CN107617423A - 一种用于重金属污水处理的吸附剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于重金属污水处理的吸附剂，由以下原料按照重量份组成：椰子壳25‑36份、氧化石墨烯2‑6份、淀粉5‑8份、纤维素6‑12份、谷壳16‑24份、珍珠岩30‑40份、聚合氯化铁12‑20份、桂花7‑14份、锌钡白10‑15份和氢氧化钙5‑9份。本发明还公布了该吸附剂的制备方法。本发明原料来源广泛，制备工艺简单，适用于大规模的工业化生产；本发明利用一些废弃物制备的成品，不仅具有吸附作用，还可以与重金属离子发送络合、螯合、吸附、交换等反应，可以把水中的重金属离子去除，达到人们的使用需求。

Description

一种用于重金属污水处理的吸附剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体是一种用于重金属污水处理的吸附剂。

背景技术

人类的活动会使大量的工业、农业和生活废弃物排入水中，使水受到污染。全世界每年约有 4200 多亿立方米的污水排入江河湖海，污染了 5.5 万亿立方米的淡水，这相当于全球径流总量的14%以上。中国有82%的人饮用浅井和江河水，其中水质污染严重细菌超过卫生标准的占 75%，受到有机物污染的饮用水人口约 1.6 亿。

重金属是造成水体污染的一类有毒物质，微量的重金属即可产生毒性效应，重金属对人体健康的危害是多方面、多层次的，其毒理作用主要表现在降低人体抵抗力等许多方面。重金属都为非降低型有毒物质，可沿食物链或食物网被生物吸收、蓄集，最终造成人体积累和慢性中毒。污水处理技术对节水、节能等问题具有十分重要的作用，化学沉淀法在污水处理中广泛被采用，它是向废水中投加某些污水处理药剂使之与废水中污染物发生化学反应，形成难溶的固体生成物，然后进行固液分离，从而除去水中污染物的一种方法。目前在一些行业，如煤泥水、油田含油废水、印染废水、造纸废水等所采用的药剂，处理效果差、沉降速度慢，药剂费偏高，有些企业还造成设备严重腐蚀，但同时污水处理药剂的使用过程中也给环境造成一定的影响。

吸附法处理重金属废水是一种很有潜力的新型重金属废水处理技术。它具有在低浓度下金属离子可以被选择性去除、处理效率高、pH 值和温度条件范围宽、投资小、运行费用低以及可有效地回收一些贵重金属等优点，但是市场上还尚未出现使用效果好的吸附剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于重金属污水处理的吸附剂，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于重金属污水处理的吸附剂，由以下原料按照重量份组成：椰子壳25-36份、氧化石墨烯2-6份、淀粉5-8份、纤维素6-12份、谷壳16-24份、珍珠岩30-40份、聚合氯化铁12-20份、桂花7-14份、锌钡白10-15份和氢氧化钙5-9份。

作为本发明进一步的方案：淀粉采用大豆淀粉、玉米淀粉、绿豆淀粉、红薯淀粉和水稻淀粉中的至少一种。

作为本发明进一步的方案：纤维素采用甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素中的一种或者几种的混合物。

所述用于重金属污水处理的吸附剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将椰子壳、氧化石墨烯、谷壳和珍珠岩混合并且粉碎至粒径为0.3-0.7mm，得到第一混合物；

步骤二，将第一混合物放入水中并且加入氢氧化钙，加热至65-80摄氏度并且保温70-100分钟，再加热至100摄氏度并且保持4-8分钟，得到改性混合物；

步骤三，将桂花晒干并且粉碎至40-60目，然后加入桂花15-24倍的乙醇并且在60-80摄氏度下搅拌100-135分钟，过滤并且将滤液进行离心处理，得到桂花提取物；

步骤四，将淀粉、聚合氯化铁和锌钡白搅拌加热至130-135摄氏度，并且回流150-240分钟，自然冷却至常温，再向其中加入纤维素并且均匀搅拌15-25分钟，得到第二混合物；

步骤五，将改性混合物与第二混合物混合并且搅拌，边搅拌边加入桂花提取物，再用蒸汽蒸60-80分钟，然后进行真空烘干，即可得到成品。

作为本发明进一步的方案：步骤五中真空烘干的温度为30-38摄氏度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明原料来源广泛，制备工艺简单，适用于大规模的工业化生产；本发明利用一些废弃物制备的成品，不仅具有吸附作用，还可以与重金属离子发送络合、螯合、吸附、交换等反应，可以把水中的重金属离子去除，达到人们的使用需求。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种用于重金属污水处理的吸附剂，由以下原料按照重量份组成：椰子壳25份、氧化石墨烯2份、淀粉5份、纤维素6份、谷壳16份、珍珠岩30份、聚合氯化铁12份、桂花7份、锌钡白10份和氢氧化钙5份。淀粉采用大豆淀粉、玉米淀粉和绿豆淀粉的混合物。

所述用于重金属污水处理的吸附剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将椰子壳、氧化石墨烯、谷壳和珍珠岩混合并且粉碎至粒径为0.45mm，得到第一混合物；

步骤二，将第一混合物放入水中并且加入氢氧化钙，加热至70摄氏度并且保温80分钟，再加热至100摄氏度并且保持6分钟，得到改性混合物；

步骤三，将桂花晒干并且粉碎至50目，然后加入桂花18倍的乙醇并且在75摄氏度下搅拌120分钟，过滤并且将滤液进行离心处理，得到桂花提取物；

步骤四，将淀粉、聚合氯化铁和锌钡白搅拌加热至130摄氏度，并且回流180分钟，自然冷却至常温，再向其中加入纤维素并且均匀搅拌19分钟，得到第二混合物；

步骤五，将改性混合物与第二混合物混合并且搅拌，边搅拌边加入桂花提取物，再用蒸汽蒸60分钟，然后进行真空烘干，即可得到成品。

实施例2

一种用于重金属污水处理的吸附剂，由以下原料按照重量份组成：椰子壳28份、氧化石墨烯4份、淀粉6份、纤维素9份、谷壳20份、珍珠岩34份、聚合氯化铁15份、桂花10份、锌钡白12份和氢氧化钙7份。纤维素采用甲基纤维素。

所述用于重金属污水处理的吸附剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将椰子壳、氧化石墨烯、谷壳和珍珠岩混合并且粉碎至粒径为0.6mm，得到第一混合物；

步骤二，将第一混合物放入水中并且加入氢氧化钙，加热至74摄氏度并且保温90分钟，再加热至100摄氏度并且保持7分钟，得到改性混合物；

步骤三，将桂花晒干并且粉碎至60目，然后加入桂花20倍的乙醇并且在75摄氏度下搅拌115分钟，过滤并且将滤液进行离心处理，得到桂花提取物；

步骤四，将淀粉、聚合氯化铁和锌钡白搅拌加热至132摄氏度，并且回流200分钟，自然冷却至常温，再向其中加入纤维素并且均匀搅拌22分钟，得到第二混合物；

步骤五，将改性混合物与第二混合物混合并且搅拌，边搅拌边加入桂花提取物，再用蒸汽蒸76分钟，然后在35摄氏度下进行真空烘干，即可得到成品。

实施例3

一种用于重金属污水处理的吸附剂，由以下原料按照重量份组成：椰子壳33份、氧化石墨烯5份、淀粉7份、纤维素11份、谷壳22份、珍珠岩38份、聚合氯化铁19份、桂花12份、锌钡白14份和氢氧化钙8份。淀粉采用绿豆淀粉、红薯淀粉和水稻淀粉的混合物。纤维素采用羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素的混合物。

所述用于重金属污水处理的吸附剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将椰子壳、氧化石墨烯、谷壳和珍珠岩混合并且粉碎至粒径为0.6mm，得到第一混合物；

步骤二，将第一混合物放入水中并且加入氢氧化钙，加热至75摄氏度并且保温80分钟，再加热至100摄氏度并且保持6分钟，得到改性混合物；

步骤三，将桂花晒干并且粉碎至45目，然后加入桂花20倍的乙醇并且在66摄氏度下搅拌115分钟，过滤并且将滤液进行离心处理，得到桂花提取物；

步骤四，将淀粉、聚合氯化铁和锌钡白搅拌加热至133摄氏度，并且回流210分钟，自然冷却至常温，再向其中加入纤维素并且均匀搅拌21分钟，得到第二混合物；

步骤五，将改性混合物与第二混合物混合并且搅拌，边搅拌边加入桂花提取物，再用蒸汽蒸75分钟，然后进行真空烘干，即可得到成品。

实施例4

一种用于重金属污水处理的吸附剂，由以下原料按照重量份组成：椰子壳36份、氧化石墨烯6份、淀粉8份、纤维素12份、谷壳24份、珍珠岩40份、聚合氯化铁20份、桂花14份、锌钡白15份和氢氧化钙9份。淀粉采用大豆淀粉、玉米淀粉、绿豆淀粉、红薯淀粉和水稻淀粉的混合物。纤维素采用甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素的混合物。

所述用于重金属污水处理的吸附剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将椰子壳、氧化石墨烯、谷壳和珍珠岩混合并且粉碎至粒径为0.7mm，得到第一混合物；

步骤二，将第一混合物放入水中并且加入氢氧化钙，加热至80摄氏度并且保温100分钟，再加热至100摄氏度并且保持8分钟，得到改性混合物；

步骤三，将桂花晒干并且粉碎至60目，然后加入桂花24倍的乙醇并且在80摄氏度下搅拌135分钟，过滤并且将滤液进行离心处理，得到桂花提取物；

步骤四，将淀粉、聚合氯化铁和锌钡白搅拌加热至135摄氏度，并且回流240分钟，自然冷却至常温，再向其中加入纤维素并且均匀搅拌25分钟，得到第二混合物；

步骤五，将改性混合物与第二混合物混合并且搅拌，边搅拌边加入桂花提取物，再用蒸汽蒸80分钟，然后在35摄氏度下进行真空烘干，即可得到成品。

将椰子壳、氧化石墨烯、谷壳和珍珠岩混合粉碎，制备成载体。氧化石墨烯具有良好的湿润性能和表面活性，可以在水中和椰子壳、谷壳和珍珠岩具有良好的分散性，再与氢氧化钙进行反应，得到改性混合物；桂花具有温肺化饮，散寒止痛之功效。用于痰饮咳喘，脘腹冷痛，肠风血痢，经闭痛经，寒疝腹痛，牙痛，口臭。将桂花提取物、改性混合物和第二混合物搅拌，然后蒸汽处理，最后真空烘干，制备的成品对重金属离子的吸附率得到了提高，可以有效处理污水中的重金属离子。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种用于重金属污水处理的吸附剂，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：椰子壳25-36份、氧化石墨烯2-6份、淀粉5-8份、纤维素6-12份、谷壳16-24份、珍珠岩30-40份、聚合氯化铁12-20份、桂花7-14份、锌钡白10-15份和氢氧化钙5-9份。

2.根据权利要求1所述的用于重金属污水处理的吸附剂，其特征在于，所述淀粉采用大豆淀粉、玉米淀粉、绿豆淀粉、红薯淀粉和水稻淀粉中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的用于重金属污水处理的吸附剂，其特征在于，所述纤维素采用甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素中的一种或者几种的混合物。

4.一种如权利要求1-3任一所述的用于重金属污水处理的吸附剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，将椰子壳、氧化石墨烯、谷壳和珍珠岩混合并且粉碎至粒径为0.3-0.7mm，得到第一混合物；

步骤二，将第一混合物放入水中并且加入氢氧化钙，加热至65-80摄氏度并且保温70-100分钟，再加热至100摄氏度并且保持4-8分钟，得到改性混合物；

步骤三，将桂花晒干并且粉碎至40-60目，然后加入桂花15-24倍的乙醇并且在60-80摄氏度下搅拌100-135分钟，过滤并且将滤液进行离心处理，得到桂花提取物；

步骤四，将淀粉、聚合氯化铁和锌钡白搅拌加热至130-135摄氏度，并且回流150-240分钟，自然冷却至常温，再向其中加入纤维素并且均匀搅拌15-25分钟，得到第二混合物；

步骤五，将改性混合物与第二混合物混合并且搅拌，边搅拌边加入桂花提取物，再用蒸汽蒸60-80分钟，然后进行真空烘干，即可得到成品。

5.根据权利要求4所述的用于重金属污水处理的吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤五中真空烘干的温度为30-38摄氏度。