CN102553520A - 一种铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的制备、使用及再生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型除锑吸附剂-铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的制备、使用及再生方法,属于水处理应用技术领域。铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂同时具有氧化和吸附性能,具有适中的孔道结构和丰富的活性吸附位,从而在广谱pH值范围内对三价锑和五价锑均具有优良吸附效能。该材料装填至吸附反应器后即可用于除锑,吸附饱和后可通过简单的方法实现再生,操作简单易行。
Description
技术领域
本发明属于吸附法去除饮用水及工业废水中锑等污染物的材料领域,特别涉及以铁氧化物、锰氧化物、铝氧化物为基础的铁锰铝复合氧化物除锑吸附剂及应用方法。
背景技术
锑是一种广泛分布的有毒元素,锑对人体和生物具有慢性毒性及致癌性,长期饮用或接触低浓度的锑会对人体的肝脏、心血管系统等产生致命的破坏。许多国家都对锑制定了严格的环境标准。我国最新饮用水标准规定饮用水中锑的浓度限值为5μg/L;强制性地方污染物排放标准中规定锑及其化合物的最高允许排放浓度为在现有生产线中为0.65mg/L,新建生产线为0.5mg/L。我国锑储量和产量均居世界之首,锑污染较为严重。我国西南许多锑矿区锑的大规模污染和锑对人体的毒性迫切要求对含锑废水进行处理,并对地表环境的锑污染进行控制和修复。
水中锑的去除技术是国内外研究的热点与难点问题。目前用于除锑的技术包括:1)吸附法,目前应用的吸附材料有针铁矿、赤铁矿、二氧化硅、蒙脱石、活性碳等。此种方法应用广泛,材料易于获取,缺点是吸附量较低,再生比较困难。2)沉淀法,常用的沉淀剂有硫化物、铁盐、铝盐、钙盐、石灰水等。沉淀法工艺简单,操作方便,但是只适用于高浓度工业废水,且产生大量含锑废渣,容易造成二次污染。3)离子交换法,应用离子交换树脂作为吸附交换剂,该方法成本较高,难以在工程实际中大规模推广应用。4)挥发法,在废水中投加盐酸和阳离子表面活性剂,然后通入空气,使锑吸附在气泡表面,吹脱去除。该方法操作复杂,难以在工程实际中大规模推广应用。三价锑在主要以非离子形式存在,难以去除;而五价锑在广谱pH值范围内主要以电负性离子形式存在,较容易去除。因此,将三价锑氧化为五价锑可大幅提高吸附、离子交换、共沉淀等方法对锑的去除效果。
对于饮用水及工业废水体系下锑的去除而言,开发具有高吸附容量及吸附效率的吸附剂是目前国内外研究和技术开发的热点和难点问题。蔡亚岐等人发明的氧化铁及氧化锰复合纳米材料(专利申请号:CN201010139529)能够有效去除水中磷、砷和锑,具有纳米效应明显、反应活性强、吸附量大、选择性高等优点,但材料制备工艺复杂,成本昂贵,难以在工程实际中大规模推广应用。因此,针对饮用水及工业废水的锑污染,开发高效、成本低廉、使用方便、可在工程中大规模应用的除锑吸附剂,这是目前研究与工程应用中亟需解决的难点问题,也是我国重金属污染控制的重要需求。
针对上述技术难题与技术需求,本发明提出一种将具有氧化与吸附性能的铁锰铝氧化物负载在多孔载体表面获得的负载型吸附剂的制备、应用和使用方法。其中,锰氧化物具有氧化能力可将三价锑氧化为五价锑;铁氧化物对锑有很高的吸附容量;铝氧化物不仅具有吸附锑的能力,而且可以通过掺杂作用改变材料孔容与孔径,使得锑更容易进入材料孔道并占据吸附位点,从而表现出更强的吸附除锑效果。本发明所用多孔载体为广泛用于吸附剂及催化剂的载体材料沸石,其具有中孔径手性孔网络结构,具有比表面积大、介孔结构丰富、耐酸碱、耐热、机械强度好等特点。
发明内容
本发明目的:
提供一种铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的制备方法,以及该吸附剂在水处理中的使用方法和再生方法。本发明涉及的吸附材料中,具有多孔结构的沸石为负载基体,而铁锰铝复合氧化物则为吸附剂的活性组分。本发明涉及的吸附材料同时具有氧化和吸附性能,具有适中的孔道结构和丰富的活性吸附位,从而在广谱pH值范围内对三价锑和五价锑均具有优良吸附效能;该材料吸附饱和之后,只需简单的再生操作即可恢复优良的除锑能力。
本发明的技术方案:
本发明提供一种铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂,包括铁锰铝复合氧化物和载体两部分。其中,铁锰铝复合氧化物与载体的质量比为(0.05-10)∶100。
如上所述的铁锰铝复合氧化物为3Fe·Mn·aAl·OxHy,是由水合铁氧化物(Fe·OxHy)、水合锰氧化物(Mn·OxHy)、水合铁锰氧化物(3FeMn·OxHy)、水合铝氧化物(Al·OxHy)经氧化/还原、水解共沉淀、聚合等化学反应而得。
如上所述的沸石为吸附剂的载体。
(1)铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的制备方法
以高锰酸盐和碱液为原料配制高锰酸钾和碱液的混合溶液;以亚铁盐和铝盐为原料,配制亚铁盐和铝盐的混合溶液。
所述的亚铁盐溶液包括氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁等溶液中的一种或大于一种以上的混合物;所述的高锰酸盐溶液包括高锰酸钾、高锰酸钠等溶液中的一种或大于一种以上的混合物;所述的铝盐溶液包括硫酸铝、氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、硝酸铝、聚合硝酸铝、明矾等溶液中的一种或大于一种以上的混合物;所述的碱液包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等溶液中的一种或大于一种以上的混合物。其中,亚铁盐溶液中铁元素的摩尔数mFe与高锰酸盐溶液中锰元素的摩尔数mMn的比值mFe∶mMn为3;铝盐溶液中铝元素的摩尔数mAl与高锰酸盐溶液中锰元素的摩尔数mMn的比值mAl∶mMn为0.15-15;亚铁盐溶液中铁元素的摩尔数mFe与铝盐溶液中铝元素的摩尔数mAl二者之和(即mFe+mAl)除以与碱液中OH-的摩尔数mOH -的比值(mFe+mAl)∶mOH -在0.3-10之间。
在充分搅拌条件下,将高锰酸钾和碱液的混合溶液加入到亚铁盐和铝盐的混合溶液中,或将亚铁盐和铝盐的混合溶液加入到高锰酸钾和碱液的混合溶液中;继续在充分搅拌条件下充分反应30-60分钟,获得铁锰铝复合氧化物3Fe·Mn·aAl·OxHy。之后,加入沸石并震荡2-4小时,静置、陈化2-24小时;撇去上清液后,加入去离子水清洗固体,如此重复多次直至清洗液pH值在6.8-7.8之间。
将通过上述方法获得的固体在50-75℃下低温干燥2-12小时,之后再升温至100-105℃烘干2-24小时,即获得铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂。
(2)铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的使用方法
本发明还提供上述铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的使用方法如下:将上述铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂填充到吸附固定床反应器中,待净化水源由进水口充入正向流经铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂填料床,之后由出水口流出,水在吸附固定床反应器中的滤速范围为1-12m/h;当铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂吸附达到饱和或出水中锑浓度超过国家相关标准要求,则停止进水并对铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂进行再生。
(3)铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂原位再生方法
本发明还提供上述铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的再生方法如下:铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂将高锰酸盐溶液(加入适量碱液使加碱后的高锰酸盐溶液与亚铁盐与铝盐的混合溶液反应陈化后溶液pH值在6.0-8.0)从吸附固定床反应器的出水口进入,缓慢逆向流经填充床,之后把亚铁盐与铝盐溶液从进水口处泵入吸附固定床反应器,使亚铁盐与铝盐缓慢正向流过填充床,反应完毕后静止2h,用去离子水正向冲洗填充柱直至出水中溶解性铁离子浓度低于0.2mg/L,锰离子浓度低于0.1mg/L,铝离子浓度低于0.2mg/L。
本发明特点:
1.铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂制备过程简单、成本低廉。
2.铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂可对三价锑和五价锑等污染物均表现出良好的去除效果。
3.所制备的铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂具有吸附速度快、容量大,具有优异的水质净化效能。
4.采用原位再生方法实现吸附活性的再生,方法简单易行,再生效果良好。
附图说明
图1为本发明所述的吸附固定床反应器结构示意图。
附图标记:
1.进水口;2.吸附固定床;3.出水口。
具体实施方式
实施例1:铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的制备:称取27.8g FeSO4·7H2O,5.27g KMnO4,24.3gAl2(SO4)3·7H2O,分别溶于500ml水中。mFe∶mMn为3∶1,mAl∶mMn为3∶2,(mFe+mAl)∶mOH -为1∶1。在高锰酸钾溶液中溶入6g NaOH,然后加入硫酸亚铁与硫酸铝的混合溶液,快速搅拌下将200g沸石(BET 200m2/g,60目以上)加入到混合液中,继续搅拌30分钟,然后静置、室温陈化16小时。经陈化,撇去上清液,再加入少量稀的氢氧化钠溶液中和至中性,然后加入1000ml去离子水,搅拌、洗涤15分钟,过滤方法进行固液分离,固体吸附剂继续加去离子水洗涤4次,分离出吸附剂后,将其置于烘箱中于50-55℃下烘3小时,升温至100℃保持4小时,即得铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂。
应用于锑去除:吸附固定床反应器填有制备的铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂,其中反应器高约1.2m,直径10cm,填充体积6000cm3。某含锑水,三价锑浓度0.1mg/L,pH6.7。从填充柱下方进水,上端出水,滤速2m/h,定期测定出水锑浓度。流经140倍填充体积后,出水中锑浓度才高于5μg/L。
实施例2:铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的制备:称取19.1g FeCl2·4H2O,5.27g KMnO4,22.9gAlCl3·6H2O,分别溶于500ml水中。mFe∶mMn为3∶1,mAl∶mMn为3∶2,(mFe+mAl)∶mOH -为1∶1。在高锰酸钾溶液中溶入6g NaOH,然后加入氯化亚铁与氯化铝的混合溶液,快速搅拌下将300g沸石(BET 170m2/g,30目以上)加入到混合液中,继续搅拌45分钟,然后静置、室温陈化24小时。经陈化,撇去上清液,再加入少量稀的氢氧化钠溶液中和至中性,然后加入1000ml去离子水,搅拌、洗涤15分钟,过滤方法进行固液分离,固体吸附剂继续加去离子水洗涤4次,分离出吸附剂后,将其置于烘箱中于50-55℃下烘3小时,升温至100℃保持4小时,即得铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂。
应用于锑去除:所用反应器同应用例1。某含锑废水,三价锑浓度0.12mg/L,pH7.5。从填充柱下方进水,上端出水,滤速1.5m/h,定期测定出水锑浓度。流经160倍填充体积后,出水中锑浓度才高于5μg/L。
实施例3:铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的制备:称取27.8g FeSO4·7H2O,5.27g KMnO4,22.9gAlCl3·6H2O,分别溶于600ml水中。mFe∶mMn为3∶1,mAl∶mMn为3∶2,(mFe+mAl)∶mOH -为1∶1。在高锰酸钾溶液中溶入6g NaOH,然后加入氯化亚铁与氯化铝的混合溶液,快速搅拌下将260g沸石(BET 230m2/g,60目以上)加入到混合液中,继续搅拌1小时,然后静置、室温陈化24小时。经陈化,撇去上清液,再加入少量稀的氢氧化钠溶液中和至中性,然后加入800ml去离子水,搅拌、洗涤15分钟,过滤方法进行固液分离,固体吸附剂继续加去离子水洗涤4次,分离出吸附剂后,将其置于烘箱中于45-55℃下烘2小时,升温至100℃保持4小时,即得铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂。
应用于锑去除:所用反应器同应用例1。某含锑废水,三价锑浓度0.15mg/L,pH6.5。从填充柱下方进水,上端出水,滤速1.2m/h,定期测定出水锑浓度。流经190倍填充体积后,出水中锑浓度才高于5μg/L。
实施例4:铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的制备:称取27.8g FeSO4·7H2O,5.27g KMnO4,15.3gAlCl3·6H2O,分别溶于600ml水中。mFe∶mMn为3∶1,mAl∶mMn为1∶1,(mFe+mAl)∶mOH -为1∶1。在高锰酸钾溶液中溶入5.3g NaOH,然后加入氯化亚铁与氯化铝的混合溶液,快速搅拌下将320g沸石(BET 210m2/g,50目以上)加入到混合液中,继续搅拌0.8小时,然后静置、室温陈化16小时。经陈化,撇去上清液,再加入少量稀的氢氧化钠溶液中和至中性,然后加入500ml去离子水,搅拌、洗涤15分钟,过滤方法进行固液分离,固体吸附剂继续加去离子水洗涤4次,分离出吸附剂后,将其置于烘箱中于45-50℃下烘3小时,升温至95℃保持4小时,即得铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂。
应用于锑去除:所用反应器同应用例1。某含锑废水,三价锑浓度0.2mg/L,pH6.5。从填充柱下方进水,上端出水,滤速1.5m/h,定期测定出水锑浓度。流经150倍填充体积后,出水中锑浓度才高于5μg/L。
实施例5:铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的制备:称取27.8g FeSO4·7H2O,5.27g KMnO4,16.2gAl2(SO4)3·7H2O,分别溶于500ml水中。mFe∶mMn为3∶1,mAl∶mMn为1∶1,(mFe+mAl)∶mOH -为1∶1。在高锰酸钾溶液中溶入5.3g NaOH,然后加入氯化亚铁与氯化铝的混合溶液,快速搅拌下将300g沸石(BET 230m2/g,50目以上)加入到混合液中,继续搅拌0.8小时,然后静置、室温陈化16小时。经陈化,撇去上清液,再加入少量稀的氢氧化钠溶液中和至中性,然后加入800ml去离子水,搅拌、洗涤10分钟,过滤方法进行固液分离,固体吸附剂继续加去离子水洗涤3次,分离出吸附剂后,将其置于烘箱中于45-50℃下烘3小时,升温至105℃保持4小时,即得铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂。
应用于锑去除:所用反应器同应用例1。某含锑废水,三价锑浓度0.12mg/L,pH6.7。从填充柱下方进水,上端出水,滤速2m/h,定期测定出水锑浓度。流经180倍填充体积后,出水中锑浓度才高于5μg/L。
实施例6:铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的制备:称取27.8g FeSO4·7H2O,5.27g KMnO4,16.2gPAC,分别溶于500ml水中。mFe∶mMn为3∶1,mAl∶mMn为1∶1,(mFe+mAl)∶mOH -为1∶1。在高锰酸钾溶液中溶入5.3g NaOH,然后加入氯化亚铁,PAC的混合溶液,快速搅拌下将270g沸石(BET 230m2/g,50目以上)加入到混合液中,继续搅拌0.5小时,然后静置、室温陈化15小时。经陈化,撇去上清液,再加入少量稀的氢氧化钠溶液中和至中性,然后加入700ml去离子水,搅拌、洗涤12分钟,过滤方法进行固液分离,固体吸附剂继续加去离子水洗涤3次,分离出吸附剂后,将其置于烘箱中于45-50℃下烘4小时,升温至105℃保持4小时,即得铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂。
应用于锑去除:所用反应器同应用例1。某含锑废水,三价锑浓度0.13mg/L,pH6.9。从填充柱下方进水,上端出水,滤速2.5m/h,定期测定出水锑浓度。流经180倍填充体积后,出水中锑浓度才高于5μg/L。
实施例7:铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的制备:称取27.8g FeSO4·7H2O,5.27g KMnO4,24.3gPAC,分别溶于500ml水中。mFe∶mMn为3∶1,mAl∶mMn为3∶2,(mFe+mAl)∶mOH -为1∶1。在高锰酸钾溶液中溶入6g NaOH,然后加入氯化亚铁,PAC的混合溶液,快速搅拌下将300g沸石(BET 200m2/g,50目以上)加入到混合液中,继续搅拌0.6小时,然后静置、室温陈化12小时。经陈化,撇去上清液,再加入少量稀的氢氧化钠溶液中和至中性,然后加入800ml去离子水,搅拌、洗涤10分钟,过滤方法进行固液分离,固体吸附剂继续加去离子水洗涤4次,分离出吸附剂后,将其置于烘箱中于55-60℃下烘2小时,升温至105℃保持4小时,即得铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂。
应用于锑去除:所用反应器同应用例1。某含锑废水,三价锑浓度0.11mg/L,pH6.2。从填充柱下方进水,上端出水,滤速2m/h,定期测定出水锑浓度。流经200倍填充体积后,出水中锑浓度才高于5μg/L。
实施例8:铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的制备:称取19.1g FeCl2·4H2O,5.27g KMnO4,24.3gPAC,分别溶于500ml水中。mFe∶mMn为3∶1,mAl∶mMn为3∶2,(mFe+mAl)∶mOH -为1∶1。在高锰酸钾溶液中溶入6g NaOH,然后加入氯化亚铁,PAC的混合溶液,快速搅拌下将280g沸石(BET 200m2/g,40目以上)加入到混合液中,继续搅拌1.0小时,然后静置、室温陈化16小时。经陈化,撇去上清液,再加入少量稀的氢氧化钠溶液中和至中性,然后加入900ml去离子水,搅拌、洗涤15分钟,过滤方法进行固液分离,固体吸附剂继续加去离子水洗涤3次,分离出吸附剂后,将其置于烘箱中于55-60℃下烘3小时,升温至95℃保持4小时,即得铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂。
应用于锑去除:所用反应器同应用例1。某含锑废水,三价锑浓度0.14mg/L,pH6.3。从填充柱下方进水,上端出水,滤速1.8m/h,定期测定出水锑浓度。流经180倍填充体积后,出水中锑浓度才高于5μg/L。
实施例9:铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的制备:称取19.1g FeCl2·4H2O,5.27g KMnO4,16.2gPAC,分别溶于500ml水中。mFe∶mMn为3∶1,mAl∶mMn为1∶1,(mFe+mAl)∶mOH -为1∶1。在高锰酸钾溶液中溶入5.3g NaOH,然后加入氯化亚铁,PAC的混合溶液,快速搅拌下将270g沸石(BET 230m2/g,50目以上)加入到混合液中,继续搅拌0.5小时,然后静置、室温陈化15小时。经陈化,撇去上清液,再加入少量稀的氢氧化钠溶液中和至中性,然后加入800ml去离子水,搅拌、洗涤12分钟,过滤方法进行固液分离,固体吸附剂继续加去离子水洗涤3次,分离出吸附剂后,将其置于烘箱中于45-50℃下烘4小时,升温至105℃保持4小时,即得铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂。
应用于锑去除:所用反应器同应用例1。某含锑废水,三价锑浓度0.12mg/L,pH6.8。从填充柱下方进水,上端出水,滤速2m/h,定期测定出水锑浓度。流经170倍填充体积后,出水中锑浓度才高于5μg/L。
实施例10:铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的制备:称取18g Fe(NO3)2,5.27g KMnO4,24.3g PAC,分别溶于500ml水中。mFe∶mMn为3∶1,mAl∶mMn为3∶2,(mFe+mAl)∶mOH -为1∶1。在高锰酸钾溶液中溶入6g NaOH,然后加入硝酸亚铁,PAC的混合溶液,快速搅拌下将300g沸石(BET 200m2/g,50目以上)加入到混合液中,继续搅拌0.6小时,然后静置、室温陈化12小时。经陈化,撇去上清液,再加入少量稀的氢氧化钠溶液中和至中性,然后加入800ml去离子水,搅拌、洗涤10分钟,过滤方法进行固液分离,固体吸附剂继续加去离子水洗涤4次,分离出吸附剂后,将其置于烘箱中于55-60℃下烘2小时,升温至105℃保持4小时,即得铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂。
应用于锑去除:所用反应器同应用例1。某含锑废水,三价锑浓度O.14mg/L,pH6.5。从填充柱下方进水,上端出水,滤速1.6m/h,定期测定出水锑浓度。流经150倍填充体积后,出水中锑浓度才高于5μg/L。
实施例11:铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的原位再生:当填充柱出水中锑浓度高于水质要求时,停止进水,放空柱中水后,从填充柱的下方缓慢泵入加有碱液的500ml 0.04mol/L KMnO4溶液,然后从填充柱上方缓慢加入500ml 0.12mol/L的硫酸亚铁及0.12mol/L的硫酸铝溶液,流速均为5ml/min。加毕,静止陈化12小时,然后放出水相,用去离子水冲洗填充柱,直至出水中溶解性铁、锰、铝离子的浓度低于水质要求。
实施例12:原位再生三次后铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的除锑效果:填充柱与含锑废水与例2相同,三价锑浓度0.2mg/l,pH6.7。从填充柱下方进水,上端出水,滤速3m/h,定期测定出水锑浓度。流经180倍填充体积后,出水中锑浓度才高于5μg/l。
实施例13:铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的制备:称取19.1g FeCl2·4H2O,5.27g KMnO4,16.2g PAC,分别溶于500ml水中。mFe∶mMn为3∶1,mAl∶mMn为1∶1,(mFe+mAl)∶mOH -为1∶1。在高锰酸钾溶液中溶入9.3g KOH,然后加入氯化亚铁,PAC的混合溶液,快速搅拌下将250g沸石(BET 200m2/g,60目以上)加入到混合液中,继续搅拌0.8小时,然后静置、室温陈化15小时。经陈化,撇去上清液,再加入少量稀的氢氧化钠溶液中和至中性,然后加入1000ml去离子水,搅拌、洗涤10分钟,过滤方法进行固液分离,固体吸附剂继续加去离子水洗涤3次,分离出吸附剂后,将其置于烘箱中于50-55℃下烘4小时,升温至105℃保持4小时,即得铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂。
应用于锑去除:所用反应器同应用例1。某含锑废水,三价锑浓度0.11mg/L,pH6.3。从填充柱下方进水,上端出水,滤速2.7m/h,定期测定出水锑浓度。流经200倍填充体积后,出水中锑浓度才高于5μg/L。
Claims (9)
1.一种铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂,包括铁锰铝复合氧化物和载体两部分。其中,铁锰铝复合氧化物与载体的质量比为(0.05-10)∶100。
2.根据权利要求1所述的铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂,其特征在于,所述的铁锰铝复合氧化物是由水合铁氧化物(Fe·OxHy)、水合锰氧化物(Mn·OxHy)、水合铁锰氧化物(3FeMn·OxHy)、水合铝氧化物(Al·OxHy)经化学反应而组成的复合材料;所述的沸石为载体。
3.根据权利要求1和2所述的铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)分别制备高锰酸钾和碱液的混合溶液,亚铁盐和铝盐的混合溶液。
(2)在充分搅拌条件下,将高锰酸钾和碱液的混合溶液加入到亚铁盐和铝盐的混合溶液中,或将亚铁盐和铝盐的混合溶液加入到高锰酸钾和碱液的混合溶液中;继续在充分搅拌条件下充分反应30-60分钟。
(3)加入沸石并震荡2-4小时,静置、陈化2-24小时;撇去上清液,加入清水清洗固体,如此重复多次直至清洗液pH值在6.8-7.8之间。
(4)将清洗后固体在50-75℃下低温干燥2-12小时,之后再升温至100-105℃烘干2-24小时。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述的亚铁盐溶液包括氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁等溶液中的一种或大于一种以上的混合物;所述的高锰酸盐溶液包括高锰酸钾、高锰酸钠等溶液中的一种或大于一种以上的混合物;所述的铝盐溶液包括硫酸铝、氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、硝酸铝、聚合硝酸铝、明矾等溶液中的一种或大于一种以上的混合物;所述的碱液包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等溶液中的一种或大于一种以上的混合物。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,亚铁盐溶液中铁元素的摩尔数mFe与高锰酸盐溶液中锰元素的摩尔数mMn的比值mFe∶mMn为3;铝盐溶液中铝元素的摩尔数mAl与高锰酸盐溶液中锰元素的摩尔数mMn的比值mAl∶mMn为0.15-15;亚铁盐溶液中铁元素的摩尔数mFe与铝盐溶液中铝元素的摩尔数mAl二者之和(即mFe+mAl)除以与碱液中OH-的摩尔数mOH -的比值(mFe+mAl)∶mOH -在0.3-15之间。
6.根据权利要求1和2所述的铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的使用方法,其特征在于,将铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂填充到吸附固定床反应器中,待净化水源由进水口充入由出水口流出,水在吸附固定床反应器中的滤速范围为1-12m/h。
7.根据权利要求1和2所述的铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的再生方法,其特征在于,包括异位再生方法和原位再生方法两种。
8.根据权利要求7所述的铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的异位再生方法,包括如下步骤:
(1)分别制备高锰酸钾和碱液的混合溶液,亚铁盐和铝盐的混合溶液。
(2)在充分搅拌条件下,将高锰酸钾和碱液的混合溶液加入到亚铁盐和铝盐的混合溶液中,或将亚铁盐和铝盐的混合溶液加入到高锰酸钾和碱液的混合溶液中;继续在充分搅拌条件下充分反应30-60分钟。
(3)加入沸石并震荡2-4小时,静置、陈化2-24小时;撇去上清液,加入清水清洗固体,如此重复多次直至清洗液pH值在6.8-7.8之间。
9.根据权利要求7所述的铁锰铝复合氧化物/沸石除锑吸附剂的原位再生方法,包括如下步骤:
(1)分别制备高锰酸钾和碱液的混合溶液,亚铁盐和铝盐的混合溶液。
(2)用泵将高锰酸钾和碱液的混合溶液从吸附固定床反应器的出水口泵入,以0.1-1m/h的滤速逆向流经填料床;之后用泵将亚铁盐和铝盐的混合溶液从吸附固定床反应器的进水口泵入,以0.1-1m/h的滤速正向流经填料床;反应完毕后静置2h。
(3)用清水正向冲洗填料床直至出水中溶解性铁离子浓度低于0.3mg/L,锰离子浓度低于0.1mg/L,铝离子浓度低于0.2mg/L。
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