[發明專利]一種生物吸附劑去除工業廢水中鎘的方法

有效

• 申請號: 200810032070.X
• 申請日: 2008-08-13
• 公開（公告）號: CN101337731A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 彭克儉;劉益貴;向仁軍;沈振國;成應向
• 申請（專利權）人: 彭克儉
• 主分類號: C02F1/62
• 分類號: C02F1/62;C02F1/28;C02F101/22
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及一種植物吸附分離技術，具體地說，是用沉水植物馬來眼子菜分離提取工業廢水中鎘的方法。

背景技術

鎘是日常生活中廣泛接觸的重金屬，電鍍、印染、制革、紡織及礦產品的采選、冶煉、加工等工業企業，每天都會排放大量的含鎘廢水，這些廢水進入環境后不僅影響水生生物的生長，破壞水生生態系統，而且還可能通過食物鏈的富積與傳遞危害人類健康。重金屬離子的沉積、氧化、還原、萃取、交換、滲透、吸附等方法和技術都已應用于水污染控制與治理。其中吸附法是已得到公認的一種方法，而活性炭則是最為常用的一種吸附劑，但成本太大，長期以來難于實施。因此尋找合理、廉價、高效、安全、環保的吸附劑已成為人們關注的焦點。

吸附是一種低能耗的固相萃取分離技術。生物吸附是指利用生物材料(活的，死的或它們的衍生物)分離水體中有毒污染物的方法。生物吸附劑是指具有選擇性吸附并去除水體中有毒污染物能力的生物體及其衍生物。目前對生物吸附劑的研究大多集中在對微生物研究領域，以至于有人定義“生物吸附”為利用“微生物”去除水體中金屬離子的過程。事實上，生物吸附劑還可以是有機物、動植物死的或活的生物體。

發明內容

本發明的目的是提供一種吸附分離技術，將經過處理的水生植物馬來眼子菜作為一種生物吸附劑吸附工業廢水中的鎘，本發明的方法可以最大限度地實現鎘的高效吸附，能使廢水中的鎘含量達到排放標準，具有高效低耗的特點，克服了傳統處理重金屬廢水方法的缺陷。

本發明的目的是通過下述方式實現的：

將植物馬來眼子菜用甲醇和氯仿的混合液浸泡20～30小時后，清洗，烘干并粉碎制成吸附劑，用來吸附工業廢水中的鎘。

發明人研究發現，甲醇和氯仿的混合液的優選的體積比為1∶1.5～2.5。

甲醇和氯仿的混合液的最優選的體積比為1∶2。

工業廢水中的鎘初始濃度范圍為0.35～49.2mg/L，廢水的pH值為3～7。

吸附劑加入量按3.5～4.5g/L的比例加入到含鎘的工業廢水中。

吸附劑加入量按4g/L的比例加入到含鎘的工業廢水中。

將吸附劑加入到裝有含鎘的工業廢水的吸附容器中，封閉，振動轉速為100～120轉/分，溫度為5～40℃，吸附時間為20～60分鐘。

將吸附劑加入到裝有含鎘的工業廢水的吸附容器中，不封閉，振動轉速為100～120轉/分，溫度為20℃，吸附時間為40分鐘。

將吸附后的含鎘生物吸附劑焚燒，然后獲得生物礦砂，再通過酸浸出和電解，可以回收鎘。

由于本發明采用甲醇和氯仿的混合液浸泡處理馬來眼子菜，從而使制成的吸附劑能夠更高效去除廢水中的鎘，使得含鎘廢水的處理能達到排放標準，該技術具有高效低能耗的特點，所以應用前景十分廣闊。

所述的含鎘工業廢水進入吸附容器前，進行一些常規預處理，如過濾、調節pH值等簡單的物理和化學方法。攪拌可采用搖床振動。

本發明較佳的實施方式為：本發明涉及的生物吸附劑是由馬來眼子菜經甲醇和氯仿的混合液(V_甲醇∶V_氯仿＝1∶2)浸泡24小時后，再清洗、烘干、粉碎而獲得的一種碎屑狀物質；吸附方法采用靜態處理法，將要處理的含鎘工業廢水輸送至吸附容器進行吸附，吸附容器封閉，鎘的初始濃度范圍為0.35～49.2mg/L，振動轉速為100～120轉/分，廢水的pH值為6，溫度范圍為5～30℃，吸附時間為40分鐘。

從結構上來講，植物材料都是由細胞構成，馬來眼子菜也不例外，細胞則是由細胞壁和原生質體構成，植物體死后細胞的原生質體結構被破壞，但完整的細胞壁結構和一些復雜的有機物還存在。細胞壁將植物材料分成很多“小室”，形成很多微小的空間，水分和離子可以自由通過。細胞壁是由纖維素、半纖維素、果膠、糖蛋白等組成，含有大量的陰性基團并交織成網狀，為金屬離子的吸附提供了大量的空間。從成分上來講，植物細胞中含有多種復雜有機物，其中主要的有多糖、核酸、蛋白質、多肽、氨基酸、有機酸、脂肪酸等等，它們的分子結構上都存在大量帶負電荷的極性基團如羧基、巰基等，能吸附金屬離子，所以在水溶液中能吸附并去除金屬離子。植物材料不同，細胞壁的結構和成份也不同，細胞內的化學成份差別更大，尤其是蛋白質和多肽的種類差異很大，因此吸附金屬離子的能力也不同，吸附金屬離子的種類也不一樣，因而表現出選擇性吸附的現象。