申请日2015.08.21
公开(公告)日2015.11.25
IPC分类号C02F1/28; C02F1/58; B01J20/30; B01J20/24
摘要
本发明公开了一种改性蓝藻处理含三价锑废水的方法，首先在室温条件下，按照固液比采用质量(g)：体积(ml)=1:50，将改性蓝藻吸附剂加入到三价锑的工业废水中，旋转振荡1小时，离心过滤，取上清液测定废水中残留三价锑的浓度，经检测合格后排放;其次将饱和后的蓝藻吸附剂沉淀过滤，放入解吸剂中解吸1小时后，离心过滤，超纯水洗涤至中性，于-50℃冷冻干燥，即完成再生过程，再生后的改性蓝藻用于进行同样条件下的吸附解吸过程，循环使用五次。本发明的原材料易获取，成本低;蓝藻吸附剂制备过程简便，成本低廉，省时省力;此外，本发明具有吸附速率快、吸附量大、选择性高、工艺简单、操作方便的特点。
权利要求书
1.一种改性蓝藻处理含三价锑废水的方法，其特征在于，所述改性蓝藻处 理含三价锑废水的方法包括：
首先在室温条件下，按照固液比采用质量(g)：体积(ml)=1:50，将改性蓝藻 吸附剂加入到三价锑的工业废水中，旋转振荡1小时，离心过滤，取上清液测 定废水中残留三价锑的浓度，经检测合格后排放;
其次将饱和后的蓝藻吸附剂沉淀过滤，放入解吸剂中解吸1小时后，离心 过滤，超纯水洗涤至中性，于-50℃冷冻干燥，即完成再生过程，再生后的改性 蓝藻用于吸附解吸过程，循环使用五次。
2.如权利要求1所述的改性蓝藻处理含三价锑废水的方法，其特征在于， 所述改性蓝藻吸附剂的制备方法如下：
蓝藻置于-50℃低温冷冻干燥，按照固液比质量(g)：体积(ml)=1:100的用量， 将干燥后的蓝藻固体粉末采用0.1mol/L的稀盐酸进行改性处理，悬浊液在120 rpm震荡24h，使蓝藻与稀盐酸接触混匀，然后离心、过滤，使用超纯水多次清 洗固体物质，至pH值接近中性，于-50℃冷冻干燥，磨碎成改性蓝藻吸附剂。
3.如权利要求1所述的改性蓝藻处理含三价锑废水的方法，其特征在于， 所述室温条件下，水体pH值为4.0。
4.如权利要求1所述的改性蓝藻处理含三价锑废水的方法，其特征在于， 所述三价锑废水的浓度为0.05-20mg/L。
5.如权利要求1所述的改性蓝藻处理含三价锑废水的方法，其特征在于， 所述的解吸剂为4mol/L盐酸。
说明书
一种改性蓝藻处理含三价锑废水的方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，尤其涉及一种改性蓝藻处理含三价锑废水 的方法。
背景技术
类金属锑(Sb)是一个可长距离迁移的全球性污染物，是目前国际上最为 关注的有毒金属元素之一。锑与砷是同一主族的稀有金属元素，二者具有相似 的地球化学特征和毒性。锑毒性取决于其化学形态，通常无机锑毒性高于有机 锑，元素锑的毒性高于其盐类，三价锑的毒性高于五价锑，大约是五价锑的十 倍。锑及其化合物已被美国EPA列入优先控制污染物，同时也被欧盟巴塞尔公 约列入危险废物。我国锑矿储量和开采量均居世界第一，湖南锡矿山是世界最 大的锑矿之一，被称为“世界锑都”，每年全世界锑需求量的80%来自我国生 产。含锑矿物的风化侵蚀、土壤流失，冶炼厂及焚烧厂含锑废水排放，使水环 境中的锑污染越来越严重。湖南锡矿山的锑矿采冶废水中锑的浓度达到7.05 mg/L，高浓度锑的矿山废水不断汇入矿区地表径流，造成锑污染物不断向矿区 周围环境及下游地区迁移，污染范围不断扩大。因此，我国迫切需要开展含锑 废水污染治理与控制技术研究。开发简单、高效、易行的除锑技术，是锑污染 治理的重大科技需求，也是目前工程治理实践中的难点和重点。三价锑在环境 中(pH2.0-11.0)主要以中性化合物Sb(OH)3的形式存在，性质稳定，难以去除。
目前废水中锑的去除技术主要包括化学沉淀法、电化学法、离子交换法、 物理-化学吸附法。化学沉淀法是通过调节废水pH值，投加铁盐、铝盐、钙盐 或硫化物的方法使锑形成沉淀得以去除。该方法工艺简单，易操作，用于应急 处理高浓度含锑废水污染时效果明显，但容易产生大量含锑废渣，造成二次污 染。电化学法是通过电沉积作用去除废水中的锑。如铝电极-电絮凝法可用于锑 矿选矿废水中锑的去除，并可以应用于与锑有关的冶金及化工企业。该方法总 的来说，设备简单，易操作，但耗能较大，浪费能源，不环保。离子交换法通 常是利用含氨基、烷基的离子交换树脂或活性氧化铝作为吸附交换剂去除锑， 该方法原材料成本较高，处理费用高。物理-化学吸附法主要是利用具有较高吸 附性能的吸附剂吸附去除废水以及饮用水中的锑，常用的吸附剂主要有针铁矿、 赤铁矿、活性炭、蒙脱石、有机吸附剂、废铝渣以及生物制剂等，该方法去除 效果好、吸附量大、选择性高，因此应用比较广泛，但再生性能较差。最新研 制的复合纳米材料如氧化铁和氧化锰复合纳米材料能够有效去除水体中的砷、 锑和磷，但是纳米材料的成本非常高、合成复杂，工序较繁琐。
目前，普遍采用化学吸附法用于废水中三价锑的去除，如利用铁锰铝复合 氧化物/沸石吸附去除三价锑，该方法是利用锰氧化物将三价锑氧化为五价锑， 然后再通过铁铝氧化物对五价锑的吸附作用达到去除饮用水和工业废水三价锑 的效果。此外，通过投加高铁酸盐和混凝剂可去除饮用水中的微量锑，去除效 率可达到91%，该方法是通过高铁酸盐的强氧化性把三价锑氧化成五价锑，同 时利用还原生成的三价铁水解生成的纳米铁氧化物作为吸附剂吸附去除五价 锑。常温下，向含锑废水中加入硫酸亚铁和碱石灰，在空气的作用下，三价锑 和五价锑分别生成铁的锑酸盐和亚锑酸盐沉淀，从而从废水中去除锑。这些方 法受原材料价格的影响，存在处理费用较高、工艺流程复杂、耗时长、选择性 差等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性蓝藻处理含三价锑废水的方法，旨在解决 现有的含三价锑废水处理技术存在处理费用较高、工艺流程复杂、耗时长、选 择性差的问题。
本发明是这样实现的，一种改性蓝藻处理含三价锑废水的方法，所述改性 蓝藻处理含三价锑废水的方法包括：
首先在室温条件下，按照固液比采用质量(g)：体积(ml)=1:50，将改性蓝藻 吸附剂加入到三价锑的工业废水中，旋转振荡1小时，离心过滤，取上清液测 定废水中残留三价锑的浓度，经检测合格后排放;
其次将饱和后的蓝藻吸附剂沉淀过滤，放入解吸剂中解吸1小时后，离心 过滤，超纯水洗涤至中性，于-50℃冷冻干燥，即完成再生过程，再生后的改性 蓝藻用于进行同样条件下的吸附解吸过程，循环使用五次。
进一步，所述改性蓝藻吸附剂的制备方法如下：
蓝藻置于-50℃低温冷冻干燥，按照固液比质量(g)：体积(ml)=1:100的用量， 将干燥后的蓝藻固体粉末采用0.1mol/L的稀盐酸进行改性处理，悬浊液在120 rpm震荡24h，使蓝藻与稀盐酸接触混匀，然后离心、过滤，使用超纯水多次清 洗固体物质，至pH值接近中性，于-50℃冷冻干燥，磨碎成改性蓝藻吸附剂。
进一步，所述室温条件下，水体pH值为4.0。
进一步，所述三价锑废水的浓度为0.05-20mg/L。
进一步，所述解吸剂为4mol/L盐酸。
本发明提供的利用酸改性蓝藻吸附去除含三价锑废水的方法，本方法涉及 的蓝藻改性处理过程简便，易操作，吸附速率快，吸附量大，选择性高，并在 广谱pH范围内对三价锑具有优良吸附性能，在达到吸附饱和容量后，只需简单 的再生操作过程即可回收再利用。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
1)采用的原材料-蓝藻取自富营养化湖泊，易获取，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类，实现废物资源化利用。
2)吸附剂制备过程简便，成本低廉，蓝藻的盐酸改性处理过程简单易操作， 室温下即可完成，省时省力。
3)改性后的蓝藻吸附剂对三价锑表现出良好的吸附性能和处理效果，对浓 度为0.05-20mg/L的三价锑废水均具有较好的去除效果，且具有吸附速率快， 吸附量大，选择性高。
4)该吸附剂在广谱pH范围(2.0-7.0)内对三价锑废水具有优良吸附性能， 室温下即完成吸附过程。
5)该吸附剂吸附饱和后易解吸，再生性能强，可循环使用，金属回收方便， 实现资源再利用，减少环境污染，是一种经济有效的重金属污染处置和回收方 式。
6)利用改性蓝藻吸附剂去除含三价锑工业废水的方法工艺简单，操作方便。