[發(fā)明專利]一種改性柚子皮水熱炭吸附Cr6+

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011296386.7
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112547009A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁康樂;余珍珍;吳義;劉巖;韓超;鄒梅
• 申請（專利權(quán)）人: 長江大學(xué)
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/22
• 代理公司: 武漢藍(lán)寶石專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 高蘭

本發(fā)明涉及一種改性柚子皮水熱炭吸附Cr⁶⁺的方法，將改性柚子皮水熱炭用作吸附劑，加入到初始Cr⁶⁺濃度為0.4?1.2mg/L的廢水中，常溫下靜置吸附60?120min后，過濾；其中，吸附劑的用量為6.7?13.3g/L。本發(fā)明所述方法對含鉻廢水的處理效果優(yōu)異，有效避免含鉻廢水的不規(guī)范排放，且成本低，操作簡單，不會對環(huán)境造成二次污染，具有良好的經(jīng)濟效益以及產(chǎn)業(yè)化前景。本發(fā)明利用柚子皮制備改性柚子皮水熱炭作為吸附劑去除廢水中的Cr⁶⁺，以廢治廢，實現(xiàn)柚子皮的資源化利用率和水環(huán)境保護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水熱炭技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性柚子皮水熱炭吸附Cr⁶⁺的方法。

背景技術(shù)

鉻是一種典型的污染物。電鍍、照相、金屬加工、殺蟲劑以及印染等行業(yè)是產(chǎn)生鉻污染的主要源頭，若是人們長時間接觸鉻，那么該人得癌癥的可能性會大大增加。在水中鉻主要以下兩種狀態(tài)存在：Cr³⁺和Cr⁶⁺。由于Cr⁶⁺具有相當(dāng)強的毒性，氧化能力超強以及它不容易沉淀析出的特性，Cr⁶⁺成為了一個令人們十分關(guān)注的問題。由于其超強的氧化性，它會破壞并且腐蝕有機體，這也是它強烈毒性的緣由。另外，它還能透過生物體膜，并且影響生物體內(nèi)的一系列正常的生理活動，如水解過程，氧化還原過程等；它還可抑制尿素酶的活動，影響組織中的磷含量。且Cr⁶⁺在溶液中具有可溶解性，所以相比Cr³⁺，Cr⁶⁺對環(huán)境的威脅更為嚴(yán)峻。Cr³⁺總是和水中或者土壤中的有機物結(jié)合并以硫酸鹽、氧化態(tài)等形式存在。在氧氣充足的時候，Cr³⁺可以很容易轉(zhuǎn)變?yōu)镃r⁶⁺。Cr⁶⁺由于是具有強氧化性的強氧化劑，在酸性環(huán)境下很容易還原成Cr³⁺，并且速度較快。廢水中高濃度Cr⁶⁺的存在可顯著抑制生物處理過程中生物量的增長。Cr⁶⁺若是被動物和人體大量攝入，不僅會損傷呼吸系統(tǒng)，還會損害腸胃和食道，嚴(yán)重地會損傷腎。就算是攝入少量的Cr⁶⁺也會對內(nèi)臟有一定的影響，導(dǎo)致腸胃功能下降，嚴(yán)重會導(dǎo)致胃潰瘍，損害肝臟。Cr⁶⁺在進(jìn)入到細(xì)胞之后，由于其強氧化性，Cr⁶⁺和許多細(xì)胞內(nèi)的大分子結(jié)合還原，導(dǎo)致DNA改變，從而讓細(xì)胞癌變。它是一種毒性比較強的致突變劑，也是美國環(huán)保署所列出的近130種重點污染物之中的一個。含鉻廢水的不規(guī)范排放會使大量的土壤和水體受到污染，會影響人類飲用水的質(zhì)量，損害人類身體健康。在我國有很多地方的水質(zhì)由于工業(yè)廢水的不恰當(dāng)排放或者地質(zhì)原因?qū)е嘛嬘盟蠧r⁶⁺的含量超過2μmol/L，這超過了WHO規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)1～2umol/L。另外，我國的標(biāo)準(zhǔn)也明確規(guī)定總鉻含量以及Cr⁶⁺含量不得超過每升1.5mg和每升0.5mg。

現(xiàn)在對于含鉻廢水的處理有很多種方法，例如有利用活性炭的吸附法、基于交換反應(yīng)的離子交換法等等。其中，化學(xué)還原沉淀法被廣泛使用，其原因是該方法具有處理效果好，成本比較低工藝十分簡單，沉降速度相當(dāng)快等優(yōu)點，但這種方法對還原劑的選擇非常重要。離子交換法是基于一種交換反應(yīng)來去除水中的鉻離子的一種方法。該交換反應(yīng)發(fā)生在水中的離子和離子交換劑上。離子交換樹脂具有良好的可再生性能和豐富的離子交換基團(tuán)，對水溶液中的含鉻離子有較大的交換吸附容量，對環(huán)境不會產(chǎn)生二次污染，所以在含鉻廢水處理中使用較為廣泛。但這個方法易受污染，并且在吸附劑再生方面也存在一些問題。電解法是用一個耐酸的電解槽，并且陰陽極都是鐵板，在電解槽中放有含鉻廢水，并加入一定量的食鹽，最后經(jīng)過槽內(nèi)放電和壓縮空氣攪拌來進(jìn)行電解的過程。但是也有一定的缺點，比如電耗大、副作用多等。用膜分離技術(shù)來處理含鉻廢水還處于一個試用階段，它是一個技術(shù)的總稱，該技術(shù)主要是分離物質(zhì)。最主要的技術(shù)包括反滲透、電滲析等。但操作費用昂貴。