本發明至少涉及水處理,尤其涉及一種除碘吸附劑及其制備、應用和再生方法。
背景技術:
1、目前適用于飲用水除碘的方法和實際工程案例較少,且高碘水多分布于農村偏遠地區。開發一種適用于農村小型水處理站的碘去除方法迫在眉睫。
2、由于地下水的缺氧還原條件,碘化物(包括碘化氫、碘化鈉、碘化鉀、四碘化碳、碘化銀、三碘化氮等)占水中碘形態的95%以上,相對于其他碘形態(如碘酸根離子)極性小,去除難度大。
技術實現思路
1、鑒于上述的分析,本發明實施例旨在提供一種除碘吸附劑及其制備、應用和再生方法,用以解決現有碘化物難去除的問題。
2、一方面,本發明提供了一種除碘吸附劑,至少能夠用于去除地下水中的碘化物,所述除碘吸附劑的原料包括:
3、鉍鹽;
4、亞鐵鹽;
5、二價錳鹽;
6、氧化劑;
7、其中,鉍鹽、亞鐵鹽、二價錳鹽、氧化劑四者的摩爾比為(0.05~0.15):(1~3):(1~3):(2~6)。
8、進一步地,所述鉍鹽為氯化鉍、硝酸鉍、硫酸鉍中的一種;
9、所述亞鐵鹽為硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硝酸亞鐵中的一種;
10、所述二價錳鹽為硫酸錳、氯化錳、硝酸錳中的一種;
11、所述氧化劑為過硫酸銨、高錳酸鉀中的一種。
12、進一步地,所述除碘吸附劑的粒徑為0.5~1.5μm,比表面積為200~300m2/g,?孔容積為0.2~0.3cm3/g。
13、進一步地,所述除碘吸附劑中的鉍氧化物為bi2o3,鐵氧化物為fe2o3和feooh,錳氧化物為γ晶型的mno2。
14、另一方面,本發明還提供了一種除碘吸附劑的制備方法,至少能夠用于制備上述的除碘吸附劑,所述制備方法包括以下步驟:
15、s100:將亞鐵鹽、二價錳鹽、氧化劑溶解于水中,混合均勻得到混合液a;
16、將鉍鹽溶解于水中,混合均勻得到混合液b;
17、其中,鉍鹽、亞鐵鹽、二價錳鹽、氧化劑的摩爾比為(0.05~0.15):(1~3):(1~3):(2~6);
18、s200:將混合液b緩慢加入到混合液a中,混合均勻得到混合液c;
19、s300:將混合液c置于水熱反應釜中,進行水熱反應;
20、s400:水熱反應結束后,分離并洗滌產物,最后經過干燥研磨后得到除碘吸附到劑。
21、進一步地,步驟s300中,水熱反應的溫度為85~95℃,反應時間為22~26h。
22、進一步地,步驟s400中,水熱反應結束后,分離并洗滌的產物包括反應液與產物進行離心或膜濾洗滌分離,洗滌液為去離子水,洗滌次數為5~8次;
23、采用離心機進行離心洗滌分離時,離心機的轉速為3000~5000rpm/min,每次離心時間為5~10min;
24、采用膜濾洗滌分離時,使用抽濾裝置與超濾膜或微濾膜進行;
25、干燥溫度為70~90℃。
26、再一方面,本發明還提供了一種除碘吸附劑的應用方法,至少能夠應用于上述的除碘吸附劑,所述應用方法是將除碘吸附劑置于吸附罐中,注入待處理水,每升待處理水需要除碘吸附劑0.5~5g。
27、最后,本發明還提供了一種除碘吸附劑的再生方法,至少能夠用于上述的除碘吸附劑的再生,所述再生方法是將吸附飽和的除碘吸附劑用沉淀或者膜濾方法分離出,將分離出來的吸附飽和的除碘吸附劑置于再生裝置中,加入再生液,經過再生后洗滌分離,直至溶解性鉍、鐵、錳等離子濃度低于10?μg/l。
28、進一步地,所述再生液為高錳酸鉀、強堿及其鹽的混合液。
29、與現有技術相比,本發明至少可實現如下有益效果之一:
30、(1)本發明的除碘吸附吸附劑具有較大的比表面積和孔容量,可用于去除飲用水中碘化物污染物,吸附飽和的吸附劑可利用再生液復合膜濾或離心方式分離再生;
31、(2)本發明將氧化鉍摻雜于鐵錳氧化物中,可通過鉍氧化物的選擇吸附性、鐵錳氧化物的適度氧化和吸附能力實現碘化物的高效去除,去除率可達90%以上,在膜濾或離心的作用下,利用再生液重復利用吸附劑;
32、(3)本發明除碘吸附劑的制備方法簡單,反應裝置運行維護難度小,適用于農村小型處理站,且本發明工藝操作簡便,再生容易,材料可循環利用;
33、(4)本發明除碘吸附劑具有層狀珊瑚結構,比表面積大,吸附能力強;具有碘選擇吸附能力的鉍氧化物、碘適度氧化能力的三價、四價錳氧化物和具有碘吸附能力的羥基氧化鐵等成分;除碘效果受共存離子影響較小;本吸附劑吸附能力受ph影響較大,易于使用酸堿再生液再生。
34、本發明中,上述各技術方案之間還可以相互組合,以實現更多的優選組合方案。本發明的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述,并且,部分優點可從說明書中變得顯而易見,或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過說明書以及附圖中所特別指出的內容中來實現和獲得。
1.一種除碘吸附劑,其特征在于,至少能夠用于去除地下水中的碘化物,所述除碘吸附劑的原料包括:
2.根據權利要求1所述的除碘吸附劑,其特征在于,所述鉍鹽為氯化鉍、硝酸鉍、硫酸鉍中的一種;
3.根據權利要求1所述的除碘吸附劑,其特征在于,所述除碘吸附劑的粒徑為0.5~1.5μm,比表面積為200~300m2/g,?孔容積為0.2~0.3cm3/g。
4.根據權利要求1所述的除碘吸附劑,其特征在于,所述除碘吸附劑中的鉍氧化物為bi2o3,鐵氧化物為fe2o3和feooh,錳氧化物為γ晶型的mno2。
5.一種除碘吸附劑的制備方法,其特征在于,至少能夠用于制備如權利要求1至4任一所述的除碘吸附劑,所述制備方法包括以下步驟:
6.根據權利要求5所述的制備方法,其特征在于,步驟s300中,水熱反應的溫度為85~95℃,反應時間為22~26h。
7.根據權利要求5所述的制備方法,其特征在于,步驟s400中,水熱反應結束后,分離并洗滌的產物包括反應液與產物進行離心或膜濾洗滌分離,洗滌液為去離子水,洗滌次數為5~8次;
8.一種除碘吸附劑的應用方法,其特征在于,至少能夠應用于如權利要求1至4任一所述的除碘吸附劑,所述應用方法是將除碘吸附劑置于吸附罐中,注入待處理水,每升待處理水需要除碘吸附劑0.5~5g。
9.一種除碘吸附劑的再生方法,其特征在于,至少能夠用于如權利要求1至4任一所述的除碘吸附劑的再生,所述再生方法是將吸附飽和的除碘吸附劑用沉淀或者膜濾方法分離出,將分離出來的吸附飽和的除碘吸附劑置于再生裝置中,加入再生液,經過再生后洗滌分離,直至溶解性鉍、鐵、錳等離子濃度低于10?μg/l。
10.根據權利要求9所述的再生方法,其特征在于,所述再生液為高錳酸鉀、強堿及其鹽的混合液。