CN110330088A - 一种碱性重金属螯合剂及制备和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碱性重金属螯合剂及制备和应用，涉及环境保护修复技术领域。本发明碱性重金属螯合剂包括载体和活性成分；活性成分包括改性淀粉45‑70％、次氯酸钙10‑15％和纳米氧化铝20‑40％；活性成分还包括PH调节剂；将碱性重金属螯合剂溶于99倍摩尔量的水中所得溶液的PH值为8.5‑9.5；载体包括花生壳粉末、秸秆粉末、木屑粉末和多孔活性炭粉末。本发明通过以改性淀粉、次氯酸钙和纳米氧化铝作为活性成分对重金属进行处理，克服了现有重金属螯合剂使用时会杀伤水中生物、对环境造成损害的问题。

Description

一种碱性重金属螯合剂及制备和应用
技术领域
本发明属于环境保护修复技术领域，特别是涉及一种碱性重金属螯合剂及制备和应用。
背景技术
重金属污染是指Hg、Cd、Pb、Cr和As等生物毒性显著的元素及具有一定毒性的一般重金属，如Zn、Cu、Co、Ni、Sn等元素及其化合物对环境造成的污染；它具有微量即可产生显著毒性效应，且不能被微生物降解的特点。
因此加强对对重金属废水、重金属污泥和重金属土壤的治理对国民经济的发展和保障人们生命安全与健康具有十分重要的意义。
目前常用的重金属捕集剂主要是二硫代氨基甲酸类化合物的衍生物，如多胺二硫代甲酸盐、聚乙烯亚胺基黄原酸、多胺-环氧氯丙烷共聚物黄原酸盐、聚丙烯酰胺黄原酸盐等。有较多的文献报道了这类重金属捕集剂的合成和应用效果，例如公开号为CN1831020A的《一种二硫代氨基甲酸二乙烯三胺乙基聚合物的合成方法》公开了一种交联的高分子二硫代氨基甲酸盐的合成及在重金属废水中的应用。公开号为CN101173019A的《一种聚乙烯醇为基链的高分子螯合剂的合成方法》公开了一种具有较高交联度和有效基团的高分子螯合剂的合成方法和应用实例。但在实际应用中，这类重金属捕集剂存在以下缺点：一是具有毒性，对水中生物有杀伤性。二是由于螯合基团部分空缺等原因，需要使用过量数倍的重金属捕集剂才能使废水重金属离子达标，造成处理后的废水含有一定浓度的重金属捕集剂，对环境造成损害，并且使出水色泽偏黄。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碱性重金属螯合剂及制备和应用，通过以改性淀粉、次氯酸钙和纳米氧化铝作为活性成分对重金属进行处理，克服了现有重金属螯合剂使用时会杀伤水中生物、对环境造成损害的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种碱性重金属螯合剂，包括载体和活性成分；
所述活性成分包括改性淀粉45-70％、次氯酸钙10-15％和纳米氧化铝20-40％；
所述活性成分还包括PH调节剂；
将所述碱性重金属螯合剂溶于99倍摩尔量的水中所得溶液的PH值为8.5-9.5；
所述载体包括花生壳粉末、秸秆粉末、木屑粉末和多孔活性炭粉末。
进一步地，所述改性淀粉包括氨基淀粉、羧基淀粉、淀粉微球和淀粉磺酸酸酯中的一种或多种。
进一步地，所述PH调节剂包括碳酸钠、碳酸氢钠、亚硫酸钠、氧化钙中的一种或多种。
一种碱性重金属螯合剂的制备方法，包括：
将改性淀粉搅拌入40-45℃的温水中，同时加入纳米氧化铝粉末和载体搅拌均匀；自然沉淀后去除上清液低温干燥后磨粉；
将上述所得磨粉与次氯酸钙、PH调节剂搅拌混合均匀装袋。
碱性重金属螯合剂在污水处理、污泥处理和土壤处理上的应用。
进一步地，所述碱性重金属螯合剂应用于污水处理具体包括：
将上述碱性重金属螯合剂抛撒在水体表面，曝光24-48小时即可。
进一步地，所述碱性重金属螯合剂应用于污泥处理具体包括：
向待处理污泥中加水搅拌形成流体状泥浆，向泥浆中投入碱性重金属螯合剂并搅拌均匀、浓缩/脱水；得到的脱水的污泥置于烘干装置中，进行烘干和消毒。
进一步地，所述碱性重金属螯合剂应用于土壤处理具体包括：
在待处理的土壤的土地四周起垄，灌注水深5-10cm；
加入碱性重金属螯合剂曝光2-4小时；
使用铧式犁进行翻土，翻土后继续曝光2-4小时；
再使用圆盘犁、深耕机或翻转犁进行耕作，耕作后继续曝光2-4小时，曝光后持续静置6-12小时即可。
在处理过程中，次氯酸钙会发生水解，产生氢氧化钙和次氯酸，氢氧化钙具有强碱性，增强了改性淀粉对重金属离子的捕捉效果。
同时通过载体对活性组分的固定，便于处理后分离。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明使用的改性淀粉属于长链大分子物质，每条分子链上有几千个螯合剂基团，一个重金属离子会被多个极性的螯合基团所螯合，它的结合力远远大于OH-、S2-与重金属离子的结合，能够从水体将重金属离子快速沉淀下来；同时也能够将污泥及土壤中的重金属离子快速螯合处理。
2、本发明提供的碱性重金属螯合剂具有无毒性、对重金属离子结合效果好、使用方便的特点。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
配方实施例1
一种碱性重金属螯合剂，包括载体和活性成分；
活性成分包括氨基淀粉60％、次氯酸钙10％和纳米氧化铝30％；
活性成分还包括碳酸氢钠；碱性重金属螯合剂溶于99倍摩尔量的水中所得溶液的PH值为9。
载体为花生壳粉末。
一种碱性重金属螯合剂的制备方法，包括：
将改性淀粉搅拌入40-45℃的温水中，同时加入纳米氧化铝粉末和载体搅拌均匀；自然沉淀后去除上清液低温干燥后磨粉；
将上述所得磨粉与次氯酸钙、PH调节剂搅拌混合均匀装袋。
配方实施例2
一种碱性重金属螯合剂，包括载体和活性成分；
活性成分包括羧基淀粉45％、次氯酸钙15％和纳米氧化铝40％；
活性成分还包括氧化钙；碱性重金属螯合剂溶于99倍摩尔量的水中所得溶液的PH值为9.5。
载体为木屑粉末。
制备方法同配方实施例1。
配方实施例3
一种碱性重金属螯合剂，包括载体和活性成分；
活性成分包括淀粉微球35％、淀粉磺酸酸酯35％、次氯酸钙10％和纳米氧化铝20％；
活性成分还包括亚硫酸钠；碱性重金属螯合剂溶于99倍摩尔量的水中所得溶液的PH值为8.5。
载体为花生壳粉末。
制备方法同配方实施例1。
碱性重金属螯合剂在污水处理、污泥处理和土壤处理上的应用。
应用实施例1
碱性重金属螯合剂应用于污水处理具体包括：
将上述碱性重金属螯合剂抛撒在水体表面，曝光24-48小时即可。
应用实施例2
碱性重金属螯合剂应用于污泥处理具体包括：
向待处理污泥中加水搅拌形成流体状泥浆，向泥浆中投入碱性重金属螯合剂并搅拌均匀、浓缩/脱水；得到的脱水的污泥置于烘干装置中，进行烘干和消毒。
应用实施例3
碱性重金属螯合剂应用于土壤处理具体包括：
在待处理的土壤的土地四周起垄，灌注水深5-10cm；
加入碱性重金属螯合剂曝光2-4小时；
使用铧式犁进行翻土，翻土后继续曝光2-4小时；
再使用圆盘犁、深耕机或翻转犁进行耕作，耕作后继续曝光2-4小时，曝光后持续静置6-12小时即可。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种碱性重金属螯合剂，其特征在于：包括载体和活性成分；
所述活性成分包括改性淀粉45-70％、次氯酸钙10-15％和纳米氧化铝20-40％；
所述活性成分还包括PH调节剂；
将所述碱性重金属螯合剂溶于99倍摩尔量的水中所得溶液的PH值为8.5-9.5；
所述载体包括花生壳粉末、秸秆粉末、木屑粉末和多孔活性炭粉末。
2.根据权利要求1所述的一种碱性重金属螯合剂，其特征在于，所述改性淀粉包括氨基淀粉、羧基淀粉、淀粉微球和淀粉磺酸酸酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种碱性重金属螯合剂，其特征在于，所述PH调节剂包括碳酸钠、碳酸氢钠、亚硫酸钠、氧化钙中的一种或多种。
4.如权利要求1-3任意一所述的一种碱性重金属螯合剂的制备方法，其特征在于，包括：
将改性淀粉搅拌入40-45℃的温水中，同时加入纳米氧化铝粉末和载体搅拌均匀；自然沉淀后去除上清液低温干燥后磨粉；
将上述所得磨粉与次氯酸钙、PH调节剂搅拌混合均匀装袋。
5.如权利要求1-3任意一所述的一种碱性重金属螯合剂的应用，其特征在于，所述碱性重金属螯合剂在污水处理、污泥处理和土壤处理上的应用。
6.根据权利要求5所述的一种碱性重金属螯合剂的应用，其特征在于，所述碱性重金属螯合剂应用于污水处理具体包括：
将上述碱性重金属螯合剂抛撒在水体表面，曝光24-48小时即可。
7.根据权利要求5所述的一种碱性重金属螯合剂的应用，其特征在于，所述碱性重金属螯合剂应用于污泥处理具体包括：
向待处理污泥中加水搅拌形成流体状泥浆，向泥浆中投入碱性重金属螯合剂并搅拌均匀、浓缩/脱水；得到的脱水的污泥置于烘干装置中，进行烘干和消毒。
8.根据权利要求5所述的一种碱性重金属螯合剂的应用，其特征在于，所述碱性重金属螯合剂应用于土壤处理具体包括：
在待处理的土壤的土地四周起垄，灌注水深5-10cm；
加入碱性重金属螯合剂曝光2-4小时；
使用铧式犁进行翻土，翻土后继续曝光2-4小时；
再使用圆盘犁、深耕机或翻转犁进行耕作，耕作后继续曝光2-4小时，曝光后持续静置6-12小时即可。
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