CN102794157B - 一种能吸附重金属的复合介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种能吸附重金属的复合介质的制备及使用方法，针对目前一些化工企业中涉及的重金属如铜和汞等的污染问题。通过生物活性物质将活性碳、硫及硫化物、农作物秸秆粉末和菌丝体粘连在一起，将这几种物质以1.0-20.0％的农作物秸秆或菌丝体、1.0-20.0％的硫或硫化物、50.0％-95.5％的活性碳、2.5-10.0％酸化超声处理的壳聚糖按一定顺序混合均匀，制粒成型，烘干后得到一定尺寸的吸附介质。该复合介质能有效富集工业废水中的铜和汞等重金属，而且对气体中的汞捕获效果明显。
Description
技术领域
本发明涉及一种能有效吸附液体或气体中汞或铜元素的复合介质的制备方法，属于工业废水和废气治理领域。
背景技术
重金属是指比重大于4或者5的金属，约有45种，我们通常所说的重金属污染指的就是因人类活动而导致的环境中的重金属含量增加，超出正常范围后导致环境质量的恶化。
特别是近二十年来，由一些化工厂排出的废水中也通常含多种有毒有害的物质如镍、铅、铜、锌、铬、汞等重金属，其造成的污染对人类的健康构成了很大的威胁。这些污染物进入水环境中，会产生毒理效应，给人体健康造成危害。儿童铅中毒、砷中毒，重金属导致胎儿畸形等事件屡有发生，重金属污染已成为关系到人类生命与健康的重大隐患。
汞是一种对人类健康和环境都有害的元素，例如：微量的汞即可使某些鱼类等水生生物死亡；无机汞主要累计于肾、肝、脾、肠和心脏中，造成慢性中毒；毒性最大的是汞的烷基化合物，如甲基汞、二甲基汞可以累积性的积聚于脑髓中，引发一系列不适反应，严重的可以导致死亡。
自从人们认识到了汞的危害性就开展了相关研究，有些人采用活性碳进行汞离子以及气态汞元素去除的工作，取得了一定的成绩；也有些人利用硫元素与汞元素常温下即可生成难挥发性固体的特性进行试验，也取得了一定的成绩。同时，有研究表明生物法是一种处理低浓度废水中重金属的有效方法。但目前还没有研究报道利用生物活性物质将活性碳与硫或硫的化合物制备成具有一定多孔结构、机械强度较好的吸附介质，用于废水及废气中汞的去除。
目前我国是电石法制备聚氯乙烯的最大生产国，在其生产过程中会消耗大量的氯化汞，其中大部分的氯化汞进入废液和废气，严重危害了周边生态环境。由于氯化汞会随同蒸汽一起挥发的性质，采用直接蒸馏含氯化汞的溶液来分离氯化汞的方法并不可取；碱性化合物可以与氯化汞反应生成***沉淀，但***在水中的溶解度为0.005，且温度升高或某些电解质的存在都会引起***溶解度增大，也会导致分离效果不理想；硫化物可以与氯化汞生成沉淀，但在碱性介质中，过量的硫化物能与硫化汞生成可溶性的络合物[HgS2]2-，影响分离效果。作为一种去除汞的复合吸附介质，已知的有负载有MoS2的活性碳纤维吸附剂(公开号CN101480605A)；有负载有硫的活性碳脱汞吸附剂(公开号CN101497029A)；有负载有卤化物盐NaCl、CaCl2、CuCl2、CuBr2、NaBr、KBr、CaBr2和MgBr2的活性碳吸附剂(公开号CN101175692A)。
然而，上述专利文献中记载的吸附剂虽然都能用于汞的去除，但有的吸附剂因其机械强度不够而只能用于气体中汞的脱除；有的则仅仅是直接用活性碳或者将活性碳进行初步处理后用于液体中汞的吸附，不能充分利用活性碳的性能，汞的脱除成本很高。
发明内容
本发明主要设计了一种能对气体或液体中的重金属均能吸附的高效复合吸附介质，采用壳聚糖和菌丝体将各种处理过的吸附材料制备成具有一定多孔结构和较好机械强度的复合吸附介质。本发明的主要特点是采用农作物秸秆粉末或菌丝体能有效地解决吸附介质用于高温气体处理过程中硫的蒸发可能会堵塞活性碳上的微孔的问题；同时也能有效地提高吸附剂的吸附容量和有效吸附表面积，提高吸附汞的效率，以上优点使得本发明也能应用于气液混合的环境中重金属的去除。
本发明所述复合介质主要成分的组合方式包括：活性碳、硫或硫化物、壳聚糖、农作物秸秆粉末或菌丝体；活性碳、壳聚糖、农作物秸秆粉末或菌丝体；活性碳、硫或硫化物、壳聚糖；活性碳、壳聚糖。其中作为负载在复合吸附介质上的农作物秸秆粉末，是农作物的茎叶(穗)部分，可以是小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗或其它农作物收获籽实后的剩余部分。作为负载在复合吸附介质上的菌丝体，可以是普通微生物发酵过程提取产物后剩余的固体物质部分。本发明中各组分的添加顺序和配比可以根据具体的重金属处理环境状况进行调节和复配。
本发明也可适当降低复合吸附介质配方中的壳聚糖或菌丝体的添加比例，再将制得的复合介质用聚氨酯、无纺布、尼龙网包覆来使用。
附图说明
图1：按照一定的顺序将77.0％的活性碳、10.0％的硫、5.0％的的农作物秸秆粉末、8.0％酸化超声处理的壳聚糖按顺序混合均匀并烘干后得到的复合介质。
具体实施方式
实例1
按照一定的顺序将5.0％的农作物秸秆、10.0％的硫、77.0％的活性碳、8.0％壳聚糖按顺序混合均匀后，再加入上述混合物质总质量2倍的去离子水再次混合均匀，造粒，烘干后即可得到吸附重金属的复合介质。(附图1)
实例2
按照一定的顺序将10.0％的农作物秸秆、5.0％的硫、77.0％的活性碳、8.0％的壳聚糖按顺序混合均匀后，再加入上述混合物质总质量2倍的去离子水再次混合均匀，造粒，烘干后即可得到吸附重金属的复合介质。
实例3
按照一定的顺序将10.0％的农作物秸秆、5.0％的硫化钠、77.0％的活性碳、8.0％壳聚糖按顺序混合均匀后，再加入上述混合物质总质量2倍的去离子水再次混合均匀，造粒，烘干后即可得到吸附重金属的复合介质。
实例4
按照一定的顺序将10.0％的农作物秸秆、5.0％的硫化钠、77.0％的活性碳、8.0％壳聚糖按顺序混合均匀后，再加入上述混合物质总质量2倍的去离子水再次混合均匀，造粒，烘干后即可得到吸附重金属的复合介质。
Claims (1)
1.一种能吸附重金属的复合介质，其主要成分为：活性碳，硫或硫化物，壳聚糖，农作物秸秆粉末或菌丝体，制备方法为按照一定的顺序将这几种物质以1.0-20.0％的农作物秸秆或菌丝体、1.0-20.0％的硫或硫化物、50.0％-95.5％的活性碳、2.5-10.0％酸化超声处理的壳聚糖按顺序混合均匀，制粒成型，并烘干得到一定尺寸的颗粒。
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