一種改性藍藻處理含三價銻廢水的方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護技術(shù)領域，尤其涉及一種改性藍藻處理含三價銻廢水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]類金屬銻(Sb)是一個可長距離迀移的全球性污染物，是目前國際上最為關注的有毒金屬元素之一。銻與砷是同一主族的稀有金屬元素，二者具有相似的地球化學特征和毒性。銻毒性取決于其化學形態(tài)，通常無機銻毒性高于有機銻，元素銻的毒性高于其鹽類，三價銻的毒性高于五價銻，大約是五價銻的十倍。銻及其化合物已被美國EPA列入優(yōu)先控制污染物，同時也被歐盟巴塞爾公約列入危險廢物。我國銻礦儲量和開采量均居世界第一，湖南錫礦山是世界最大的銻礦之一，被稱為“世界銻都”，每年全世界銻需求量的80%來自我國生產(chǎn)。含銻礦物的風化侵蝕、土壤流失，冶煉廠及焚燒廠含銻廢水排放，使水環(huán)境中的銻污染越來越嚴重。湖南錫礦山的銻礦采冶廢水中銻的濃度達到7.05mg/L，高濃度銻的礦山廢水不斷匯入礦區(qū)地表徑流，造成銻污染物不斷向礦區(qū)周圍環(huán)境及下游地區(qū)迀移，污染范圍不斷擴大。因此，我國迫切需要開展含銻廢水污染治理與控制技術(shù)研究。開發(fā)簡單、高效、易行的除銻技術(shù)，是銻污染治理的重大科技需求，也是目前工程治理實踐中的難點和重點。三價銻在環(huán)境中(pH 2.0-11.0)主要以中性化合物Sb (OH)3的形式存在，性質(zhì)穩(wěn)定，難以去除。
[0003]目前廢水中銻的去除技術(shù)主要包括化學沉淀法、電化學法、離子交換法、物理-化學吸附法。化學沉淀法是通過調(diào)節(jié)廢水PH值，投加鐵鹽、鋁鹽、鈣鹽或硫化物的方法使銻形成沉淀得以去除。該方法工藝簡單，易操作，用于應急處理高濃度含銻廢水污染時效果明顯，但容易產(chǎn)生大量含銻廢渣，造成二次污染。電化學法是通過電沉積作用去除廢水中的銻。如鋁電極-電絮凝法可用于銻礦選礦廢水中銻的去除，并可以應用于與銻有關的冶金及化工企業(yè)。該方法總的來說，設備簡單，易操作，但耗能較大，浪費能源，不環(huán)保。離子交換法通常是利用含氨基、烷基的離子交換樹脂或活性氧化鋁作為吸附交換劑去除銻，該方法原材料成本較高，處理費用高。物理-化學吸附法主要是利用具有較高吸附性能的吸附劑吸附去除廢水以及飲用水中的銻，常用的吸附劑主要有針鐵礦、赤鐵礦、活性炭、蒙脫石、有機吸附劑、廢鋁渣以及生物制劑等，該方法去除效果好、吸附量大、選擇性高，因此應用比較廣泛，但再生性能較差。最新研制的復合納米材料如氧化鐵和氧化錳復合納米材料能夠有效去除水體中的砷、銻和磷，但是納米材料的成本非常高、合成復雜，工序較繁瑣。
[0004]目前，普遍采用化學吸附法用于廢水中三價銻的去除，如利用鐵錳鋁復合氧化物/沸石吸附去除三價銻，該方法是利用錳氧化物將三價銻氧化為五價銻，然后再通過鐵鋁氧化物對五價銻的吸附作用達到去除飲用水和工業(yè)廢水三價銻的效果。此外，通過投加高鐵酸鹽和混凝劑可去除飲用水中的微量銻，去除效率可達到91 %，該方法是通過高鐵酸鹽的強氧化性把三價銻氧化成五價銻，同時利用還原生成的三價鐵水解生成的納米鐵氧化物作為吸附劑吸附去除五價銻。常溫下，向含銻廢水中加入硫酸亞鐵和堿石灰，在空氣的作用下，三價銻和五價銻分別生成鐵的銻酸鹽和亞銻酸鹽沉淀，從而從廢水中去除銻。這些方法受原材料價格的影響，存在處理費用較高、工藝流程復雜、耗時長、選擇性差等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種改性藍藻處理含三價銻廢水的方法，旨在解決現(xiàn)有的含三價銻廢水處理技術(shù)存在處理費用較高、工藝流程復雜、耗時長、選擇性差的問題。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種改性藍藻處理含三價銻廢水的方法，所述改性藍藻處理含三價銻廢水的方法包括:
[0007]首先在室溫條件下，按照固液比采用質(zhì)量(g):體積(ml) = 1:50，將改性藍藻吸附劑加入到三價銻的工業(yè)廢水中，旋轉(zhuǎn)振蕩I小時，離心過濾，取上清液測定廢水中殘留三價銻的濃度，經(jīng)檢測合格后排放；
[0008]其次將飽和后的藍藻吸附劑沉淀過濾，放入解吸劑中解吸I小時后，離心過濾，超純水洗滌至中性，于-50°C冷凍干燥，即完成再生過程，再生后的改性藍藻用于進行同樣條件下的吸附解吸過程，循環(huán)使用五次。
[0009]進一步，所述改性藍藻吸附劑的制備方法如下:
[0010]藍藻置于-50°c低溫冷凍干燥，按照固液比質(zhì)量(g):體積(ml) = 1:100的用量，將干燥后的藍藻固體粉末采用0.lmol/L的稀鹽酸進行改性處理，懸濁液在120rpm震蕩24h，使藍藻與稀鹽酸接觸混勻，然后離心、過濾，使用超純水多次清洗固體物質(zhì)，至pH值接近中性，于_50°C冷凍干燥，磨碎成改性藍藻吸附劑。
[0011]進一步，所述室溫條件下，水體pH值為4.00
[0012]進一步，所述三價銻廢水的濃度為0.05-20mg/Lo
[0013]進一步，所述解吸劑為4mol/L鹽酸。
[0014]本發(fā)明提供的利用酸改性藍藻吸附去除含三價銻廢水的方法，本方法涉及的藍藻改性處理過程簡便，易操作，吸附速率快，吸附量大，選擇性高，并在廣譜pH范圍內(nèi)對三價銻具有優(yōu)良吸附性能，在達到吸附飽和容量后，只需簡單的再生操作過程即可回收再利用。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢:
[0016]I)采用的原材料-藍藻取自富營養(yǎng)化湖泊，易獲取，成本非常低，合理有效地利用了湖泊中大量繁殖或死亡的藻類，實現(xiàn)廢物資源化利用。
[0017]2)吸附劑制備過程簡便，成本低廉，藍藻的鹽酸改性處理過程簡單易操作，室溫下即可完成，省時省力。
[0018]3)改性后的藍藻吸附劑對三價銻表現(xiàn)出良好的吸附性能和處理效果，對濃度為0.05-20mg/L的三價銻廢水均具有較好的去除效果，且具有吸附速率快，吸附量大，選擇性尚O
[0019]4)該吸附劑在廣譜pH范圍(2.0-7.0)內(nèi)對三價銻廢水具有優(yōu)良吸附性能，室溫下即完成吸附過程。
[0020]5)該吸附劑吸附飽和后易解吸，再生性能強，可循環(huán)使用，金屬回收方便，實現(xiàn)資源再利用，減少環(huán)境污染，是一種經(jīng)濟有效的重金屬污染處置和回收方式。
[0021]6)利用改性藍藻吸附劑去除含三價銻工業(yè)廢水的方法工藝簡單，操作方便。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明實施例提供的改性藍藻處理含三價銻廢水的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]本發(fā)明提出一種利用酸改性藍藻的生物吸附作用吸附去除含三價銻工業(yè)廢水的方法，生物吸附是指利用非活體生物細胞(菌類、藻類、高等植物如稻草、樹皮等)的表面功能團通過被動吸附作用從水體中富集并去除重金屬的過程；藻類生物吸附技術(shù)是以干燥的死亡藻類作為吸附劑去除廢水中的金屬離子，具有表面官能團位點多、比表面積大、吸附容量大、廉價易獲取、易分離等特點。
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應用原理作詳細的描述。
[0026]SlOl:藍藻置于_50°C低溫冷凍干燥，按照固液比1:100 (質(zhì)量(g):體積(ml))的用量，將干燥后的藍藻固體粉末采用0.lmol/L的稀鹽酸進行改性處理，懸濁液在120rpm震蕩24h，使藍藻與稀鹽酸接觸混勻，然后離心、過濾，使用超純水多次清洗固體物質(zhì)，至pH值接近中性，于_50°C冷凍干燥，磨碎成改性藍藻吸附劑；
[0027]S102:室溫條件下，按照固液比，將一定量的改性藍藻吸附劑加入到三價銻的工業(yè)廢水中，旋轉(zhuǎn)振蕩I小時，離心過濾，取上清液測定廢水中殘留三價銻的濃度，經(jīng)檢測合格后排放；
[0028]S103:將飽和后的吸附劑沉淀過濾，放入解吸劑中解吸I小時后，離心過濾，超純水洗滌至中性，于-50°C冷凍干燥，即完成再生過