[實用新型]利用磁性納米材料處理污水中重金屬的裝置

有效

• 申請號: 201820649384.3
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN208517118U
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 祝元源;李廣柱;王勤智;邊德軍;艾勝書;田曦;張晶晶;印雪
• 申請（專利權）人: 長春工程學院
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/20
• 代理公司: 長春眾益專利商標事務所(普通合伙) 22211
• 代理人: 趙正

一種利用磁性納米材料處理污水中重金屬的裝置，屬于污水處理技術領域，其裝置主要采用污水水箱、反應器、再生水箱、沖洗瓶和回收瓶構成，污水水箱與反應器連接處有單向阻流板，再生水箱通過有過濾口的水管連接反應器，反應器內裝有磁性納米吸附材料。有痕量重金屬的污水進入反應器后，吸附材料對重金屬進行吸附，形成大顆粒，有過濾口的水管再將處理后的水導入再生水箱，吸附有重金屬的大顆粒留在反應器內，當吸附接近飽和后，沖洗瓶中的洗脫液進入反應器，將吸附材料上的重金屬洗脫，含重金屬的洗脫液通過單向阻流板進入到回收瓶，吸附材料被阻留在反應器內。本實用新型能夠有效地處理有痕量重金屬的污水，可反復使用。

技術領域

本實用新型屬于污水處理技術領域，具體涉及處理污水中重金屬的裝置及方法。

背景技術

根據國家《污水綜合排放標準》(GB8987-1996)，含鎘、銀等一類污染物的重金屬廢水不分行業和污水排放方式,也不分受納水體的功能類別,必須在車間內部處理以達到排放要求，因此含重金屬廢水必須進行分質處理。目前我國對于廢水中的重金屬的處理大多采用加堿絮凝沉淀的方法，該方法可以將污水中鎘、銀等重金屬處理到ppm級(即mg/L)的水平，從而實現污水達標排放和部分回收重金屬的目的。但加堿絮凝沉淀法不適用于污水中痕量重金屬(濃度在 mg/L或μg/L水平)的去除和回收，這一方面是由于將污水中痕量目標重金屬絮凝沉淀下來，需要加入大量的堿，成本過高；另一方面沉淀中重金屬含量過低，難于被回收和利用。

磁性納米吸附材料是一種新型的吸附材料，既有普通納米材料的尺寸小、比表面積大、活性高等特點，同時還具有超順磁性。因此不僅吸附能力強，而且可以快速的從溶液中地分離出來。磁性納米吸附材料的種類繁多，其中納米Fe3O4 因具有制備簡單、表面易被修飾等特點，研究最為廣泛以3-巰基丙基三甲氧基硅烷為改性劑，對SiO2包覆Fe3O4納米粒子(Fe3O4@SiO2)進行改性，制備了表面巰基化磁性納米吸附材料(Fe3O4@SiO2–RSH)。采用透射電鏡、電子衍射、能量色散X射線光譜、紅外光譜、拉曼光譜等方法，對Fe3O4@SiO2– RSH進行表征，并研究了其對水中痕量Ag(I)和Cd(II)的吸附能力、吸附機理、影響因素、洗脫回收效率及吸附材料的再生和循環利用性能。結果表明， Fe3O4@SiO2–RSH能夠通過其表面巰基的螯合離子交換作用，在pH為4.0～ 8.0的范圍內快速、高效的吸附溶液中痕量Ag(I)和Cd(II)，并且受溶液中Na(I)、 Ca(II)、Fe(II)等共存離子影響較小。發生在Fe3O4@SiO2–RSH表面的單層吸附能夠在10min內達到平衡，Ag(I)和Cd(II)的去除率均>90％；被吸附的Ag(I) 和Cd(II)能夠被HNO3溶液或L-半胱氨酸溶液洗脫并回收，回收率>83％；洗脫后，Fe3O4@SiO2–RSH可以再生和循環利用。這些實驗結果表明，Fe3O4@SiO2 –RSH可以作為高效的吸附劑，用于污水中痕量Ag(I)和Cd(II)的深度處理和資源化回收利用。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種利用磁性納米材料處理污水中重金屬的裝置。

本實用新型還提供了采用這種裝置處理污水中重金屬的方法。