專利名稱：一種去除水中銅離子的吸附劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銅離子吸附劑的制備方法，具體地說，是涉及一種利用污 泥中提取出來細菌藻酸鹽制備銅離子吸附劑的制備方法，屬于環(huán)境工程污水處 理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
冶金、釆礦、電鍍、催化、儀表、合金和化工等產(chǎn)業(yè)易產(chǎn)生含有大量銅離 子的污水，如不加處理直接排放水體，則對生態(tài)環(huán)境有不可逆的危害性。銅污 染妨礙農(nóng)作物(特別是水稻和麥子)的正常生長發(fā)育，破壞根系正常代謝功能， 導(dǎo)致生長不良而減產(chǎn)。銅被農(nóng)作物吸收后進入食物鏈，最終被人體吸收。過量 的銅與人體內(nèi)的蛋白質(zhì)和酶結(jié)合，產(chǎn)生不可逆的變性，導(dǎo)致生理代謝過程障礙， 或與脫氧核糖核酸相互作用而導(dǎo)致生理突變。人體食入過量銅后，可在肝、腦、 腎等組織中積累，而引發(fā)肝銅病、腦銅病和腎銅病。醫(yī)學(xué)研究表明，高銅可使動脈粥樣硬化并加速組織細胞的老化和死亡；銅在大腦中某些部位沉積，可導(dǎo) 致腦萎縮、神經(jīng)元減少和退行性病變，最后發(fā)展為老年性癡呆。食物中銅過量 會引起人體急性中毒，發(fā)生流涎、惡心、嘔吐、陣發(fā)性腹痛，嚴重者可有頭痛、 心跳遲緩、呼吸困難甚至虛脫，也可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損害。因此，含有大 量銅離子的污水必須經(jīng)處理達到 一定標準后才能排入水體。目前去除污水中銅離子的方法主要為物化處理方法，如化學(xué)絮凝、膜分離 技術(shù)、離子交換和蒸發(fā)等，這些傳統(tǒng)的方法不能有效去除銅離子，并且使用成 本高，環(huán)境友好性差。近年來，生物吸附劑以其較低的成本、較高的處理效能 和環(huán)境友好性得到而人們的重視，其中，以從褐藻中提^l的海藻酸鹽的應(yīng)用最為廣泛。然而，海藻是一種有限的資源，不能滿足日益增長的需求量，于是， 找到廉價的海藻酸鹽的替代品勢在必行?，F(xiàn)已有技術(shù)可實現(xiàn)從污泥中提取出細菌藻酸鹽，即將污泥清洗烘干后，在Na2C03溶液中加熱溶解，冷卻過濾后加入酸調(diào)節(jié)pH值，得到藻酸沉淀，再將藻 酸沉淀溶解于NaOH溶液中，即可制得細菌藻酸鈉溶液。研究表明，從污泥中提 取出來的細菌藻酸鹽和海藻酸鹽都是由P-D-甘露糖醛酸鹽及其C-5差向異構(gòu) 體oc-L-古洛糖醛酸鹽組成，具有非常相似的分子構(gòu)成，因此細菌藻酸鹽可作為 海藻酸鹽的替代品來使用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種去除水中銅離子的吸附劑的制備方法，解決了傳統(tǒng)吸附 劑消耗大量自然資源、成本較高的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn) 一種去除水中銅離子的吸附劑的制備方法，其特征在于包括下述步驟(1) 將從污泥中^是取的細菌藻酸鈉制成質(zhì)量濃度為0. 5-2%(W/V)、 pH為 7-8的溶液，然后加入到質(zhì)量濃度為0.5-5% (W/V)的CaCh溶液中，靜置 一段時間，得到凝膠物質(zhì)；(2) 將上述凝膠物質(zhì)用去離子水沖洗，直至洗出液中不含0&2+;(3) 沖洗后的凝膠物質(zhì)在50-8(TC下烘干至恒重，制得干吸附劑。 在本發(fā)明中，還具有以下技術(shù)特征所述污泥為活性污泥、生物膜、好氧顆粒污泥和厭氧顆粒污泥中的一種。在本發(fā)明中，還具有以下技術(shù)特征所述細菌藻酸鈉溶液體積為CaCh溶 液體積的0. 1-1 ^咅。在本發(fā)明中，還具有以下技術(shù)特征所述細菌藻酸鈉溶液在CaCl2溶液中 靜置5-12h。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是1、 以污泥中提取出的細菌藻酸鹽為原料，制備銅吸附劑，可實現(xiàn)"以廢治 廢"，在達到去除污水中銅離子目的的同時減少市政污泥的排出量，降低污水處 理廠運行費用，改變污水處理業(yè)"只沖殳入、不產(chǎn)出，，的^皮動局面。2、 用污泥中提取出的細菌藻酸鹽代替海藻酸鹽制作銅吸附劑，既能減少海 藻資源的消耗，保護海洋生態(tài)環(huán)境，又降低了制備銅吸附劑的成本。3、 吸附劑經(jīng)過烘干后以干燥形式存在，易于儲存和運輸。吸附銅離子后便 于固液分離，而且吸附劑可以重復(fù)使用，進一步降低了生產(chǎn)和使用成本。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一 步詳細的說明。 實施例1:取好氧顆粒污泥清洗干燥后，置于Na《03溶液中加熱溶解；冷卻過濾后加 入鹽酸調(diào)節(jié)pH值為2，得到藻酸沉淀；再將藻酸沉淀溶解于NaOH溶液中，制 得質(zhì)量濃度為1°/。(W/V)的好氧顆粒污泥細菌藻酸鈉溶液。取50ml上述好氧顆粒污泥細菌藻酸鈉溶液，將其逐滴加入到lOOml、質(zhì)量 濃度為2% (W/V)的CaCl2溶液中，靜置6h，產(chǎn)生白色凝膠顆粒。收集白色 凝膠顆粒，并用去離子水沖洗數(shù)次，直至洗出液中不含有Ca2+。然后將沖洗后 的白色凝膠顆粒置于干燥箱中，在60。C下烘干至恒重，制得干燥的銅離子吸附 劑。制M同離子吸附劑的反應(yīng)式如下2NaALG + CaCl2 — Ca (ALG) 2 + 2NaCl 其中，ALG代表藻S臾根。將上述干燥的吸附劑加入到含銅離子的污水中，在pH值為4-4. 5的酸性環(huán) 境中反應(yīng)，每克吸附劑可吸附012+約90mg。吸附劑吸附銅離子的反應(yīng)式如下Ca (ALG)2 + Cu2+ — Cu (ALG) 2 + Ca2+實施例2:選取活性污泥若干，按照實施例1制備細菌藻酸鈉的方式制備質(zhì)量濃度為 1% (W/V)的活性污泥細菌藻酸鈉溶液。耳又50ml上述活性污泥細菌藻酸鈉溶液，將其逐滴加入到50ml、質(zhì)量濃度 為1% (W/V)的CaCh溶液中，靜置7h，產(chǎn)生白色絮體。收集白色絮體，并 用去離子水沖洗數(shù)次，直至洗出液中不含有Ca2+。然后將沖洗后的白色絮體置 于干燥箱中，在65。C下烘干至恒重，制得干燥的銅離子吸附劑。將上述干燥的吸附劑加入到含銅離子的污水中，在pH值為4-4. 5的酸性環(huán) 境中反應(yīng)，每克吸附劑可吸附Cu"約50mg。實施例3:選取生物膜若干，按照實施例1制備細菌藻酸鈉的方式制備質(zhì)量濃度為 1% (W/V)的生物膜細菌藻酸鈉溶液。取50ml上述生物膜細菌藻酸鈉溶液，將其逐滴加入到150ml、質(zhì)量濃度為 3% (W/V)的CaCl2溶液中，靜置10h,產(chǎn)生白色薄膜。收集白色薄膜，并用 去離子水沖洗數(shù)次，直至洗出液中不含有Ca2+。然后將沖洗后的白色薄膜置于 干燥箱中，在55。C下烘干至恒重，制得干燥的銅離子吸附劑。將上述干燥的吸附劑加入到含銅離子的污水中，在pH值為4-4. 5的酸性環(huán) 境中反應(yīng)，每克吸附劑可吸附Cu"約75mg。實施例4:選取厭氧顆粒污泥若干，按照實施例1制備細菌藻酸鈉的方式制備質(zhì)量濃度為ly。(w/v)的厭氧顆粒污泥細菌藻酸鈉溶液。取50ml上述厭氧顆粒污泥細菌藻酸鈉溶液，將其逐滴加入到80ml、質(zhì)量 濃度為0.8% (W/V)的CaCl2溶液中，靜置9.5h,產(chǎn)生褐色細小凝膠顆粒。 收集褐色細小凝膠顆粒，并用去離子水沖洗數(shù)次，直至洗出液中不含有Ca2+。 然后將沖洗后的褐色細小凝月交顆粒置于干燥箱中，在80。C下烘干至恒重，制得 干燥的銅離子吸附劑。將上述干燥的吸附劑加入到含銅離子的污水中，在pH值為4-4. 5的酸性環(huán) 境中反應(yīng)，每克吸附劑可吸附C約150mg。當然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例， 本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加 或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種去除水中銅離子的吸附劑的制備方法，其特征在于包括下述步驟(1)將從污泥中提取的細菌藻酸鈉制成質(zhì)量濃度為0.5-2％(W/V)、pH為7-8的溶液，然后加入到質(zhì)量濃度為0.5-5％(W/V)的CaCl2溶液中，靜置一段時間，得到凝膠物質(zhì)；(2)將上述凝膠物質(zhì)用去離子水沖洗，直至洗出液中不合Ca2+；(3)沖洗后的凝膠物質(zhì)在50-80℃下烘干至恒重，制得干吸附劑。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除水中銅離子的吸附劑的制備方法，其特征在 于所述污泥為活性污泥、生物膜、好氧顆粒污泥和厭氧顆粒污泥中的一種。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的去除水中銅離子的吸附劑的制備方法，其特征在 于所述細菌藻酸鈉溶液體積為CaCh溶液體積的0. 1-1倍。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的去除水中銅離子的吸附劑的制備方法，其特征在 于所述細菌藻酸鈉溶液在CaCl2溶液中靜置5-12h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去除水中銅離子的吸附劑的制備方法，其特征在于包括下述步驟(1)將從污泥中提取的細菌藻酸鈉制成質(zhì)量濃度為0.5-2％(W/V)的溶液，然后加入到質(zhì)量濃度為0.5-5％(W/V)的CaCl₂溶液中，靜置一段時間，得到凝膠物質(zhì)；(2)將上述凝膠物質(zhì)用去離子水沖洗，直至洗出液中不含Ca²⁺；(3)沖洗后的凝膠物質(zhì)在50-80℃下烘干至恒重，制得干吸附劑。利用本發(fā)明所述方法可將污泥轉(zhuǎn)化為有用的銅離子吸附劑，實現(xiàn)“以廢治廢”，解決了傳統(tǒng)吸附劑消耗大量自然資源、成本較高的問題。
文檔編號B01J20/24GK101254456SQ20071011505
公開日2008年9月3日 申請日期2007年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月26日
發(fā)明者張海玲, 林躍梅, 池振明, 琳 王 申請人:中國海洋大學(xué)