[發明專利]一種水體中微量硒的深度去除方法

無效

• 申請號: 200910184528.8
• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN101643289A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 潘丙才;潘丙軍;肖莉莉;張煒銘;呂路;張全興
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F1/66;C02F1/28;C02F1/42;C02F101/10
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及水體中微量硒的深度凈化方法，具體的說，是一種利用對硒具有高吸附容量和選擇性的納米復合樹脂材料深度凈化水體中微量硒的方法。

背景技術

硒是生態環境中重要的微量元素，也是人體必需微量元素。環境中硒過量會導致動植物機體產生疾病。事實上，對于脊椎動物來說，最佳的硒攝入量和可引起毒性效應的硒攝入量間的差別很小。高濃度的硒則會直接危害作物的生長發育，降低產量，導致動物胚胎畸形發育甚至死亡。有鑒于此，世界各國以及WHO等將硒的飲用水安全控制標準都規定在10μg/L以內。

目前對于水體中硒的處理技術主要包括生物法、沉淀法、反滲透、納濾和吸附等，但是這些方法或者難以深度凈化水體中的硒，或者操作成本高，難以有效推廣。對于水體中微量硒的深度凈化而言，如果吸附劑對硒具有高吸附選擇性、價格適中且能夠再生與重復利用，固定床吸附是一種高效的微量硒深度凈化技術。傳統的吸附材料包括活性炭，離子交換樹脂、沸石等都是廣譜性的吸附劑，缺乏對硒的高度吸附選擇性。當水體中共存有相對較高濃度的硫酸根、氯離子、碳酸氫根離子、磷酸根離子、硅酸根離子等競爭性陰離子時，此類吸附劑對硒的吸附性能會迅速失效。

近年來，以樹脂吸附劑作為載體，通過表面沉積技術將納米水合氧化鐵顆粒擔載于樹脂吸附劑的孔道表面，研制成功系列無機-有機復合樹脂材料，并解決了水體中微量重金屬、砷、磷等多種污染物的深度凈化難題(潘丙才等，樹脂基納米水合氧化鐵深度凈化重金屬微污染水體的方法，專利公開號：CN101186357；潘丙才等，基于Donnan膜效應的樹脂基水合氧化鐵的制備及對砷的吸附性能研究，中國科學B：化學，2007，37，426-431；Pan?B.，et?al.，Development?ofpolymer-based?nanosized?hydrated?ferric?oxides(HFOs)for?enhancedphosphate?removal?from?waste?effluents，Water?Research(2009)，doi：10.1016/j.watres.2009.06.055)。

近幾十年來，相關研究表明水合氧化鐵顆粒對硒具有高度的吸附選擇性，且可通過調節pH值實現再生和反復使用。但由于水合氧化鐵顆粒尺寸極細(一般在微米或納米維度內)，直接應用于固定床吸附時易產生極高的流體壓降，致使吸附系統迅速失效。而將水合氧化鐵固載于顆粒較大的傳統吸附材料上是解決其無法實現工程應用的有效途徑。由于硒具有與普通重金屬所不同的特性，一直沒有找到很好的處理方法。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

針對水體中微量硒的深度凈化所存在的困難，本發明的目的是提供一種水體中微量硒的深度去除方法，可應用于地表水或地下水中微量硒污染的深度處理。該發明能夠在共存競爭陰離子Cl^-、HCO₃^-、SO₄^2-等的濃度遠高于亞硒酸根或硒酸根離子時，仍能夠使出水的硒的含量達到國家規定的飲用水安全控制標準。

2.技術方案

一種水體中微量硒的深度去除方法，其步驟為：

A)將含微量硒的水體pH值調至3.0～9.0，過濾，除去其中的懸浮物；

B)將步驟A)中處理過的水體通過裝填有載納米氧化鐵復合樹脂的吸附裝置；

C)當吸附達到泄漏點時停止吸附，用NaOH和NaCl混合溶液作為脫附劑進行脫附，然后再用CO₂飽和溶液淋洗裝填復合樹脂的吸附塔使得樹脂再生。

步驟A)中含硒水體中硒的為0.05～10mg/L，水體中共存的陰離子Cl^-、HCO₃^-、SO₄^2-等的濃度為硒濃度的300倍以內。

步驟B)中在5～50℃下將步驟A)中處理過的水體以2～50BV/h(BV為樹脂床層體積)通過裝填有無機-有機復合樹脂材料的吸附裝置。所述的復合樹脂是以強堿性陰離子交換樹脂為母體，優選為D-201樹脂、201×7樹脂、IRA900樹脂；擔載物為納米氧化鐵顆粒，其含量控制在(以Fe計)2～25％。