CN106000361B - 一种吸附废水中重金属镉的复合吸附材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸附废水中重金属镉的复合吸附材料的制备方法，包括以下步骤：(1)选取吸附剂大洋多结核矿进行粗粉后与活性炭纤维混合加入研磨机研磨，取出后过筛得到粉末物；(2)取小麦秸秆、玉米芯、动物羽毛混合，经烘干机烘干后粉碎成粉末，过筛后和(1)制得的粉末物混合，得到混合吸附载体；(3)取纳米零价铁与聚乙烯亚胺混合加入到10倍量的去离子水中，搅拌混匀后，加入混合溶液1.5％的交联剂和表面活性剂，搅拌反应5h，所得混合溶液用你乙醇洗脱后抽滤；(4)将(2)制得的混合吸附载体加入到(3)制得的混合溶液中，用去离子水稀释成含水量在50‑60％的均浆液，搅拌1h后静置5h，常规干燥处理后得到复合吸附材料。

Description

一种吸附废水中重金属镉的复合吸附材料的制备方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其是涉及一种吸附废水中重金属镉的复合吸附材料的制备方法。
背景技术
镉是具有很强毒性的重金属，镉在土壤中很容易被植物吸收从而影响植物的生理变化，影响农作物的重量，其毒性高是由于它是化学性质上接近于锌，在植物体内取代锌将导致锌的缺失，从而造成植物生长受抑制以至死亡。镉对人身体健康也有严重的影响，它是人体非必须的有毒元素，并且有致癌、制畸的作用，20世纪初日本因食用含镉污染大米引起人体肾损害，导致软骨化病，从而大面积爆发疼痛病。现代各国对镉污染已经引起重视，国家明文规定，工业废水中镉的最高容许排放浓度为0.1mg/L。我国是工业大国，每天会有大量工业废水产生，含镉废水主要来源于金属矿山开采坑内排水、废石场淋浸水、尾矿排水以及冶炼、点解电镀等企业，其水质水量因来源不同有很大的差异，因此在排放前必须对含镉废水进行有效处理，对环境保护有重要的意义。
我国对含镉废水有明确规定，故含镉废水的优化处理方法就成为新研究的对象，包括化学沉淀法、电化学还原法、高分子螯合剂捕集法、吸附法、离子交换法等。本发明通过对吸附材料的研究，提供一种有效去除废水中重金属镉的复合吸附材料。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种吸附废水中重金属镉的复合吸附材料的制备方法，可有效吸附废水中的重金属镉，减少镉污染对环境带来的危害。
本发明的技术方案为:
一种吸附废水中重金属镉的复合吸附材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取吸附剂大洋多结核矿进行粗粉后与活性炭纤维混合加入研磨机中研磨2-3h，取出后过筛得到粉末物，备用；
(2)取小麦秸秆、玉米芯、动物羽毛以3:2:1的质量比混合，经烘干机烘干，烘干温度控制在60-70℃，水分含量低于15％的条件下用粉碎机粉碎成粉末，过筛后和步骤(1)制得的粉末物混合，得到混合吸附载体，矿物与高分子天然材料组成的细粉载体经处理后具有吸附面积大，吸附速度快，可循环利用等优点；
(3)取纳米零价铁与聚乙烯亚胺以3:1的质量比混合加入到10倍量的去离子水中，搅拌使其混匀后，加入混合溶液1.5％的交联剂和表面活性剂，30℃下加稀硫酸调节pH在4-6，搅拌反应5h，所得混合溶液用乙醇洗脱后抽滤，备用；
(4)将步骤(2)制得的混合吸附载体以2-2.5:3-4的比例加入到步骤(3)制得的混合溶液中，用去离子水稀释成含水量在50-60％的均浆液，并在65-75℃下搅拌1h后静置5h，常规干燥处理后得到复合吸附材料。
进一步地，所述大洋多结核矿与活性炭纤维的质量配比为8:3。
进一步地，所述交联剂为过氧化二异丙苯，可增加强吸附剂对镉的吸附。
进一步地，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠，可以使反应在一定的热稳定性和化学稳定性下进行。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：本发明制备一种复合吸附材料，采用对金属镉离子具有很强吸附性的吸附材料大洋多结核矿和活性炭纤维，并添加辅助吸附材料制成吸附能力强的混合载体，并对其进行改性处理，所得复合吸附材料可去除含高浓度镉废水中绝大部分镉离子，使废水达到排放标准，且具有好降解的特点，不会造成二次污染。
具体实施方式
实施例1：
一种吸附废水中重金属镉的复合吸附材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取吸附剂大洋多结核矿进行粗粉后与活性炭纤维混合加入研磨机中研磨2h，取出后过筛得到粉末物，备用；
(2)取小麦秸秆、玉米芯、动物羽毛以3:2:1的质量比混合，经烘干机烘干，烘干温度控制在60℃，水分含量低于15％的条件下用粉碎机粉碎成粉末，过筛后和步骤(1)制得的粉末物混合，得到混合吸附载体，矿物与高分子天然材料组成的细粉载体经处理后具有吸附面积大，吸附速度快，可循环利用等优点；
(3)取纳米零价铁与聚乙烯亚胺以3:1的质量比混合加入到10倍量的去离子水中，搅拌使其混匀后，加入混合溶液1.5％的交联剂和表面活性剂，30℃下加稀硫酸调节pH在4，搅拌反应5h，所得混合溶液用乙醇洗脱后抽滤，备用；
(4)将步骤(2)制得的混合吸附载体以2:3的比例加入到步骤(3)制得的混合溶液中，用去离子水稀释成含水量在50％的均浆液，并在65℃下搅拌1h后静置5h，常规干燥处理后得到复合吸附材料。
其中，所述大洋多结核矿与活性炭纤维的质量配比为8:3；所述交联剂为过氧化二异丙苯，可增加强吸附剂对镉的吸附；所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠，可以使反应在一定的热稳定性和化学稳定性下进行。
实施例2：
一种吸附废水中重金属镉的复合吸附材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取吸附剂大洋多结核矿进行粗粉后与活性炭纤维混合加入研磨机中研磨2.5h，取出后过筛得到粉末物，备用；
(2)取小麦秸秆、玉米芯、动物羽毛以3:2:1的质量比混合，经烘干机烘干，烘干温度控制在65℃，水分含量低于15％的条件下用粉碎机粉碎成粉末，过筛后和步骤(1)制得的粉末物混合，得到混合吸附载体，矿物与高分子天然材料组成的细粉载体经处理后具有吸附面积大，吸附速度快，可循环利用等优点；
(3)取纳米零价铁与聚乙烯亚胺以3:1的质量比混合加入到10倍量的去离子水中，搅拌使其混匀后，加入混合溶液1.5％的交联剂和表面活性剂，30℃下加稀硫酸调节pH在5，搅拌反应5h，所得混合溶液用乙醇洗脱后抽滤，备用；
(4)将步骤(2)制得的混合吸附载体以2.25:3.5的比例加入到步骤(3)制得的混合溶液中，用去离子水稀释成含水量在55％的均浆液，并在70℃下搅拌1h后静置5h，常规干燥处理后得到复合吸附材料。
其中，所述大洋多结核矿与活性炭纤维的质量配比为8:3；所述交联剂为过氧化二异丙苯，可增加强吸附剂对镉的吸附；所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠，可以使反应在一定的热稳定性和化学稳定性下进行。
实施例3：
一种吸附废水中重金属镉的复合吸附材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取吸附剂大洋多结核矿进行粗粉后与活性炭纤维混合加入研磨机中研磨3h，取出后过筛得到粉末物，备用；
(2)取小麦秸秆、玉米芯、动物羽毛以3:2:1的质量比混合，经烘干机烘干，烘干温度控制在70℃，水分含量低于15％的条件下用粉碎机粉碎成粉末，过筛后和步骤(1)制得的粉末物混合，得到混合吸附载体，矿物与高分子天然材料组成的细粉载体经处理后具有吸附面积大，吸附速度快，可循环利用等优点；
(3)取纳米零价铁与聚乙烯亚胺以3:1的质量比混合加入到10倍量的去离子水中，搅拌使其混匀后，加入混合溶液1.5％的交联剂和表面活性剂，30℃下加稀硫酸调节pH在6，搅拌反应5h，所得混合溶液用乙醇洗脱后抽滤，备用；
(4)将步骤(2)制得的混合吸附载体以2.5:4的比例加入到步骤(3)制得的混合溶液中，用去离子水稀释成含水量在60％的均浆液，并在75℃下搅拌1h后静置5h，常规干燥处理后得到复合吸附材料。
其中，所述大洋多结核矿与活性炭纤维的质量配比为8:3；所述交联剂为过氧化二异丙苯，可增加强吸附剂对镉的吸附；所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠，可以使反应在一定的热稳定性和化学稳定性下进行。
具体试验验证：
1.试验对象：以某化工厂待处理的含高浓度镉的废水为处理对象，经检测，其镉离子浓度为350mg/L左右，并测得含有汞、铅等重金属，浓度分别为45mg/L和50mg/L。
2.实验方法：取上述待处理的废水共三份，每份10L，分别用本发明实施例1、实施例2、实施例3的方法进行处理。
3.检测处理结果，并记录处理数据,如表1所示:
从上述检测数据可见，用本发明的复合吸附材料对重金属镉有很好的吸附作用，并且对汞、砷等重金属有一定的吸附作用，处理过得废水均可达到国家污水综合排放标准一级标准。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种吸附废水中重金属镉的复合吸附材料的制备方法，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
(1)选取吸附剂大洋多结核矿进行粗粉后与活性炭纤维混合加入研磨机中研磨2-3h，取出后过筛得到粉末物，备用；
(2)取小麦秸秆、玉米芯、动物羽毛以3:2:1的质量比混合，经烘干机烘干，烘干温度控制在60-70℃，水分含量低于15％的条件下用粉碎机粉碎成粉末，过筛后和步骤(1)制得的粉末物混合，得到混合吸附载体；
(3)取纳米零价铁与聚乙烯亚胺以3:1的质量比混合加入到10倍量的去离子水中，搅拌使其混匀后，加入混合溶液1.5％的交联剂和表面活性剂，30℃下加稀硫酸调节pH在4-6，搅拌反应5h，所得混合溶液用乙醇洗脱后抽滤，备用；
(4)将步骤(2)制得的混合吸附载体以2-2.5:3-4的比例加入到步骤(3)制得的混合溶液中，用去离子水稀释成含水量在50-60％的均浆液，并在65-75℃下搅拌1h后静置5h，常规干燥处理后得到复合吸附材料。
2.如权利要求1所述的一种吸附废水中重金属镉的复合吸附材料的制备方法，其特征在于，所述大洋多结核矿与活性炭纤维的质量配比为8:3。
3.如权利要求1所述的一种吸附废水中重金属镉的复合吸附材料的制备方法，其特征在于，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
4.如权利要求1所述的一种吸附废水中重金属镉的复合吸附材料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
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