一種高效吸附廢水中重金屬離子的生物質吸附劑制備方法
【技術領域】
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[0001]本發明涉及一種高效吸附廢水中重金屬離子的生物質吸附劑制備方法，用于處理低濃度重金屬廢水，屬于材料制備、廢水處理領域。
【背景技術】
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[0002]水體重金屬污染已成為日益嚴峻的環境污染問題，2015年4月國家出臺了水污染防治行動計劃，要求狠抓水污染防治工作。目前重金屬廢水處理方法主要有化學沉淀法、物理法、吸附和離子交換等方法。化學沉淀法和物理法存在處理成本高、效果不穩定等問題。吸附和離子交換吸附容量大、吸附速度快，但成本高、再生困難。
[0003]以農林廢棄物為原料，經過改性得到一種新型廉價的吸附材料，具有來源廣泛、廉價易得等優點。中國專利CN102553539以花生殼為原料，用高錳酸鉀為改性劑制備生物質吸附劑吸附鎘離子。中國專利CN20100301107.1用天然柿子粉為原料，在酸性條件下與丙酮交聯縮合形成生物質吸附劑吸附重金屬離子。目前，這類生物質吸附劑存在吸附容量較低、原料成本較高、制備過程中存在二次污染等問題。
【發明內容】
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[0004]本發明的目的是充分利用農林廢棄物，制備一種高效吸附廢水中重金屬離子的生物質吸附劑，去除廢水中的重金屬離子。本發明所采用原料為水稻秸桿，廉價易得、來源廣泛，且制備方法簡單，成本低，無二次污染。
[0005]本發明的具體技術方案，包括以下步驟:
[0006]取水稻秸桿，用蒸餾水沖洗干凈，烘干至恒重，采用振動粉碎機粉碎，依次過30目、60目、100目和200目篩備用。
[0007]將一定粒度范圍的秸桿與酸性雙氧水溶液混合，硫酸濃度為0.1 % (v/v)-1 % (v/V)，雙氧水濃度為0.5% (v/v) -5 % (v/v)，秸桿加入量為5-25g/L，然后采用水浴加熱攪拌方式反應，加熱溫度為25°C -90°C，反應時間為0.5h-5h，反應結束后過濾，反復用蒸餾水沖洗，直至中性，置于烘箱中在65 °C下烘干24h。
[0008]再取一定量氧化后的秸桿置于磷酸或磷酸氫二鈉溶液中，磷酸濃度為0.lg/L-lg/L,磷酸氫二鈉溶液濃度為2-20g/L，秸桿加入量為5-25g/L，然后置于水浴鍋中，反應溫度為25°C -90°C，反應時間為0.5h-5h，反應結束后過濾，用蒸餾水反復沖洗至中性，在65°C下烘干備用。
[0009]本發明具有以下優點:
[0010](I)選擇改性劑雙氧水和磷酸或磷酸氫二鈉無毒無害，不會造成二次污染。
[0011](2)選擇的生產原料-秸桿廣泛易得，目前大部分作為一種閑置資源。
[0012](3)改性生物質吸附劑生產成本低，飽和吸附容量大。
【具體實施方式】
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[0013]實施例1:
[0014]取自江西省樂平市水稻秸桿，沖洗干凈后在65°C下烘干至恒重，粉碎，過篩，取30-60目的秸桿進行試驗。
[0015]將一定量的稻桿與硫酸濃度為0.1% (v/v)，雙氧水濃度為2.5% (v/v)的溶液混合，秸桿加入量為20g/L，將混合溶液置于60°C水浴鍋中加熱攪拌，充分反應Ih后過濾，反復沖洗，直至中性，烘干24h。取一定量反應后秸桿與10g/L磷酸氫二鈉溶液混合，秸桿加入量為20g/L，置于恒溫振蕩搖床上，在25°C反應2h，然后將混合液過濾，用蒸餾水反復沖洗至中性，在65°C下烘干備用。
[0016]將制備好的改性吸附劑與配制的含鎘或銅離子的溶液混合，含鎘溶液中Cd2+濃度為100mg/L，pH值為5.68，含銅溶液中Cu2+濃度為100mg/L，pH值為5.44，吸附劑加入量為10g/L，吸附2h后，過濾，用蒸餾水沖洗，測試水溶液中Cd'Cu2+的濃度，得到吸附劑對Cd2+、Cu2+的吸附率分別為77.6%、58.9%。
[0017]實施例2
[0018]取自江西省樂平市水稻秸桿，用水沖洗干凈后在65°C下烘干至恒重，粉碎，過篩，選擇100目-200目秸桿進行試驗。
[0019]將一定量秸桿與硫酸濃度為0.1% (v/v)，雙氧水濃度為1.5% (v/v)的溶液混合，秸桿的加入量為20g/L，在60°C水浴鍋中加熱攪拌，充分反應Ih后過濾，反復沖洗直至中性，烘干樣品。取一定量處理后的秸桿置于0.5g/L磷酸溶液中，秸桿加入量為20g/L，然后置于水浴鍋中在60°C反應Ih后過濾，用蒸餾水反復沖洗至中性，烘干備用。
[0020]將制備好的改性吸附劑與配制的含鎘或銅離子的溶液混合，含鎘溶液中Cd2+濃度為100mg/L，pH值為5.68，含銅溶液中Cu2+濃度為100mg/L，pH值為5.44，吸附劑加入量為10g/L，吸附2h后，過濾，用蒸餾水沖洗，測試水溶液中Cd'Cu2+的濃度，得到吸附劑對Cd2+、Cu2+的吸附率分別為79.9%、71.9%。
[0021]實施例3
[0022]取自江西省樂平市水稻秸桿，用水沖洗干凈，烘干至恒重，采用振動粉碎機粉碎，選擇30目-60目的秸桿進行試驗。將一定量秸桿與硫酸濃度為0.1 % (v/v)，雙氧水濃度為2% (v/v)的溶液混合，秸桿加入量為20g/L在60°C水浴鍋中加熱攪拌，充分反應Ih后過濾，反復沖洗直至中性，烘干。取一定量氧化處理后的秸桿與15g/L磷酸氫二鈉溶液混合，秸桿加入量為20g/L，置于水浴鍋中在40°C反應2h，過濾，用蒸餾水反復沖洗至中性，烘干備用。
[0023]取某銅礦山酸性水庫積液池廢水，廢水含Cu2+18.962mg/L，基本不含Cd2+，pH值為3.10，將制備好的吸附劑加入該廢水中，加入量為10g/L，吸附Ih后過濾，洗滌，經測試Cu2+吸附率為81.36%。
【主權項】
1.本發明是一種高效吸附廢水中重金屬離子的生物質吸附劑制備方法，其特征在于:以水稻秸桿為原料，用蒸餾水沖洗干凈，烘干至恒重，粉碎，篩分備用。將一定粒度范圍的秸桿與酸性雙氧水溶液混合，采用水浴加熱攪拌方式反應，反應結束后過濾，反復用蒸餾水沖洗，直至中性，烘干。再取一定量氧化后的秸桿與磷酸或磷酸氫二鈉溶液混合，加熱攪拌反應，反應結束后過濾，用蒸餾水反復沖洗至中性，烘干備用。2.如權利要求1所述的一種高效吸附廢水中重金屬離子的生物質吸附劑制備方法，其特征在于所述酸性雙氧水溶液，硫酸濃度為0.1 % (v/v)-1 % (v/v)，雙氧水濃度為0.5 %(v/v) -5% (ν/ν) ο3.如權利要求1所述的一種高效吸附廢水中重金屬離子的生物質吸附劑制備方法，其特征在于所述磷酸濃度為0.lg/L-lg/L，磷酸氫二鈉溶液濃度為2-20g/L。4.如權利要求1所述的一種高效吸附廢水中重金屬離子的生物質吸附劑制備方法，其特征在于所述水浴加熱溫度范圍為25°C -90°C，反應時間為0.5h-5h05.如權利要求1所述的一種高效吸附廢水中重金屬離子的生物質吸附劑制備方法，其特征在于所述一定粒度范圍秸桿加入量為5-25g/L。
【專利摘要】本發明涉及一種高效吸附廢水中重金屬離子的生物質吸附劑制備方法，屬于材料制備，廢水處理領域。本發明特征為：以廉價易得的水稻秸稈為原料，水洗、烘干、粉碎、篩分。先經酸性雙氧水溶液預處理，采用水浴加熱攪拌方式反應，過濾、水洗至中性，烘干。然后將預處理后的秸稈以磷酸或磷酸氫二鈉為改性劑，加熱攪拌反應，反應結束后過濾、水洗至中性，烘干，制得所需的重金屬離子吸附劑。該發明具有制備方法簡單、成本低、無二次污染等特點。
【IPC分類】C02F1/28, B01J20/24, B01J20/30, C02F1/62
【公開號】CN105013451
【申請號】CN201510485791
【發明人】李曉暉, 艾仙斌, 胡淼, 丁建南
【申請人】江西省科學院生物資源研究所
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年8月3日