CN103263897A

CN103263897A - 改性回流口污泥及对重金属离子的吸附性能研究

Info

Publication number: CN103263897A
Application number: CN2013100575076A
Authority: CN
Inventors: 史子璇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-02-25
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2013-08-28

Abstract

本发明公开了一种利用酸碱法对回流口污泥进行处理的方法，作为生物吸附剂对重金属离子进行吸附研究。对回流口污泥进行选择性改性可以提高其吸附能力；研究了pH、吸附动力学、吸附温度、初始浓度等条件对吸附性能的影响，确定了最佳吸附条件；研究发现处理的回流口污泥具有稳定性强、分散性强、吸附量大、吸附平衡快、易分离、重复使用率高等优点；吸附过程中受pH影响很大，通过调节pH值使回流口污泥对重金属离子选择性吸附；改性回流口污泥可用于废水中重金属的分离富集，具有很好的应用潜力，为环境污染物的处理和废物回收利用提供了简单易行的方法和手段。

Description

改性回流口污泥及对重金属离子的吸附性能研究

技术领域

本发明属于新型生物吸附材料的制备方法，特别涉及采用一种简单、方便的方法处理回流口污泥作为废水处理的吸附材料，并研究了其对重金属离子的吸附原理。

背景技术

现在处理重金属废水的方法主要是物理和化学法，如吸附法、离子交换法、化学沉淀法、膜分离法、氧化还原法等，但一些方法都具有二次污染、高成本、处理效率低等问题。因此，人们开始为重金属废水的处理寻找新的方法。回流口污泥是城市污水处理厂产生的副产物，其成分复杂，处理处置难度大。回流口污泥的产生量十分庞大，且随着城市的发展，新的污水处理厂不断建立，剩余污泥的产生量越来越大。回流口污泥主要由细胞体、胞外聚合物(EPS)、絮体吸附的有机物和无机物组成，作为吸附剂吸附废水中的重金属。合理利用回流口污泥，对减少环境污染、节约资源具有重要意义。回流口污泥中的某些微生物如细菌、真菌、藻类和污水污泥等对重金属有很强的吸附能力。采用廉价的回流口污泥吸附废水中的重金属具有效率高、平衡速度快、处理成本低等特点；吸附了重金属的生物质可以通过酸洗等方法再生，当生物吸附剂量充足时，吸附了重金属的生物质也可通过焚烧进行处理。

采用了污水厂里的回流口污泥作为低廉的生物吸附材料；通过简便、低廉、快速的方法对回流口污泥进行选择性处理，此材料具有良好的分散性能，具有很大的比表面积，增加了吸附位点；研究了pH、吸附时间、吸附温度、初始浓度等条件对吸附性能的影响，获得稳定性好、吸附量大、吸附平衡快、易分离、重复使用率高等优点，可用于废水中重金属的分离富集，具有很好的应用潜力。这些为用于污水处理研究奠定了良好的基础。可以预言，随着合成手段的迅猛发展，基于回流口污泥的功能材料的应用范围将更加广泛。

发明内容

本发明的目的在于改性回流口污泥作为吸附剂及研究其对重金属离子的吸附性能。

本发明是对回流口污泥进行简单的处理，然后对重金属离子进行吸附研究，其具体包括以下步骤：

A.改性回流口污泥制备

酸性污泥制备：取一定量的回流口污泥加入一定浓度的盐酸溶液调节到一定pH，然后进行搅拌处理，洗至中性，离心，干燥。其具体参数为：盐酸溶液浓度范围为3～5mol/L；调节pH范围为1.5～2.5；搅拌速度为130～160r/min；搅拌时间为10～12h。

碱性污泥制备：取一定量回流口污泥加入一定浓度的碱溶液中进行搅拌处理，洗至中性离心，干燥。其具体参数为：NaOH溶液浓度范围为4～6mol/L；调节pH值范围为10.5～12.5；搅拌速度为140～160r/min；搅拌时间为11～12h。

B.改性回流口污泥对重金属离子吸附研究

将改性的回流口污泥加入到含有重金属离子的溶液中，在一定温度下调节pH，在震荡器中进行吸附实验，离心，取上清液，然后用火焰原子吸收对上清液进行测定，测得最佳吸附条件。最佳吸附条件具体参数为：回流口污泥用量为0.8～1.2g/100mL；温度为24～25℃；pH值范围为4.5～5.5；震荡时间为6～10h。

本发明所制备的改性回流口污泥吸附材料，其具有以下优势：

(1)具有很好的分散性，防止局部团聚；

(2)增加了吸附材料的吸附位点，从而提高了吸附速度和吸附量，稳定性强；

(3)无二次污染，是一种环保友好型吸附材料；

(4)在实际应用中易分离。

具体实施方式

实例1：改性回流口污泥吸附材料的制备

A.改性回流口污泥的制备

酸处理——取1L回流口污泥，用3mol/L HCl调节pH值为2.5，在130r/min下磁力搅拌12h后，用超纯水洗至中性；碱处理——取1L回流口污泥，用4mol/L NaOH溶液调节pH值为10.5，在140r/min下磁力搅拌12h后，用超纯水洗至中性。

B.改性回流口污泥对重金属离子吸附研究

取0.8g/100mL改性回流口污泥加到金属离子溶液中，在反应温度为24℃时，用0.1mol/L的NaOH或HNO₃溶液分别调至所需pH值到4.5，振荡(120r/min)6h，离心后取上清液测定重金属质量浓度。

实例2：改性回流口污泥吸附材料的制备

A.改性回流口污泥的制备

酸处理——取1L回流口污泥，用4mol/L HCl调节pH值为2，在150r/min下磁力搅拌11h后，用超纯水洗至中性；碱处理——取1L回流口污泥，用5mol/L NaOH溶液调节pH值为11，在150r/min下磁力搅拌11.5h后，用超纯水洗至中性。

B.改性回流口污泥对重金属离子吸附研究

取1g/100mL改性回流口污泥加到金属离子溶液中，在反应温度为24.5℃时，用0.1mol/L的NaOH或HNO₃溶液分别调至所需pH值到5，振荡(120r/min)8h，离心后取上清液测定重金属质量浓度。

实例3：改性回流口污泥吸附材料的制备

A.改性回流口污泥的制备

酸处理——取1L回流口污泥，用5mol/L HCl调节pH值为1.5，在160r/min下磁力搅拌10h后，用超纯水洗至中性；碱处理——取1L回流口污泥，用6mol/L NaOH溶液调节pH值为12.5，在160r/min下磁力搅拌11h后，用超纯水洗至中性。

C.改性回流口污泥对重金属离子吸附研究

取1.2g/100mL改性回流口污泥加到金属离子溶液中，在反应温度为25℃时，用0.1mol/L的NaOH或HNO₃溶液分别调至所需pH值到5.5，振荡(120r/min)9h，离心后取上清液测定重金属质量浓度。

Claims

1.改性回流口污泥生物吸附材料的制备及对重金属离子的吸附研究，其特征在于方法依次包括以下A、B两个步骤：

A.改性回流口污泥的制备

酸性污泥制备：取一定量的回流口污泥加入一定浓度的盐酸溶液调节到一定pH，然后进行搅拌处理，洗至中性，离心，干燥。碱性污泥制备：取一定量回流口污泥加入一定浓度的碱溶液中进行搅拌处理，洗至中性离心，干燥。

B.改性回流口污泥对重金属离子吸附研究

将改性的回流口污泥加入到含有重金属离子的溶液中，在一定温度下调节pH，在震荡器中进行吸附实验，离心，取上清液，然后用火焰原子吸收对上清液进行测定，测得最佳吸附条件。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于酸性污泥的制备步骤中，盐酸溶液浓度范围为3～5mol/L；调节pH范围为1.5～2.5；搅拌速度为130～160r/min；搅拌时间为10～12h。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于碱性污泥的制备步骤中：NaOH溶液浓度范围为4～6mol/L；调节pH值范围为10.5～12.5；搅拌速度为140～160r/min；搅拌时间为11～12h。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于改性回流污泥对重金属离子的吸附步骤中，改性回流口污泥用量为0.8～1.2g/100mL；温度为24～25℃；pH值范围为4.5～5.5；震荡时间为6～10h。