,戊二醛溶液的添加量為三氯化鐵溶液體積的20%;

(3)將上述制得的復(fù)合吸附劑加入到含重金屬離子的廢水中,調(diào)節(jié)廢水的ph,在50℃下攪拌吸附80min,吸附完成后過濾,濾液調(diào)節(jié)至中性可進行排放;復(fù)合吸附劑脫吸附后可重新利用;復(fù)合吸附劑的添加量為0.48g/l。

實施例6

一種含重金屬離子廢水的吸附處理方法,包括以下步驟:

(1)將殼聚糖、質(zhì)量濃度為3%的鹽酸混合攪拌均勻,制得殼聚糖溶液;向殼聚糖溶液中加入硅烷偶聯(lián)劑,500rpm下攪拌30min,靜置30min,得到改性殼聚糖溶液;其中,殼聚糖、鹽酸的用量比為1g:95ml;硅烷偶聯(lián)劑、殼聚糖的質(zhì)量比為0.03:1;

(2)向改性殼聚糖溶液中加入配制好的三氯化鐵溶液,常溫磁力攪拌,得到混合溶液;將孔石莼干粉加入到混合溶液中,500w功率下超聲30min,然后加入過量無水乙醇,離心處理,得到的沉淀用去離子水洗滌至中性后加入到質(zhì)量濃度為20%的戊二醛溶液中,3000轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下攪拌1h,然后進行過濾,得到的沉淀依次進行無水乙醇洗滌、干燥、研磨,得到復(fù)合吸附劑;其中,三氯化鐵溶液的濃度為0.15mol/l;殼聚糖與三氯化鐵溶液的用量比為7mg:2ml,殼聚糖與孔石莼干粉的質(zhì)量比為3:2,戊二醛溶液的添加量為三氯化鐵溶液體積的20%;

(3)將上述制得的復(fù)合吸附劑加入到含重金屬離子的廢水中,調(diào)節(jié)廢水的ph,在55℃下攪拌吸附90min,吸附完成后過濾,濾液調(diào)節(jié)至中性可進行排放;復(fù)合吸附劑脫吸附后可重新利用;復(fù)合吸附劑的添加量為0.53g/l。

本發(fā)明處理的重金屬離子廢水中,鉻離子的濃度為5.5mg/l,鋅離子濃度為3.5mg/l,銅離子濃度為3.2mg/l;經(jīng)上述實施例中的方法處理以后鉻離子的濃度為0.5mg/l以下,鋅離子濃度為0.01mg/l以下,銅離子濃度為0.085mg/l以下。

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