CN104162407B - 一种利用改性硅藻土深度处理含镍污水的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用改性硅藻土深度处理含镍污水的方法，属于环境修复技术领域。配成浓度不低于2mmol/L的三(羟甲基)氨基甲烷的水溶液，用盐酸调节pH值至8-8.8，得Tris-HCl缓冲溶液；取一定量Tris-HCl缓冲溶液，搅拌下加入浓度不低于2mmol/L的多酚类化合物，完全溶解；加入硅藻土，加入量不超过500g/L，搅拌后密封静置12小时以上，即得改性的硅藻土；洗涤，自然晾干；装填成柱，镍浓度不超过0.8mg/L的污水灌入过滤柱中，保持不少于3分钟，放出滤液即可实现含镍污水的深度处理。原料价格低廉、环境友好，设备简单；可实现含镍污水连续快速的处理，操作简便；改性硅藻土可再生循环使用。
Description
技术领域
本发明属于环境修复领域，涉及到天然硅藻土的表面改性，特别涉及一种利用改性硅藻土深度处理含镍污水的方法。
背景技术
随着电镀、化学化工及矿产开采行业的发展，大量含镍污水被排放到自然水体中，造成水体镍含量的增加，污染水源，危害人类及生物的安全。镍是人体必需的生命元素，但镍的过量摄入会对人体造成危害，可引起炎症、癌症、神经衰弱症、系统紊乱、降低生育能力、致畸和致突变等。镍能影响遗传物质的合成、影响多种酶和内分泌腺的作用、引起基因点突变、基因丢失、基因扩增、产生"镍指"、形成Ni2+-肽复合物、诱导产生活性氧及其影响电解质中的离子含量等。每天摄入可溶性镍250mg会引起中毒。有些人比较敏感，摄入600μg即可引起中毒。依据动物实验，慢性超量摄取或超量暴露，可导致心肌、脑、肺、肝和肾退行性变。
根据国家1996年批准的《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的规定，镍作为第一类污染物，其最高允许排放浓度为1.0mg/L。此后国家一再提高其排放标准，2012年出台的《钢铁工业水污染物排放标准》(13456-2012)中关于水污染物特别排放限值规定，镍的排放量应低于0.05mg/L。与此同时，世界各国对包括镍在内的金属离子排放都给出了严格的标准。德国和荷兰对镍的排放浓度限值为0.5mg/L，严格程度已经位列各发达国家之首。
污水中镍的处理主要是通过与混凝剂三氯化铁混合的化学沉淀的方法初步去除镍离子。这个方法技术相对可靠，操作简便成熟，但要达到高的国家排放标准，仍然需要深度处理。通过反渗透的方式，利用逆渗透膜(ReverseOsmosismembrane，RO)进行处理，效果好，去除率高，但是费用昂贵，处理时间长，很难实现大量含镍污水的快速深度处理。美国的微鼻(MicroNose)技术，通过深度去除镍等重金属离子效果好，出水满足国家电镀废水排放标准，用后的废料亦可进行安全填埋。但是至今也主要针对饮用水处理，对于工业污水处理来说，成本仍然难以接受
发明内容
本发明的目的是提供一种利用天然多酚自聚合的特点改性硅藻土表面的方法，并构筑一种通过改性后的硅藻土深度处理含镍污水进的装置。
一种利用改性硅藻土深度处理含镍污水的方法，具体步骤如下：
1.将硅藻土破碎成粉末状或挤压成块。
2.配成浓度不低于2mmol/L的三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)的水溶液，用盐酸调节pH值到8-8.8，优选pH值至8.5，得Tris-HCl缓冲溶液。
3.取一定量Tris-HCl缓冲溶液，搅拌下加入多酚类化合物，多酚类化合物浓度不低于2mmol/L。搅拌至完全溶解，加入适量硅藻土(不超过500g/L)，搅拌后密封静置12小时以上，即得改性的硅藻土。在多酚类化合物溶解后，加入与多酚类化合物等物质的量的多胺类化合物，可提高形成的多酚膜强度。所述的多胺类化合物是二乙烯三胺。
4.将步骤3得到改性的硅藻土滤出，用去离子水洗涤至滤出液无色，自然晾干。
5.将步骤4晾干得到的硅藻土装填成柱，镍含量浓度不超过0.8mg/L的污水灌入过滤柱中，保持不少于3分钟，放出滤液即可实现含镍污水的深度处理。
6.步骤5使用后失效改性的硅藻土干燥之后，300℃以上煅烧，冷至室温重复第3步操作。
本发明的效果和益处：一、硅藻土以及改性过程所用到的多酚类化合物、多胺类化合物、缓冲溶液等原料，价格低廉、环境友好、操作简便，不需要昂贵复杂的设备进行生产；二、通过装填成过滤柱，可以实现含镍污水连续快速的处理，根据理论吸附量，每克改性后的硅藻土可以有效处理5.75L镍含量为0.5mg/L的污水；三、失效的改性硅藻土经过高温煅烧，可以将表面污染物去除，通过二次包覆能够实现再生循环使用。
附图说明
附图是改性硅藻土填充过滤柱示意图。
图中：1过滤柱；2进水口；3含镍污水；4改性硅藻土；5放水开关；
6出水口。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案进一步说明本发明的具体实施方式。
一种利用改性硅藻土深度处理含镍污水的方法，具体步骤如下：
1.将300g硅藻土放入500mL烧杯中，加入300mL去离子水。在搅拌下超声30分钟，将硅藻土分散成粉末。
2.通过抽滤，将硅藻土分离出来，并放入100℃烘箱中干燥12小时。取出凉至室温待用。
3.称取1.21g三(羟甲基)氨基甲烷，将其溶液1L去离子水中，并用盐酸调节pH值至8.5，得浓度为10mmol/L，pH为8.5的Tris-HCl缓冲溶液。
4.取1L配好的Tris-HCl缓冲溶液，搅拌下依次加入0.55g(5mmol)的邻苯二酚和0.52g(5mmol)的二乙烯三胺，搅拌至完全溶解。加入300g硅藻土，搅拌后密封静置24小时，即得改性的硅藻土。
5.将步骤4得到改性的硅藻土通过抽滤收集，并用去离子水洗涤至滤出液呈无色，自然晾干。
6.将步骤5晾干得到的硅藻土装填入直径为4cm的过滤柱，700mL含镍浓度为0.5mmol/L污水灌入过滤柱中，保持5分钟。打开放水开关放出滤液，即实现含镍污水的深度处理，通过电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)测试，处理后水样中，镍含量低于0.05mg/L。
7.步骤6使用后失效的改性硅藻土干燥之后，于马弗炉中500℃下煅烧3小时，冷至室温后重复第4步操作，即可实现重复再生。
Claims (5)
1.一种利用改性硅藻土深度处理含镍污水的方法，其特征在于，步骤如下：
（1）将硅藻土破碎成粉末状或挤压成块；
（2）配成浓度不低于2mmol/L的三(羟甲基)氨基甲烷的水溶液，用盐酸调节pH值至8-8.8，得Tris-HCl缓冲溶液；
（3）取一定量Tris-HCl缓冲溶液，搅拌下加入多酚类化合物，多酚类化合物浓度不低于2mmol/L；搅拌至完全溶解，加入硅藻土，硅藻土的加入量不超过500g/L，搅拌后密封静置12小时以上，即得改性的硅藻土；
（4）将步骤（3）得到改性的硅藻土滤出，用去离子水洗涤至滤出液无色，自然晾干；
（5）将步骤（4）晾干得到的硅藻土装填成柱，镍浓度不超过0.8mg/L的污水灌入过滤柱中，保持不少于3分钟，放出滤液即可实现含镍污水的深度处理；
（6）将步骤（5）使用后改性的硅藻土干燥，300℃以上煅烧，冷至室温重复步骤（3）操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在多酚类化合物溶解后，加入与多酚类化合物等物质的量的多胺类化合物，可提高形成的多酚膜强度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的多胺类化合物是二乙烯三胺。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤（2）中pH值至8.5。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（2）中pH值至8.5。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |