[發明專利]基于菌絲纖維碳化鈦復合材料的滲濾廢液處理工藝及系統

有效

• 申請號: 202110161005.2
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN113149175B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 陳潤華;蘭志強;程鈺瑩;董淮海;向思源;吳靈蘊;王嬌;李四海
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/28;C02F1/66;B01J20/24;B01J20/28;B01J31/06;B01J35/06;B01J35/10;C02F101/20;C02F103/06
• 代理公司: 長沙伊柏專利代理事務所(普通合伙) 43265
• 代理人: 羅莎

本發明提供一種基于菌絲纖維碳化鈦復合材料的滲濾廢液處理工藝及系統，所述滲濾廢液處理工藝包括廢液處理工藝和濾材活化工藝，廢液處理工藝通過射流器對滲濾廢液進行氧氣調節和/或酸度調節，通過菌絲纖維碳化鈦復合材料對滲濾廢液進行催化吸附處理；所述濾材活化工藝通過淋洗液裝置對菌絲纖維碳化鈦復合材料定期進行活化處理，菌絲纖維碳化鈦復合材吸附的重金屬隨淋洗液轉移回收。本發明利用酸性有氧條件下菌絲纖維碳化鈦復合材料產生的羥基自由基實現滲濾廢液中重金屬絡合物的破壞，降低其毒性便于資源化回收利用，本系統可并聯或串聯的方式直接連接于廢液管道間進行使用，具有較佳經濟效益和應用前景。

技術領域

本發明涉及廢水處理技術領域，特別涉及一種基于菌絲纖維碳化鈦復合材料的滲濾廢液處理工藝及系統。

背景技術

工業生產過程產生的大量含重金屬廢水嚴重污染環境，是國內外研究的熱點。含重金屬配合物及含氧酸根廢水由于具有形態復雜多變、穩定等特征，且大多以配合物或陰離子存在，仍然是水污染治理的重點與難題。例如廢水中的鈹及其絡合物去除處理，鈹(Be)是兼具優良性能和高毒性的堿土金屬元素，地殼礦物相中鈹含量很低(2.8-5.0ug/g)，且以綠柱石，方鉛礦等安全穩定的形態存在。但鈹開采、冶煉和加工過程中不可避免的產生排放大量高濃度的含鈹離子和鈹氨絡合物的廢水，是飲用水和地下水鈹污染的主要來源。國際癌癥研究機構(IARC)在1993年將鈹列為第一類致癌物，極低的鈹濃度(4μg/L)就會導致急性化學性肺炎、慢性鈹病，甚至癌癥。此外，鈹氨絡合物的生物毒性成指數性增加。中國生活飲用水衛生標準(GB 5749-2006)中鈹的限值為2μg/L，是砷的25倍，銅的500倍。目前對鈹及其絡合物廢水的研究尚停留在中和、吹脫、污泥吸附等相對傳統的工藝，存在破絡不徹底、去除效率低等問題，亟需開發一種高效的方法去除水中的鈹及其絡合物。

我國重金屬廢水治理技術相對落后，大部分企業均使用傳統的方法對重金屬廢水進行治理。隨著工藝技術的發展，重金屬廢水趨向復雜化，傳統的方法也逐步暴露出對重金屬同時去除難、增加廢水的電導率、有機重金屬配合物破壞難等顯著的問題。

因此，亟需開發一種新型催化破絡合處理重金屬絡合滲濾液或廢水工藝及系統取代現有落后處理工藝，具有十分重要的意義。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種基于菌絲纖維碳化鈦復合材料的滲濾廢液處理工藝及系統，本發明利用酸性有氧條件下菌絲纖維碳化鈦復合材料產生的羥基自由基實現滲濾廢液中重金屬絡合物的破壞，降低其毒性便于資源化回收利用；本發明適應性強，能夠根據水質特點進行氧氣和酸度調節，針對高濃度重金屬絡合廢水時開啟射流器，提高溶解氧降低廢水的pH值，達到最佳的破絡合效果，針對單一重金屬廢液時僅通過吸附可實現重金屬與表面基團的共價配位實現攔截，操作簡單，能耗低，具有具有較佳經濟效益和應用前景。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于菌絲纖維碳化鈦復合材料的滲濾廢液處理工藝，包括廢液處理工藝，具體步驟為：重金屬絡合滲濾液或廢水通過菌絲纖維碳化鈦復合材料進行催化吸附處理后排出；

所述菌絲纖維碳化鈦復合材料包括MXene納米片、納米零價鐵和作為骨架的菌絲納米纖維；所述MXene納米片和菌絲納米纖維負載納米零價鐵，所述納米零價鐵嫁接于MXene納米片層間和菌絲納米纖維表面；所述菌絲納米纖維包裹所述負載有納米零價鐵的MXene納米片；所述菌絲納米纖維之間相互纏繞鏈接成網狀插層結構。

進一步，優選的，所述重金屬絡合滲濾液或廢水在通過菌絲纖維碳化鈦復合材料進行催化吸附處理之前還進行水質調節處理，所述水質調節處理為根據所述重金屬絡合滲濾液或廢水的水質情況及所述菌絲纖維碳化鈦復合材料所需催化吸附反應條件對所述重金屬絡合滲濾液或廢水進行氧氣調節和/或酸度調節。

進一步，優選的，所述基于菌絲纖維碳化鈦復合材料的滲濾廢液處理工藝還包括濾材活化工藝，具體步驟為：對所述菌絲纖維碳化鈦復合材料定期噴淋淋洗液進行活化處理，所述菌絲纖維碳化鈦復合材吸附的重金屬隨淋洗液轉移回收。