[發(fā)明專利]一種重金屬吸附材料再穩(wěn)定的方法及其光反應(yīng)裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010149933.2
• 申請(qǐng)日: 2020-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN111185133A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張健;曹惠忠;朱輝;姚昆;鈕成超;李同旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京科盛環(huán)保技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/02
• 分類號(hào): B01J20/02;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 王歡

本發(fā)明公開了一種重金屬吸附材料再穩(wěn)定的方法，包括如下步驟：施氏礦物的制備，通過生物法合成鐵基吸附劑施氏礦物SCH；重金屬吸附材料的制備，在堿性環(huán)境下制備負(fù)載量大的重金屬吸附材料；光化學(xué)再穩(wěn)定反應(yīng)；選用光化學(xué)反應(yīng)裝置并設(shè)置其相關(guān)參數(shù)，在穩(wěn)定的光照強(qiáng)度下，重金屬吸附材料溶入到有機(jī)酸溶液中進(jìn)行反應(yīng)，并在光反應(yīng)過程中，進(jìn)行間隔取樣分析，每一步均重復(fù)三遍并作出誤差線。本發(fā)明還提供了一種重金屬吸附材料再穩(wěn)定的光反應(yīng)裝置，本發(fā)明有機(jī)酸及紫外光的協(xié)同可以促進(jìn)溶出重金屬的再固定，對(duì)解決地下水As含量超標(biāo)問題具有實(shí)際意義，提高負(fù)載As后施氏礦物的穩(wěn)定性就顯得尤為重要。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)，應(yīng)用于鐵基吸附材料及重金屬廢水處理工藝設(shè)備領(lǐng)域，是一種負(fù)載重金屬后的鐵基吸附劑在水體中的穩(wěn)定化方案，具體涉及一種重金屬吸附材料再穩(wěn)定的方法及其光反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)進(jìn)步及工業(yè)發(fā)展，含重金屬離子廢水排放量在逐年增多，然而而常量的堿金屬和堿土金屬含量并未超標(biāo)，這就要求相應(yīng)的水處理工藝對(duì)重金屬離子有很高的選擇性。同時(shí)，廢水中高含量的重金屬離子對(duì)傳統(tǒng)水處理工藝中的微生物具有顯著的毒害作用。因此研究如何有效地去除水體中的重金屬污染物，是當(dāng)前水處理技術(shù)面臨的一項(xiàng)任務(wù)。

基于以上問題，研究發(fā)現(xiàn)，鐵基吸附材料(鐵氧化物)對(duì)重金屬離子的吸附效果顯著然且簡單易得，廣泛存在于自然界。然而，通過向廢水中添加鐵氧化物如黃鐵礬、施氏礦物等來去除水體中重金屬卻收效甚微。主要原因是鐵氧化物在酸性條件下，尤其是在植物腐敗產(chǎn)物—有機(jī)酸存在條件下，會(huì)加速鐵氧化物的溶解，導(dǎo)致負(fù)載重金屬的再溶出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種重金屬吸附材料再穩(wěn)定的方法及其光反應(yīng)裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

設(shè)計(jì)一種重金屬吸附材料再穩(wěn)定的方法，包括如下步驟：

S1、施氏礦物的制備：通過生物法合成鐵基吸附劑施氏礦物SCH；

S2、重金屬吸附材料的制備：在堿性環(huán)境下制備負(fù)載量大的重金屬吸附材料；

S3、光化學(xué)再穩(wěn)定反應(yīng)：選用光化學(xué)反應(yīng)裝置并設(shè)置其相關(guān)參數(shù)，在穩(wěn)定的光照強(qiáng)度下，將步驟S2的重金屬吸附材料溶入到有機(jī)酸溶液中進(jìn)行反應(yīng)，并在光反應(yīng)過程中，進(jìn)行間隔取樣分析，每一步均重復(fù)三遍并作出誤差線。

進(jìn)一步的，在S1中所述施氏礦物的制備方法具體包括如下步驟：

步驟101：稱取定量的FeSO4·7H2O置于容器中，用去離子水溶解，稀硫酸調(diào)節(jié)pH至1-4；

步驟102：接種定量的A.ferrooxidans LX5細(xì)胞懸浮液，并進(jìn)行定容，密封容器在搖床中于15-38℃、100-300rpm條件下培養(yǎng)2-4天，經(jīng)抽濾和去離子水洗滌獲得施氏礦物SCH；

步驟103：將步驟102中獲得的SCH置于50-70℃的真空烘箱中干燥8h，并收入密封離心管備用。

進(jìn)一步的，在S2中所述重金屬吸附材料為SCH-As(Ⅲ)吸附材料。

進(jìn)一步的，所述SCH-As(Ⅲ)的制備方法具體包括如下步驟：

步驟201：在pH為8-12的條件下，將定量的SCH引入定量含As(Ⅲ)的溶液中；

步驟202：將懸浮液放置在往復(fù)式搖床上，以100-200r/min的速度在20-30℃搖動(dòng)20-30小時(shí)；

步驟203：完成步驟202后，將所得材料置于4000-6000rpm離心機(jī)離心3-10min，去離子水洗滌3次；