申請日2015.08.21

　　公開(公告)日2015.11.25

　　IPC分類號C02F1/28; C02F1/58; B01J20/30; B01J20/24

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種改性藍(lán)藻處理含三價銻廢水的方法，首先在室溫條件下，按照固液比采用質(zhì)量(g)：體積(ml)=1:50，將改性藍(lán)藻吸附劑加入到三價銻的工業(yè)廢水中，旋轉(zhuǎn)振蕩1小時，離心過濾，取上清液測定廢水中殘留三價銻的濃度，經(jīng)檢測合格后排放;其次將飽和后的藍(lán)藻吸附劑沉淀過濾，放入解吸劑中解吸1小時后，離心過濾，超純水洗滌至中性，于-50℃冷凍干燥，即完成再生過程，再生后的改性藍(lán)藻用于進(jìn)行同樣條件下的吸附解吸過程，循環(huán)使用五次。本發(fā)明的原材料易獲取，成本低;藍(lán)藻吸附劑制備過程簡便，成本低廉，省時省力;此外，本發(fā)明具有吸附速率快、吸附量大、選擇性高、工藝簡單、操作方便的特點(diǎn)。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種改性藍(lán)藻處理含三價銻廢水的方法，其特征在于，所述改性藍(lán)藻處 理含三價銻廢水的方法包括：

　　首先在室溫條件下，按照固液比采用質(zhì)量(g)：體積(ml)=1:50，將改性藍(lán)藻 吸附劑加入到三價銻的工業(yè)廢水中，旋轉(zhuǎn)振蕩1小時，離心過濾，取上清液測 定廢水中殘留三價銻的濃度，經(jīng)檢測合格后排放;

　　其次將飽和后的藍(lán)藻吸附劑沉淀過濾，放入解吸劑中解吸1小時后，離心 過濾，超純水洗滌至中性，于-50℃冷凍干燥，即完成再生過程，再生后的改性 藍(lán)藻用于吸附解吸過程，循環(huán)使用五次。

　　2.如權(quán)利要求1所述的改性藍(lán)藻處理含三價銻廢水的方法，其特征在于， 所述改性藍(lán)藻吸附劑的制備方法如下：

　　藍(lán)藻置于-50℃低溫冷凍干燥，按照固液比質(zhì)量(g)：體積(ml)=1:100的用量， 將干燥后的藍(lán)藻固體粉末采用0.1mol/L的稀鹽酸進(jìn)行改性處理，懸濁液在120 rpm震蕩24h，使藍(lán)藻與稀鹽酸接觸混勻，然后離心、過濾，使用超純水多次清 洗固體物質(zhì)，至pH值接近中性，于-50℃冷凍干燥，磨碎成改性藍(lán)藻吸附劑。

　　3.如權(quán)利要求1所述的改性藍(lán)藻處理含三價銻廢水的方法，其特征在于， 所述室溫條件下，水體pH值為4.0。

　　4.如權(quán)利要求1所述的改性藍(lán)藻處理含三價銻廢水的方法，其特征在于， 所述三價銻廢水的濃度為0.05-20mg/L。

　　5.如權(quán)利要求1所述的改性藍(lán)藻處理含三價銻廢水的方法，其特征在于， 所述的解吸劑為4mol/L鹽酸。

　　說明書

　　一種改性藍(lán)藻處理含三價銻廢水的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改性藍(lán)藻處理含三價銻廢水 的方法。

　　背景技術(shù)

　　類金屬銻(Sb)是一個可長距離遷移的全球性污染物，是目前國際上最為 關(guān)注的有毒金屬元素之一。銻與砷是同一主族的稀有金屬元素，二者具有相似 的地球化學(xué)特征和毒性。銻毒性取決于其化學(xué)形態(tài)，通常無機(jī)銻毒性高于有機(jī) 銻，元素銻的毒性高于其鹽類，三價銻的毒性高于五價銻，大約是五價銻的十 倍。銻及其化合物已被美國EPA列入優(yōu)先控制污染物，同時也被歐盟巴塞爾公 約列入危險廢物。我國銻礦儲量和開采量均居世界第一，湖南錫礦山是世界最 大的銻礦之一，被稱為“世界銻都”，每年全世界銻需求量的80%來自我國生 產(chǎn)。含銻礦物的風(fēng)化侵蝕、土壤流失，冶煉廠及焚燒廠含銻廢水排放，使水環(huán) 境中的銻污染越來越嚴(yán)重。湖南錫礦山的銻礦采冶廢水中銻的濃度達(dá)到7.05 mg/L，高濃度銻的礦山廢水不斷匯入礦區(qū)地表徑流，造成銻污染物不斷向礦區(qū) 周圍環(huán)境及下游地區(qū)遷移，污染范圍不斷擴(kuò)大。因此，我國迫切需要開展含銻 廢水污染治理與控制技術(shù)研究。開發(fā)簡單、高效、易行的除銻技術(shù)，是銻污染 治理的重大科技需求，也是目前工程治理實(shí)踐中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。三價銻在環(huán)境 中(pH2.0-11.0)主要以中性化合物Sb(OH)3的形式存在，性質(zhì)穩(wěn)定，難以去除。

　　目前廢水中銻的去除技術(shù)主要包括化學(xué)沉淀法、電化學(xué)法、離子交換法、 物理-化學(xué)吸附法。化學(xué)沉淀法是通過調(diào)節(jié)廢水pH值，投加鐵鹽、鋁鹽、鈣鹽 或硫化物的方法使銻形成沉淀得以去除。該方法工藝簡單，易操作，用于應(yīng)急 處理高濃度含銻廢水污染時效果明顯，但容易產(chǎn)生大量含銻廢渣，造成二次污 染。電化學(xué)法是通過電沉積作用去除廢水中的銻。如鋁電極-電絮凝法可用于銻 礦選礦廢水中銻的去除，并可以應(yīng)用于與銻有關(guān)的冶金及化工企業(yè)。該方法總 的來說，設(shè)備簡單，易操作，但耗能較大，浪費(fèi)能源，不環(huán)保。離子交換法通 常是利用含氨基、烷基的離子交換樹脂或活性氧化鋁作為吸附交換劑去除銻， 該方法原材料成本較高，處理費(fèi)用高。物理-化學(xué)吸附法主要是利用具有較高吸 附性能的吸附劑吸附去除廢水以及飲用水中的銻，常用的吸附劑主要有針鐵礦、 赤鐵礦、活性炭、蒙脫石、有機(jī)吸附劑、廢鋁渣以及生物制劑等，該方法去除 效果好、吸附量大、選擇性高，因此應(yīng)用比較廣泛，但再生性能較差。最新研 制的復(fù)合納米材料如氧化鐵和氧化錳復(fù)合納米材料能夠有效去除水體中的砷、 銻和磷，但是納米材料的成本非常高、合成復(fù)雜，工序較繁瑣。

　　目前，普遍采用化學(xué)吸附法用于廢水中三價銻的去除，如利用鐵錳鋁復(fù)合 氧化物/沸石吸附去除三價銻，該方法是利用錳氧化物將三價銻氧化為五價銻， 然后再通過鐵鋁氧化物對五價銻的吸附作用達(dá)到去除飲用水和工業(yè)廢水三價銻 的效果。此外，通過投加高鐵酸鹽和混凝劑可去除飲用水中的微量銻，去除效 率可達(dá)到91%，該方法是通過高鐵酸鹽的強(qiáng)氧化性把三價銻氧化成五價銻，同 時利用還原生成的三價鐵水解生成的納米鐵氧化物作為吸附劑吸附去除五價 銻。常溫下，向含銻廢水中加入硫酸亞鐵和堿石灰，在空氣的作用下，三價銻 和五價銻分別生成鐵的銻酸鹽和亞銻酸鹽沉淀，從而從廢水中去除銻。這些方 法受原材料價格的影響，存在處理費(fèi)用較高、工藝流程復(fù)雜、耗時長、選擇性 差等問題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于提供一種改性藍(lán)藻處理含三價銻廢水的方法，旨在解決 現(xiàn)有的含三價銻廢水處理技術(shù)存在處理費(fèi)用較高、工藝流程復(fù)雜、耗時長、選 擇性差的問題。

　　本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種改性藍(lán)藻處理含三價銻廢水的方法，所述改性 藍(lán)藻處理含三價銻廢水的方法包括：

　　首先在室溫條件下，按照固液比采用質(zhì)量(g)：體積(ml)=1:50，將改性藍(lán)藻 吸附劑加入到三價銻的工業(yè)廢水中，旋轉(zhuǎn)振蕩1小時，離心過濾，取上清液測 定廢水中殘留三價銻的濃度，經(jīng)檢測合格后排放;

　　其次將飽和后的藍(lán)藻吸附劑沉淀過濾，放入解吸劑中解吸1小時后，離心 過濾，超純水洗滌至中性，于-50℃冷凍干燥，即完成再生過程，再生后的改性 藍(lán)藻用于進(jìn)行同樣條件下的吸附解吸過程，循環(huán)使用五次。

　　進(jìn)一步，所述改性藍(lán)藻吸附劑的制備方法如下：

　　藍(lán)藻置于-50℃低溫冷凍干燥，按照固液比質(zhì)量(g)：體積(ml)=1:100的用量， 將干燥后的藍(lán)藻固體粉末采用0.1mol/L的稀鹽酸進(jìn)行改性處理，懸濁液在120 rpm震蕩24h，使藍(lán)藻與稀鹽酸接觸混勻，然后離心、過濾，使用超純水多次清 洗固體物質(zhì)，至pH值接近中性，于-50℃冷凍干燥，磨碎成改性藍(lán)藻吸附劑。

　　進(jìn)一步，所述室溫條件下，水體pH值為4.0。

　　進(jìn)一步，所述三價銻廢水的濃度為0.05-20mg/L。

　　進(jìn)一步，所述解吸劑為4mol/L鹽酸。

　　本發(fā)明提供的利用酸改性藍(lán)藻吸附去除含三價銻廢水的方法，本方法涉及 的藍(lán)藻改性處理過程簡便，易操作，吸附速率快，吸附量大，選擇性高，并在 廣譜pH范圍內(nèi)對三價銻具有優(yōu)良吸附性能，在達(dá)到吸附飽和容量后，只需簡單 的再生操作過程即可回收再利用。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：

　　1)采用的原材料-藍(lán)藻取自富營養(yǎng)化湖泊，易獲取，成本非常低，合理有效 地利用了湖泊中大量繁殖或死亡的藻類，實(shí)現(xiàn)廢物資源化利用。

　　2)吸附劑制備過程簡便，成本低廉，藍(lán)藻的鹽酸改性處理過程簡單易操作， 室溫下即可完成，省時省力。

　　3)改性后的藍(lán)藻吸附劑對三價銻表現(xiàn)出良好的吸附性能和處理效果，對濃 度為0.05-20mg/L的三價銻廢水均具有較好的去除效果，且具有吸附速率快， 吸附量大，選擇性高。

　　4)該吸附劑在廣譜pH范圍(2.0-7.0)內(nèi)對三價銻廢水具有優(yōu)良吸附性能， 室溫下即完成吸附過程。

　　5)該吸附劑吸附飽和后易解吸，再生性能強(qiáng)，可循環(huán)使用，金屬回收方便， 實(shí)現(xiàn)資源再利用，減少環(huán)境污染，是一種經(jīng)濟(jì)有效的重金屬污染處置和回收方 式。

　　6)利用改性藍(lán)藻吸附劑去除含三價銻工業(yè)廢水的方法工藝簡單，操作方便。