[發明專利]一種生物質基雙水相構建與鹽類溶液中有害物質凈化方法

有效

• 申請號: 201710941624.7
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107540039B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 馬偉;王墨炎;孟凡慶;陳振;段詩博;吳磊;高健
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C02F1/26
• 分類號: C02F1/26
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發明屬于環境治理、資源回收技術領域，提供一種生物質基雙水相構建與鹽類溶液中有害物質凈化方法。以高鹽水中有害物質為研究對象，針對傳統雙水相中萃取劑昂貴、毒性大等問題，利用豐富的生物質資源提供了一種利用生物凝膠作為萃取劑，與含鹽廢水構建新的雙水相，用以萃取鹽水中有害物質的方法，同時可以回收鹽。凈化方法可以采用快速混合的方法，即將含鹽廢水的鹽濃度控制在一定濃度下，以一定量的高聚物與鹽水混合，靜止后會形成兩相體系；分離出上相是以生物膠體為萃取劑，萃取高鹽水中有害物質如重金屬離子、環境激素等，而下相主要是凈化后的鹽溶液，分離后實現了重金屬離子的提純、環境激素的富集回收與廢棄資源的綜合利用。

技術領域

本發明屬于環境治理、資源回收技術領域，具體涉及一種生物質基雙水相構建與鹽類溶液中有害物質凈化方法。

背景技術

高鹽水系主要來源于機械加工、電鍍、采礦、冶金、化工等部門，具體來自礦山排水、廢石場淋浸水、選礦廠尾礦排水、有色金屬冶煉廠生產排水、有色金屬加工廠酸洗水、電鍍廠鍍件洗滌水、鋼鐵廠酸洗排水，以及電解、農藥、醫藥、油漆、顏料等工業的廢水。高鹽水系的特點水體中的重金屬等雜質含量盡管很低一般不會對人體健康造成危害，但是對于產品的質量而言和循環利用過程不斷的富集，會導致一定的質量問題。尤其是外排水，受國家污水的排放標準的提高和“水十條”頒布，以及隨著城市進程的加快和工農業的迅猛發展，大量未經處理的城市垃圾、污染的土壤、工業和生活污水，以及大氣沉降物不斷排入水中，使水體懸浮物和沉積物中的重金屬和雜質含量成為制約企業正常生產的一個重要因素。

對于這樣的高鹽水系，以及其中重金屬離子等危害，國內外專家學者經過不懈努力，發現發展了多種水溶液凈化方法。主要有以下幾種：(1)化學法：經濟簡便，藥劑來源廣，但是金屬離子與藥劑反應完后，易沉積且體積大，脫水困難，容易造成“二次污染”，后期處理費用高。(2)吸附法：操作簡單便捷，對低濃度金屬離子吸附效果好，但對高濃度溶液吸附量有限，再生較為困難。(3)離子交換法：吸附較為徹底，但常用的交換樹脂的類型影響了吸附離子的種類，且交換樹脂造價昂貴，對其的重生利用有太過困難，對于工業化生產，投入太大。(4)電滲析法：工藝操作簡單，設備占地面積小，可其對處理的高鹽溶液的濃度有限制，且對離子交換膜的要求較高。(5)生物處理法：根據細菌在生長過程中，分泌出的多種聚糖，與金屬離子螯合，從而達到富集目的，但其生長過程較為漫長，處理周期也較長，還需人為的加入養料，并不適用于快速有效地治理高鹽水系。

相對于上面五種方法，作為新興的分離技術的雙水相萃取法具有很多無法比擬的優點。此方法操作條件溫和，常溫常壓即可，應用范圍廣，分相速度快，能耗少，若以高鹽溶液為主，減少鹽的投入量，節約成本，是一種很有前途的高鹽水系的處理方法。當然，此方法也有不足，常用的萃取金屬離子的雙水相為聚合物/鹽/水體系，其萃取劑多為有機高聚物，存在一定的化學毒性，對環境造成一定的污染。為了更好地利用雙水相體系的諸多優點，開發一種更為環保的聚合物成為了重中之重。

在我國南昌大學，有機功能材料組，設計了EO-PO-EO三嵌段共聚物/鹽/水體系，運用了L2(雙異辛集亞砜乙基醚)做萃取劑，研究得到，隨著酸度的增強，鈀、鉑、鐵和銅離子的萃取率在逐步提高，可達99％。但由于L2的微毒性以及昂貴的價格，阻止了其在工業化上的進一步應用。