CN104148027A - 一种去除微污染水体中镉的吸附材料制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及本发明涉及一种去除微污染水体中镉的吸附材料制备方法，属于污水处理领域。取新鲜甘蔗渣，手工切成细小条状，放入高压锅中，加入蒸馏水煮沸除去糖等可溶性物质；置于热空气烤炉中干燥，用中草药粉碎机粉碎；将粉碎后的甘蔗渣置于容器中，加入NaOH溶液，在室温下用玻璃棒搅拌均匀至充分碱化；把碱化的甘蔗渣倒入抽滤漏斗，抽滤至中性后烘干；取烘干的纤维素于容器中，加入H3PO4的水溶液进行预膨胀；预膨胀后加入H3PO4的水溶液，尿素作为催化剂，甲苯作为溶剂，放入水浴锅中反应，碱洗至无磷酸根离子，再用HCl的水溶液将酯化反应物转化为H型离子交换剂，烘干得本发明的吸附剂。本发明成本低，不造成二次污染，复合固体废物资源化的要求。

Description

一种去除微污染水体中镉的吸附材料制备方法
技术领域
本发明涉及一种去除微污染水体中镉的吸附材料制备方法，属于污水处理领域。
背景技术
近年来随着采矿、冶金以及镉处理等工业的发展，我国农业土壤受镉污染也日益严重。由于镉不能被土壤中微生物降解，半衰期超过20年，其污染为不可逆的积累过程；镉又是生物迁移性很强的重金属，极易被植物吸收并累积，超过一定限度不仅严重影响作物的产量、品质，而且可食部分极易通过食物链在人体内积累并危害人体健康。镉的化合物毒性大，而且属于积蓄性，引起慢性中毒的潜伏期可达10到30年。目前，我国耕地受镉、铅等重金属污染的问题日益严重，由此造成的经济损失也越来越大，根据报道每年我国因重金属污染而造成的经济损失至少200亿元。在所有重金属污染中，以镉污染最为严重。土壤中的镉含量直接影响生态环境和人类的健康，所以对镉污染问题必须给予足够的重视。找出一个检出限低且稳定的测定方法可以更好的起到预警作用；对于已经污染的土壤需要找到更经济更高效的修复方法。总之，土壤中重金属镉污染已严重影响着农业生产的可持续发展和人类健康，所以研究土壤中镉的污染及治理是必要的。
纵观国内外的除镉技术，客土法方法适用于污染面积不大的土壤，对于污染面积大的土壤来说，成本太高，操作复杂。化学法适用于污染不太严重的土壤，但需施用改良剂或抑制等化学物质以降低土壤中镉的水溶性、扩散性和生物有效性，从而减弱毒害的作用。生物修复法比较经济，操作简单，但是周期比较长。
发明内容
本发明针对传统方法存在问题，发明一种去除微污染水体中镉吸附材料制备方法，选取甘蔗非粮生物质为主要原料，制备出非粮生物质去除镉吸附剂，是一种天然可再生、无味且对环境没有污染的吸附剂。
(1)取购买来的刚榨完汁的新鲜甘蔗渣，手工把长条的甘蔗渣切成细小的条状，放入高压锅中，加入蒸馏水至淹没甘蔗渣为止，水煮沸30～40分钟，除去糖可溶性物质；
(2)之后置于120℃的热空气烤炉中干燥36小时，取出干燥完的甘蔗渣，用中草药粉碎机进行粉碎，粉碎1～2小时；
(3)取粉碎后干燥的甘蔗渣于容器中，加入40ml的20％NaOH溶液，用玻璃棒搅拌均匀，在室温下让其充分搅拌1～2小时，让碱化比较充分；
(4)把充分碱化的甘蔗渣倒入抽滤漏斗，抽滤至中性后，置于实验室的烘箱中于88～100℃中烘干24小时；
(5)取烘干的纤维素于容器中，加入40ml的20％的H3PO4的水溶液进行预膨胀12小时。预膨胀后加入5ml85％H3PO4的水溶液，0.3g的尿素作为催化剂，用甲苯作为溶剂，放入水浴锅中在50℃反应1小时后，碱洗至无磷酸根离子，再用6％的HCL的水溶液将酯化反应物转化为H型离子交换剂，烘干得本发明的吸附剂。
本发明所具有的显著优势为：
(1)原料产量大，方便易得，工艺简单，成本低，操作方便，不会造成二次污染。
(2)最大程度地实现甘蔗渣的再次利用，改善我国甘蔗渣资源浪费的现状，复合固体废物资源化的要求，并产生经济效益。
具体实施方式
取购买来的刚榨完汁的新鲜甘蔗渣，手工把长条的甘蔗渣切成细小的条状，放入高压锅中，加入蒸馏水至淹没甘蔗渣为止，水煮沸30～40分钟，除去糖可溶性物质；之后置于120℃的热空气烤炉中干燥36小时，取出干燥完的甘蔗渣，用中草药粉碎机进行粉碎，粉碎1～2小时；取粉碎后干燥的甘蔗渣于容器中，加入40ml的20％NaOH溶液，用玻璃棒搅拌均匀，在室温下让其充分搅拌1小时，让碱化比较充分；把充分碱化的甘蔗渣倒入抽滤漏斗，抽滤至中性后，置于实验室的烘箱中于88～100℃中烘干24小时；取烘干的纤维素于容器中，加入40ml的20％的H3PO4的水溶液进行预膨胀12小时。预膨胀后加入5ml85％H3PO4的水溶液，0.3g的尿素作为催化剂，用甲苯作为溶剂，放入水浴锅中在50℃反应1小时后，碱洗至无磷酸根离子，再用6％的HCl的水溶液将酯化反应物转化为H型离子交换剂，烘干得吸附材料。将所得吸附材料放入体积为50L浓度为50～100mg/L含镉废水中，保证pH值在6.0～8.0的情况下，吸附2～14小时，镉的去除率达到95％以上。
实例1
取购买来的刚榨完汁的新鲜甘蔗渣，手工把长条的甘蔗渣切成细小的条状，放入高压锅中，加入蒸馏水至淹没甘蔗渣为止，水煮沸30分钟，除去糖等可溶性物质；之后置于120℃的热空气烤炉中干燥36小时，取出干燥完的甘蔗渣，用中草药粉碎机进行粉碎，粉碎1小时；取粉碎后干燥的甘蔗渣于容器中，加入40ml的20％NaOH溶液，用玻璃棒搅拌均匀，在室温下让其充分搅拌1小时，让碱化比较充分；把充分碱化的甘蔗渣倒入抽滤漏斗，抽滤至中性后，置于实验室的烘箱中于88℃中烘干24小时；取烘干的纤维素于容器中，加入40ml的20％的H3PO4的水溶液进行预膨胀12小时。预膨胀后加入5ml85％H3PO4的水溶液，0.3g的尿素作为催化剂，用甲苯作为溶剂，放入水浴锅中在50℃反应1小时后，碱洗至无磷酸根离子，再用6％的HCl的水溶液将酯化反应物转化为H型离子交换剂，烘干得吸附材料。将所得吸附材料放入体积为50L浓度为50mg/L含镉废水中，保证pH值在6.0，吸附2小时，废水中镉的浓度降低到0.5mg/L,镉的去除率达到95％。
实例2
取购买来的刚榨完汁的新鲜甘蔗渣，手工把长条的甘蔗渣切成细小的条状，放入高压锅中，加入蒸馏水至淹没甘蔗渣为止，水煮沸35分钟，除去糖等可溶性物质；之后置于120℃的热空气烤炉中干燥36小时，取出干燥完的甘蔗渣，用中草药粉碎机进行粉碎，粉碎1.5小时；取粉碎后干燥的甘蔗渣于容器中，加入40ml的20％NaOH溶液，用玻璃棒搅拌均匀，在室温下让其充分搅拌1小时，让碱化比较充分；把充分碱化的甘蔗渣倒入抽滤漏斗，抽滤至中性后，置于实验室的烘箱中于94℃中烘干24小时；取烘干的纤维素于容器中，加入40ml的20％的H3PO4的水溶液进行预膨胀12小时。预膨胀后加入5ml85％H3PO4的水溶液，0.3g的尿素作为催化剂，用甲苯作为溶剂，放入水浴锅中在50℃反应1小时后，碱洗至无磷酸根离子，再用6％的HCl的水溶液将酯化反应物转化为H型离子交换剂，烘干得吸附材料。将所得吸附材料放入体积为50L浓度为75mg/L含镉废水中，保证pH值在7.0，吸附3小时，废水中镉的浓度降低到0.4mg/L以下,镉的去除率达到96％以上。
实例3
取购买来的刚榨完汁的新鲜甘蔗渣，手工把长条的甘蔗渣切成细小的条状，放入高压锅中，加入蒸馏水至淹没甘蔗渣为止，水煮沸40分钟，除去糖等可溶性物质；之后置于120℃的热空气烤炉中干燥36小时，取出干燥完的甘蔗渣，用中草药粉碎机进行粉碎，粉碎2小时；取粉碎后干燥的甘蔗渣于容器中，加入40ml的20％NaOH溶液，用玻璃棒搅拌均匀，在室温下让其充分搅拌1小时，让碱化比较充分；把充分碱化的甘蔗渣倒入抽滤漏斗，抽滤至中性后，置于实验室的烘箱中于100℃中烘干24小时；取烘干的纤维素于容器中，加入40ml的20％的H3PO4的水溶液进行预膨胀12小时。预膨胀后加入5ml85％H3PO4的水溶液，0.3g的尿素作为催化剂，用甲苯作为溶剂，放入水浴锅中在50℃反应1小时后，碱洗至无磷酸根离子，再用6％的HCl的水溶液将酯化反应物转化为H型离子交换剂，烘干得吸附材料。将所得吸附材料放入体积为50L浓度为100mg/L含镉废水中，保证pH值在8.0，吸附4小时，废水中镉的浓度降低到0.3mg/L以下,镉的去除率达到97％以上。

Claims (1)

1.一种去除微污染水体中镉的吸附材料制备方法，其特征在于：
(1)取购买来的刚榨完汁的新鲜甘蔗渣，手工把长条的甘蔗渣切成细小的条状，放入高压锅中，加入蒸馏水至淹没甘蔗渣为止，水煮沸30～40分钟，除去糖可溶性物质；
(2)之后置于120℃的热空气烤炉中干燥36小时，取出干燥完的甘蔗渣，用中草药粉碎机进行粉碎，粉碎1～2小时；
(3)取粉碎后干燥的甘蔗渣于容器中，加入40ml的20％NaOH溶液，用玻璃棒搅拌均匀，在室温下让其充分搅拌1～2小时，让碱化比较充分；
(4)把充分碱化的甘蔗渣倒入抽滤漏斗，抽滤至中性后，置于实验室的烘箱中于88～100℃中烘干24小时；
(5)取烘干的纤维素于容器中，加入40ml的20％的H3PO4的水溶液进行预膨胀12小时，预膨胀后加入5ml85％：H3PO4的水溶液，0.3g的尿素作为催化剂，用甲苯作为溶剂，放入水浴锅中在50℃反应1小时后，碱洗至无磷酸根离子，再用6％的HCl的水溶液将酯化反应物转化为H型离子交换剂，烘干得本发明的吸附剂。
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