[發明專利]一種廢水除汞劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201911045905.X
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN112808246B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 袁輝志;李波;劉婷婷;潘咸峰;黃斌
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司齊魯分公司
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11560
• 代理人: 杜瑞鋒

本發明屬于污水處理材料技術領域，具體涉及一種廢水除汞劑及其制備方法與應用。本發明所述汞吸附材料的制備方法，通過制備層間結構可調控的水滑石和聚吡咯改性的蒙脫土為原料，并通過N,N?二甲基甲酰胺對水滑石進行剝層分離，使之形成分散的片層結構，再利用對水滑石和蒙脫土進行復合插層的方式，進一步形成具有空間構域效應的多羥基層狀結構復合材料，隨后利用該材料特有的多羥基層狀結構進行巰基改性，制得可應用于吸附含汞廢水中的Hg²⁺的改性吸附材料。所述汞吸附材料應用于含汞廢水汞吸附過程，吸附出水中汞含量穩定低于5μg/L，并且可以實現穩定再生，適宜于工業推廣。

技術領域

本發明屬于污水處理材料技術領域，具體涉及一種廢水除汞劑及其制備方法與應用。

背景技術

汞俗稱水銀由于具有劇毒、可生物富集、易揮發、易遷移易轉化、難生物降解等特性而受到廣泛關注，汞可以在生物體內積累，很容易被皮膚以及呼吸道和消化道吸收，被列為全球性污染物。當前，中國對含汞廢水的排放標準要求出水中汞濃度不高于5μg/L。因此，如何有效去除廢水中含有的汞元素是污水及廢水處理領域面臨的一個難題。現有技術中傳統的汞處理工藝包括化學沉淀法、活性炭吸附法、離子交換法、電解法等，但上述方法處理含汞廢水存在難度較大或工藝復雜的缺陷，不適宜于含汞廢水處理工藝的要求。

吸附法作為一種公認的、經濟而又有效的廢水處理方法，由于其工藝簡單、效果穩定，而且不產生二次污染，近年來在含汞廢水處理領域受到廣泛關注。但是，這種方法對含汞廢水的處理效果主要依賴于吸附劑材料的性能，可以說，吸附法對汞的處理效果很大程度上取決于吸附材料的性能。通常情況下，吸附材料性能的優劣，除了要考察吸附材料的除汞效率，還要考察材料的吸附容量和再生后吸附效果。當前，國家對于部分行業外排廢水要求汞濃度不高于5μg/L，但多數市售的常規汞吸附劑只可以將廢水中的汞濃度降低至0.05mg/L左右，這就要求開發新型的汞吸附材料對含汞廢水中的汞進行深度處理。目前，市場上銷售的可用于含汞廢水處理的吸附材料主要是顆粒狀或柱狀的活性炭和球形的含巰基官能團的吸附除汞樹脂。其中，活性炭類吸附劑對汞及其化合物的吸附主要靠的是物理吸附作用，其吸附性能相對較差，只適合用于處理成分單一且濃度較低的含汞廢水；而含巰基官能團的吸附除汞樹脂對汞及其化合物的吸附性能較好，去除效率也較高，但其價格卻較為昂貴，導致企業廢水處理的成本較高，嚴重影響企業效益。

如中國專利CN109092243A公開了一種用于酸性廢水中除汞的硫改性水滑石吸附劑，該吸附劑以具有層狀雙金屬氫氧化物為特征的水滑石類材料為載體，以多種含硫化合物為活性組分，利用離子交換的方法，使含硫陰離子基團對載體的層間陰離子進行插層處理，構建得到一種高效的除汞吸附劑材料。其中，活性組分占載體質量的1％-5％，活性組分為硫離子或納米硫簇基團，包括S^2-、[SnS₄]^4-、[MoS₄]^2-。但該方案涉及的吸附材料僅適用于處理pH值1-5、汞離子濃度為10-1000mg/L的含汞廢水，吸附出水中汞含量也不能穩定低于5μg/L，尤其是該吸附材料再生后的重復使用效果較差。

又如中國專利CN109529781A公開了一種污水除汞用石英砂改性負載巰基材料，該石英砂改性負載巰基基材料由石英砂和官能團巰基復合組成，所述石英砂先利用鹽酸和乙醇溶液進行改性，然后通過乙酸酚和硫酸為助溶劑與巰基乙酸進行反應，將所述官能團巰基負載到所述石英砂表面。該石英砂改性負載巰基材料對目標污染物的飽和吸附量能達到85％以上，對污水廠尾水汞的濃度降低效果明顯，但該吸附材料的吸附容量卻略低，而且再生后重復使用效果不理想。

可見，開發一種除汞效率高、吸附容量大且再生后重復吸附性能好的廢水除汞劑具有積極的意義。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種廢水除汞劑，以解決現有技術中除汞劑存在除汞效率不穩定、吸附容量有限以及再生后重復吸附性能不理想且容易失活的問題；