專利名稱：一種吸附鎘離子的生物質(zhì)改性吸附劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于改性吸附材料領(lǐng)域，涉及生物質(zhì)改性吸附劑，具體涉及一種吸附鎘離子的生物質(zhì)吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
水體重金屬污染已成為日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。傳統(tǒng)的重金屬廢水處理方法如化學(xué)沉淀法、電解法、離子交換法等在處理低濃度重金屬廢水時(shí)存在操作繁瑣、運(yùn)行費(fèi)用較高等缺點(diǎn)。吸附法屬于傳統(tǒng)的重金屬離子廢水處理方法之一，以活性炭、高分子樹脂為代表的傳統(tǒng)吸附材料盡管吸附量大、吸附速率快，但使用壽命短、再生成本昂貴。農(nóng)林廢棄物屬于一類新型的廉價(jià)吸附材料。如中國專利CN201010301107. 1公開的用天然柿子粉為原料，在酸性條件下與丙酮交聯(lián)縮合制備的吸附重金屬離子的生物吸附劑。目前，這類生物質(zhì)吸附劑存在的主要缺陷是原料成本較高、制備方法較復(fù)雜，且吸附劑為粉末狀，不能直接用于吸附塔等靜態(tài)自然修復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種吸附鎘離子的生物質(zhì)吸附劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明以廢棄花生殼為原料，利用高錳酸鉀改性制備生物質(zhì)吸附劑，得到的生物吸附劑課應(yīng)用于固定床吸附或河流原位吸附。本發(fā)明的原料來源廣泛、價(jià)廉易得，其制備方法簡單可行，成本低。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案
一種吸附鎘離子的生物質(zhì)改性吸附劑，以廢棄花生殼為原料，用高錳酸鉀改性制備得到。本發(fā)明所述的生物吸附劑的制備方法，包括以下步驟
(1)將廢棄花生殼清洗烘干，粉碎后過篩，取0.85^2. OOmm花生殼顆粒；
(2)向步驟(1)得到的花生殼顆粒中加入高錳酸鉀溶液，在室溫下，攪拌反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后取出，水洗至中性，干燥，得到生物質(zhì)改性吸附劑。步驟(2)中，所述高錳酸鉀溶液的摩爾濃度為0. 05、. lmol/L ；所述花生殼顆粒與高錳酸鉀溶液的質(zhì)量體積比為l(T20g/L。步驟(2)中，所述攪拌反應(yīng)的時(shí)間為12、他；所述干燥的溫度為5(T80°C。本發(fā)明還提供一種所述的生物質(zhì)改性吸附劑在低濃度鎘離子廢水吸附處理中的應(yīng)用。本發(fā)明的生物質(zhì)吸附劑在應(yīng)用時(shí)，將吸附劑填充于吸附柱中，含鎘離子的廢水通過蠕動(dòng)泵由上而下恒速通過吸附柱。所述吸附柱為圓柱形活動(dòng)式，吸附柱高度與直徑比為20:1，吸附柱直徑與吸附劑粒度比為(廣23) :1，當(dāng)吸附柱出水濃度高于0. lmg/L時(shí)，應(yīng)更換吸附劑。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果
(1)本發(fā)明的生物質(zhì)吸附劑可以有效吸附重金屬廢水中的鎘離子，鎘離子去除率可達(dá)到99. 9%以上；
(2)本發(fā)明的生物質(zhì)吸附劑采用廢棄花生殼為原料制成，這類農(nóng)林廢棄物來源廣泛，價(jià)廉易得；
(3)本發(fā)明的制備方法簡單易行，成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化；
(4)本發(fā)明的生物質(zhì)吸附劑為顆粒狀，不需要經(jīng)過造粒程序，便于實(shí)際應(yīng)用，可直接應(yīng)用于塔式吸附及自然水體原位修復(fù)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于此。實(shí)施例1
將廢棄花生殼清洗烘干，粉碎后過篩，取0. 85^2. OOmm花生殼顆粒；向30g上述花生殼顆粒中加入1.5 3L摩爾濃度0. 05、. lmol/L的高錳酸鉀溶液，在室溫下，攪拌反應(yīng)12、他，取出后水洗至中性，于5(T80°C干燥，得到生物質(zhì)改性吸附劑。稱取28. 26g上述得到的吸附劑，均勻裝入吸附柱，配制濃度為ang/L的含鎘模擬廢水，調(diào)節(jié)pH為4. 7飛.5，將模擬鎘離子廢水通過蠕動(dòng)泵以26. 27mL/min速度通過吸附柱，用原子吸收色譜測定不同時(shí)間下吸附柱流出液的鎘離子濃度。經(jīng)試驗(yàn)測定吸附柱出水鎘離子最低濃度低于0. 001mg/L,當(dāng)吸附操作時(shí)間到達(dá)1 后，出水濃度由0. lmg/L逐漸升高，此時(shí)應(yīng)更換吸附劑。實(shí)施例2
將廢棄花生殼清洗烘干，粉碎后過篩，取0. 85^2. OOmm花生殼顆粒；向40g上述花生殼顆粒中加入2 4L摩爾濃度0. 05、. lmol/L的高錳酸鉀溶液，在室溫下，攪拌反應(yīng)12 48h，取出后水洗至中性，于5(T80°C干燥，得到生物質(zhì)改性吸附劑。稱取37. 68g上述得到的吸附劑，均勻裝入吸附柱，配制濃度為ang/L的含鎘模擬廢水，調(diào)節(jié)pH為4. 7飛.5，將模擬鎘離子廢水通過蠕動(dòng)泵以26. 27mL/min速度通過吸附柱，用原子吸收色譜測定不同時(shí)間下吸附柱流出液的鎘離子濃度。經(jīng)試驗(yàn)測定吸附柱出水鎘離子最低濃度低于0. 00lmg/L,當(dāng)吸附操作時(shí)間到達(dá)25.他后，出水濃度由0. lmg/L逐漸升高，此時(shí)應(yīng)更換吸附劑。實(shí)施例3
將廢棄花生殼清洗烘干，粉碎后過篩，取0. 85^2. OOmm花生殼顆粒；向40g上述花生殼顆粒中加入2 4L摩爾濃度0. 05、. lmol/L的高錳酸鉀溶液，在室溫下，攪拌反應(yīng)12 48h，取出后水洗至中性，于5(T80°C干燥，得到生物質(zhì)改性吸附劑。稱取37. 68g上述得到的吸附劑，均勻裝入吸附柱，配制濃度為llmg/L的含鎘模擬廢水，調(diào)節(jié)pH為4. 7飛.5，將模擬鎘離子廢水通過蠕動(dòng)泵以26. 27mL/min速度通過吸附柱，用原子吸收色譜測定不同時(shí)間下吸附柱流出液的鎘離子濃度。經(jīng)試驗(yàn)測定吸附柱出水鎘離子最低濃度低于0. 00lmg/L,當(dāng)吸附操作時(shí)間到達(dá)7. 5h后，出水濃度由0. lmg/L逐漸升高，此時(shí)應(yīng)更換吸附劑。
權(quán)利要求
1.一種吸附鎘離子的生物質(zhì)改性吸附劑，其特征在于，所述生物質(zhì)改性吸附劑是以廢棄花生殼為原料，用高錳酸鉀改性制備得到。
2.權(quán)利要求1所述的生物吸附劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將廢棄花生殼清洗烘干，粉碎后過篩，取粒徑為0.85^2. OOmm的花生殼顆粒；(2)向步驟(1)得到的花生殼顆粒中加入高錳酸鉀溶液，在室溫下，攪拌反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后取出，水洗至中性，干燥，得到生物質(zhì)改性吸附劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述高錳酸鉀溶液的摩爾濃度為0. 05、. lmol/L ；所述花生殼顆粒與高錳酸鉀溶液的質(zhì)量體積比為l(T20g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述攪拌反應(yīng)的時(shí)間為12 48h ；所述干燥的溫度為5(T80°C。
5.權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)改性吸附劑，其特征在于，在低濃度鎘離子廢水吸附處理中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種吸附鎘離子的生物質(zhì)吸附劑及其制備方法和應(yīng)用，該生物質(zhì)吸附劑采用廢棄花生殼為原料，用高錳酸鉀改性制備而成；其制備方法包括以下步驟將廢棄花生殼清洗烘干，粉碎后過篩，加入高錳酸鉀溶液，室溫下攪拌反應(yīng)，水洗至中性，干燥，得到生物質(zhì)改性吸附劑；本發(fā)明的生物質(zhì)吸附劑可應(yīng)用于低濃度鎘離子廢水吸附處理。本發(fā)明的生物質(zhì)吸附劑為顆粒狀，可直接應(yīng)用于塔式吸附及自然水體原位修復(fù)；采用的原料廉價(jià)易得，制備方法簡單，成本低，易于工業(yè)化。
文檔編號(hào)C02F1/28GK102553539SQ201210006790
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者黨志, 易筱筠, 林芳芳, 龍騰 申請人:華南理工大學(xué)