CN108031470A - 一种在水中去除重金属及有害化学物质的方法 - Google Patents

一种在水中去除重金属及有害化学物质的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在水中去除重金属及有害化学物质的方法，包括以下方法步骤，a，制作网状的过滤箔，首先通过利用辊轴压制出片状银箔，通过等离子对银箔进行轻度控制厚度，整体厚度控制在100纳米，再进行均匀打孔，网孔控制45nm；b，用浸渍法在过滤网箔上表面负载活性炭；c，将加工完成的过滤箔聚曲制成圆柱状，选择合适尺寸搅杆，通过用银材料磁控溅射的方式，将过滤箔完全无缝与搅杆粘附；d，配置净化溶液，然后将配置净化溶液倒入需净化的水池内部，倒入的比例按体积为1：3500，然后将步骤c中加工完成的搅杆与电动机进行连接。本发明通过常温负载活性炭于过滤箔上，显著降低了生产成本，方法更加简便，而且取得了很好的吸附效果。

Description

一种在水中去除重金属及有害化学物质的方法
技术领域
本发明涉及水处理加工技术领域，尤其是一种在水中去除重金属及有害化学物质的方法。
背景技术
水是由氢、氧两种元素组成的无机物，无毒。在常温常压下为无色无味的透明液体，被称为人类生命的源泉。水，包括天然水(河流、湖泊、大气水、海水、地下水等){含杂质}，蒸馏水是纯净水，人工制水(通过化学反应使氢氧原子结合得到的水)。水是地球上最常见的物质之一，是包括无机化合、人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要作用。它是一种狭义不可再生，广义可再生资源。
随着工农业生产和城市现代化的迅速发展，环境污染口益严重，其中重金属离子和砷、氟、汞等离子在环境中只能改变形态或被转移、稀释、积累，却不能降解和彻底消除，威胁着人类饮水安全和健康。因此，如何消除水中的有害重金属是迫在眉睫的环境问题。目前，处理重金属的方法有很多，包括:混凝沉淀法、吸附法、氧化法、离子交换法、膜分离法、生物方法、光化学技术等。但是对于饮用水的处理，由于这些有害离子的含量通常很低，所以很多方法的应用受到限制，如混凝沉淀法更适合于污水处理；氧化还原法必须连续使用而且一些氧化剂对水也存在污染；生物法需要较长时间才能见效；离子交换法和膜分离法成本较高；光催化法依赖光源等设备而且制备催化剂成本较高。目前饮用水的处理方法以吸附法，反渗透和超滤膜为主。由于重金属离子的体积较小，如果采用反渗透和超滤膜就需要孔径非常小，这样出水量也会减小，供水出现问题，同时成本也会提高。针对以上的问题，在此我们提出一种在水中去除重金属及有害化学物质的方法。
发明内容
本发明为解决上述现象，采用以下改性的技术方案，一种在水中去除重金属及有害化学物质的方法，包括以下方法步骤，
a，制作网状的过滤箔，首先通过利用辊轴压制出片状银箔，通过等离子对银箔进行轻度控制厚度，整体厚度控制在100纳米，再进行均匀打孔，网孔控制45nm；
b，用浸渍法在过滤网箔上表面负载活性炭；
c，将加工完成的过滤箔聚曲制成圆柱状，选择合适尺寸搅杆，通过用银材料磁控溅射的方式，将过滤箔完全无缝与搅杆粘附；
d，配置净化溶液，然后将配置净化溶液倒入需净化的水池内部，倒入的比例按体积为1：3500，然后将步骤c中加工完成的搅杆与电动机进行连接，通过电机带动搅杆转动吸附水池杂质，水温控制在10～45℃，流量30～50L/s。
优选的，所述净化溶液包括吸附催化反应溶液和吸附净化混合溶液，所述吸附催化反应溶液重量百分浓度在12-24％，选择KOH、Na2CO3、K2CO3、NaHCO3、KHCO3、Na2SiO3水溶液通过按照1:1.5:1.25:0.8:0.75:0.5的比例进行充分混合而成。
优选的，所述吸附净化混合溶液包括5-10份的ScCl3、8-15份的MgSO4、6-12份的MgCl2、5-10份的ZnCl2、3-5份的EuCl3、4-8份的TbCl3、3-6份的Mn(N03)2、2-4份的Sm(N03)3、5-10份的Ni(N03)2、7-13份的Tb(N03)3、4-7份的Cr(N03)3。
优选的，所述吸附净化混合溶液包括10份的ScCl3、15份的MgSO4、12份的MgCl2、10份的ZnCl2、5份的EuCl3、8份的TbCl3、6份的Mn(N03)2、4份的Sm(N03)3、10份的Ni(N03)2、13份的Tb(N03)3、7份的Cr(N03)3。
优选的，所述吸附净化混合溶液制作工艺步骤如下：
S1、将上述原料按照重量克数称取；
S2、对原料干燥及破碎,首先进行干燥，然后进行原料分类分批送入粉碎机，使用60-100目筛网进行粉碎；
S3、配置浓度为80％～90％的乙醇作为溶剂，将其倒入并与原料混合，然后充分浸渍3小时-6小时后进行混合搅拌，控制温度达到52℃，时间控制在2.5小时以内；
S4、混合完成后，停止搅拌，进行高温消毒，温度控制在75-90℃，持续5-12分钟，高温消毒后，再进行紫外线消毒；
S5、用pH为8的氢氧化钠溶液倒入将完成混合后的材料中，然后稀释到8-10％重量的浓度，高温进行加热，控制110℃，挥发溶液中乙醇溶剂，即得加工的吸附净化混合溶液。
优选的，步骤d中，控制电动机的转速，先控制转速控制15-45r/min，倒入催化溶液，控制时间15min，然后进行充分匀速搅拌，搅拌转速设为180-420r/min。
优选的，步骤b中负载的活性炭的干燥是在常温条件下自然风干。
本发明专利通过常温活性炭负载于银箔上，显著降低了生产成本，方法更加简便，而且取得了很好的吸附效果，同时配置特殊的净化溶液，有助于催化反应，提高了吸附的效果，整个方法工艺成本较低，使用环保，也水资源净化领域具有重大的意义。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种在水中去除重金属及有害化学物质的方法，包括以下方法步骤，
a，制作网状的过滤箔，首先通过利用辊轴压制出片状银箔，通过等离子对银箔进行轻度控制厚度，整体厚度控制在100纳米，再进行均匀打孔，网孔控制45nm；
b，用浸渍法在过滤网箔上表面负载活性炭；
c，将加工完成的过滤箔聚曲制成圆柱状，选择合适尺寸搅杆，通过用银材料磁控溅射的方式，将过滤箔完全无缝与搅杆粘附；
d，配置净化溶液，然后将配置净化溶液倒入需净化的水池内部，倒入的比例按体积为1：3500，然后将步骤c中加工完成的搅杆与电动机进行连接，通过电机带动搅杆转动吸附水池杂质，水温控制在10～45℃，流量30～50L/s。
所述净化溶液包括吸附催化反应溶液和吸附净化混合溶液，所述吸附催化反应溶液重量百分浓度在12-24％，选择KOH、Na2CO3、K2CO3、NaHCO3、KHCO3、Na2SiO3水溶液通过按照1:1.5:1.25:0.8:0.75:0.5的比例进行充分混合而成。
所述吸附净化混合溶液包括5-10份的ScCl3、8-15份的MgSO4、6-12份的MgCl2、5-10份的ZnCl2、3-5份的EuCl3、4-8份的TbCl3、3-6份的Mn(N03)2、2-4份的Sm(N03)3、5-10份的Ni(N03)2、7-13份的Tb(N03)3、4-7份的Cr(N03)3。
所述吸附净化混合溶液包括10份的ScCl3、15份的MgSO4、12份的MgCl2、10份的ZnCl2、5份的EuCl3、8份的TbCl3、6份的Mn(N03)2、4份的Sm(N03)3、10份的Ni(N03)2、13份的Tb(N03)3、7份的Cr(N03)3。
所述吸附净化混合溶液制作工艺步骤如下：
S1、将上述原料按照重量克数称取；
S2、对原料干燥及破碎,首先进行干燥，然后进行原料分类分批送入粉碎机，使用60-100目筛网进行粉碎；
S3、配置浓度为80％～90％的乙醇作为溶剂，将其倒入并与原料混合，然后充分浸渍3小时-6小时后进行混合搅拌，控制温度达到52℃，时间控制在2.5小时以内；
S4、混合完成后，停止搅拌，进行高温消毒，温度控制在75-90℃，持续5-12分钟，高温消毒后，再进行紫外线消毒；
S5、用pH为8的氢氧化钠溶液倒入将完成混合后的材料中，然后稀释到8-10％重量的浓度，高温进行加热，控制110℃，挥发溶液中乙醇溶剂，即得加工的吸附净化混合溶液。
步骤d中，控制电动机的转速，先控制转速控制15-45r/min，倒入催化溶液，控制时间15min，然后进行充分匀速搅拌，搅拌转速设为180-420r/min。
步骤b中负载的活性炭的干燥是在常温条件下自然风干。
实例一制作200g吸附净化混合溶液
所述吸附净化混合溶液包括10份的ScCl3、15份的MgSO4、12份的MgCl2、10份的ZnCl2、5份的EuCl3、8份的TbCl3、6份的Mn(N03)2、4份的Sm(N03)3、10份的Ni(N03)2、13份的Tb(N03)3、7份的Cr(N03)3。
所述吸附净化混合溶液制作工艺步骤如下：
S1、将上述原料按照重量克数称取；
S2、对原料干燥及破碎,首先进行干燥，然后进行原料分类分批送入粉碎机，使用60-100目筛网进行粉碎；
S3、配置浓度为80％～90％的乙醇作为溶剂，将其倒入并与原料混合，然后充分浸渍3小时-6小时后进行混合搅拌，控制温度达到52℃，时间控制在2.5小时以内；
S4、混合完成后，停止搅拌，进行高温消毒，温度控制在75-90℃，持续5-12分钟，高温消毒后，再进行紫外线消毒；
S5、用pH为8的氢氧化钠溶液倒入将完成混合后的材料中，然后稀释到8-10％重量的浓度，高温进行加热，控制110℃，挥发溶液中乙醇溶剂，即得加工的吸附净化混合溶液。
将制作完成的溶液倒入700kg的水中，将加工后的搅杆安装在电动机，进行搅拌，对水内的杂质进行吸附。
通过表格明显可以看出该种方法净化效果得到提高，能较强的吸附水中的重金属。
实例二制作100g吸附净化混合溶液
所述吸附净化混合溶液包括5份的ScCl3、8份的MgSO4、6份的MgCl2、5份的ZnCl2、3份的EuCl3、4份的TbCl3、3份的Mn(N03)2、2份的Sm(N03)3、5份的Ni(N03)2、7份的Tb(N03)3、4份的Cr(N03)3。
所述吸附净化混合溶液制作工艺步骤如下：
S1、将上述原料按照重量克数称取；
S2、对原料干燥及破碎,首先进行干燥，然后进行原料分类分批送入粉碎机，使用60-100目筛网进行粉碎；
S3、配置浓度为80％～90％的乙醇作为溶剂，将其倒入并与原料混合，然后充分浸渍3小时-6小时后进行混合搅拌，控制温度达到52℃，时间控制在2.5小时以内；
S4、混合完成后，停止搅拌，进行高温消毒，温度控制在75-90℃，持续5-12分钟，高温消毒后，再进行紫外线消毒；
S5、用pH为8的氢氧化钠溶液倒入将完成混合后的材料中，然后稀释到8-10％重量的浓度，高温进行加热，控制110℃，挥发溶液中乙醇溶剂，即得加工的吸附净化混合溶液。
将制作完成的溶液倒入350kg的水中，将加工后的搅杆安装在电动机，进行搅拌，对水内的杂质进行吸附。
通过表格明显可以看出该种方法净化效果得到提高，能较强的吸附水中的重金属。
综上，本发明专利通过常温活性炭负载于银箔上，显著降低了生产成本，方法更加简便，而且取得了很好的吸附效果，同时配置特殊的净化溶液，有助于催化反应，提高了吸附的效果，整个方法工艺成本较低，使用环保，也水资源净化领域具有重大的意义。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种在水中去除重金属及有害化学物质的方法，其特征在于：包括以下方法步骤，
a，制作网状的过滤箔，首先通过利用辊轴压制出片状银箔，通过等离子对银箔进行轻度控制厚度，整体厚度控制在100纳米，再进行均匀打孔，网孔控制45nm；
b，用浸渍法在过滤网箔上表面负载活性炭；
c，将加工完成的过滤箔聚曲制成圆柱状，选择合适尺寸搅杆，通过用银材料磁控溅射的方式，将过滤箔完全无缝与搅杆粘附；
d，配置净化溶液，然后将配置净化溶液倒入需净化的水池内部，倒入的比例按体积为1：3500，然后将步骤c中加工完成的搅杆与电动机进行连接，通过电机带动搅杆转动吸附水池杂质，水温控制在10～45℃，流量30～50L/s。
2.根据权利要求1所述的一种在水中去除重金属及有害化学物质的方法，其特征在于，所述净化溶液包括吸附催化反应溶液和吸附净化混合溶液，所述吸附催化反应溶液重量百分浓度在12-24％，选择KOH、Na2CO3、K2CO3、NaHCO3、KHCO3、Na2SiO3水溶液通过按照1:1.5:1.25:0.8:0.75:0.5的比例进行充分混合而成。
3.根据权利要求2所述的一种在水中去除重金属及有害化学物质的方法，其特征在于，所述吸附净化混合溶液包括5-10份的ScCl3、8-15份的MgSO4、6-12份的MgCl2、5-10份的ZnCl2、3-5份的EuCl3、4-8份的TbCl3、3-6份的Mn(NO3)2、2-4份的Sm(NO3)3、5-10份的Ni(NO3)2、7-13份的Tb(NO3)3、4-7份的Cr(NO3)3。
4.根据权利要求3所述的一种在水中去除重金属及有害化学物质的方法，其特征在于，所述吸附净化混合溶液包括10份的ScCl3、15份的MgSO4、12份的MgCl2、10份的ZnCl2、5份的EuCl3、8份的TbCl3、6份的Mn(NO3)2、4份的Sm(NO3)3、10份的Ni(NO3)2、13份的Tb(NO3)3、7份的Cr(NO3)3。
5.根据权利要求3所述的一种在水中去除重金属及有害化学物质的方法，其特征在于，所述吸附净化混合溶液制作工艺步骤如下：
S1、将上述原料按照重量克数称取；
S2、对原料干燥及破碎,首先进行干燥，然后进行原料分类分批送入粉碎机，使用60-100目筛网进行粉碎；
S3、配置浓度为80％～90％的乙醇作为溶剂，将其倒入并与原料混合，然后充分浸渍3小时-6小时后进行混合搅拌，控制温度达到52℃，时间控制在2.5小时以内；
S4、混合完成后，停止搅拌，进行高温消毒，温度控制在75-90℃，持续5-12分钟，高温消毒后，再进行紫外线消毒；
S5、用pH为8的氢氧化钠溶液倒入将完成混合后的材料中，然后稀释到8-10％重量的浓度，高温进行加热，控制110℃，挥发溶液中乙醇溶剂，即得加工的吸附净化混合溶液。
6.根据权利要求1所述的一种在水中去除重金属及有害化学物质的方法，其特征在于，步骤d中，控制电动机的转速，先控制转速控制15-45r/min，倒入催化溶液，控制时间15min，然后进行充分匀速搅拌，搅拌转速设为180-420r/min。
7.根据权利要求1所述的一种在水中去除重金属及有害化学物质的方法，其特征在于，步骤b中负载的活性炭的干燥是在常温条件下自然风干。
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