[發明專利]去除水體中重金屬鉻的方法

有效

• 申請號: 201510360401.2
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN104909443B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 董浩然;曾亞蘭;曾光明;趙鳳;吳亞男;謝炎鍇;何琦
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C02F1/70
• 分類號: C02F1/70;C02F1/54;C02F1/62;C02F101/22
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 趙洪,黃藝平

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，尤其涉及一種去除水體中重金屬鉻的方法。

背景技術

鉻污染是最常見的水體污染，主要來自于電鍍、制革、制藥、印染等鉻鹽生產工藝排放廢水與鉻渣，主要以Cr(III)和Cr(VI)兩種價態進入環境，而Cr(VI)具有強毒性，易被人體吸收蓄積，可致癌、致畸、致突。據資料介紹，制革工業通常處理1t原皮，要排出410mg/L的含鉻廢水50～60t。煉油廠、化工廠所用的循環冷卻水中有較高鉻含量，鍍鉻廠廢水中更甚，在換電鍍液時排放出大量含鉻廢水。2011年我國云南曲靖鉻渣污染事件，2012年阜新蒙古族自治縣地下水水樣數據顯示六價鉻最高超標30.46倍，鉻污染嚴重影響了生態環境。盡管許多省市企業對鉻渣進行了解毒處理，但極少在堆存場地設置解毒前的各種防護措施。鉻對水體的污染不僅在我國而且在全世界各國都已相當嚴重，世界各國普遍把鉻污染列為水體重點防治對象。

納米零價鐵（nZVI）由于具有粒徑小、比表面積大、強還原性、反應活性高等特點，在污染物去除方面得到越來越廣泛的關注與應用。國內外許多學者對用nZVI還原去除重金屬污染物進行了大量研究，結果表明，nZVI還原重金屬污染物（如Cr(VI)）不僅去除率高，而且工藝簡單，操作費用低，實用性強。然而，由于nZVI強還原性，在和重金屬污染物發生反應過程中，生成的氧化物或氫氧化物產物在nZVI表面沉淀形成鈍化膜，阻礙了nZVI進一步與污染物接觸反應，從而降低了nZVI的污染物去除能力。因而，如何有效采取措施防止氧化還原產物在nZVI表面上的沉淀，提高nZVI的污染物去除能力，是本領域急需解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種工藝簡單、反應時間短、環境友好的去除水體中重金屬鉻的方法，該方法通過利用nZVI還原Cr(VI)為低毒的Cr(III)，通過加入環境友好型螯合劑乙二胺二琥珀酸（EDDS）與反應中生成的Fe(III)/Cr(III)絡合，阻止Fe(III)/Cr(III)在nZVI表面上的共沉淀，從而提高nZVI去除Cr(VI)的能力。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

提供了一種去除水體中重金屬鉻的方法，包括以下步驟：將納米零價鐵、乙二胺二琥珀酸添加到含鉻水體中進行恒溫振蕩處理，完成對含鉻水體的處理。

進一步的，前述乙二胺二琥珀酸按照1 mM～5 mM添加到前述含鉻水體中。

進一步的，前述納米零價鐵按照0.1 g/L～1 g/L添加到前述含鉻水體中。

進一步的，前述納米零價鐵的制備方法包括以下步驟：將NaBH₄溶液以0.05 mL/s～0.07mL/s的速度逐滴加入到FeSO₄溶液中反應，得到納米零價鐵。

進一步的，前述NaBH₄溶液與前述FeSO₄溶液的體積比為1∶3～1。

進一步的，前述NaBH₄溶液的濃度為0.072 mol/L～0.144 mol/L，前述FeSO₄溶液的濃度為0.036 mol/L～0.216 mol/L。

進一步的，前述含鉻水體中鉻離子的濃度為0.05 mg/L～50 mg/L。

進一步的，前述含鉻水體的pH值為5～9。

進一步的，前述恒溫振蕩處理的溫度為20 ℃～30 ℃，轉速為140 rpm～205 rpm，時間為10 min～60 min。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

1、本發明提供了一種利用乙二胺二琥珀酸（EDDS）絡合強化納米零價鐵（nZVI）還原去除水中Cr(VI)的方法，通過加入螯合劑EDDS解決了利用nZVI還原Cr(VI)過程中在nZVI表面產生的Fe(III)/Cr(III)共沉淀鈍化層抑制進一步還原反應的問題。本發明在利用nZVI去除水中Cr(VI)的過程中，加入的EDDS與反應中生成的Fe(III)/Cr(III)絡合形成Fe(III)/Cr(III)-EDDS絡合物，抑制了Fe(III)/Cr(III)在nZVI表面上的共沉淀，從而促進nZVI與Cr(VI)進一步接觸發生還原反應，提高了nZVI使用效率，使nZVI對Cr(VI)去除能力明顯提高。相對比單純使用nZVI，本發明中通過加入EDDS使nZVI對Cr(VI)的去除率提高20%～40%。