[發(fā)明專利]一種利用二氧化碳提升吸附劑去除鉛離子能力的方法

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• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113087065A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 于艷玲;尚宏儒;李崯雪;馮玉杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F1/52;C02F1/42;C02F1/66;C02F101/20
• 代理公司: 北京慕達星云知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 王攀

本發(fā)明公開了一種利用二氧化碳提升吸附劑去除鉛離子能力的方法，將吸附劑置于吸附反應器或者攪拌反應器中，然后將二氧化碳氣體導入到反應體系中，將沉淀轉化為堿式碳酸鉛去除；其中，所述吸附劑具有通過離子交換與調(diào)節(jié)水體pH值從而產(chǎn)生沉淀的能力。本發(fā)明利用二氧化碳促進吸附，縮短處理時間，增加顆粒直徑，從而有利于分離，提升處理效果，擴大應用范圍，根據(jù)吸附劑的性能，將僅限于處理堿性重金屬廢水的方案擴展到中性和偏酸性的廢水處理中；同時二氧化碳的通入，有利于吸附速率的提升，使得沉淀產(chǎn)生與形成較大顆粒的過程更加迅速。

技術領域

本發(fā)明涉及化學吸附技術領域，更具體的說是涉及一種利用二氧化碳提升吸附劑去除鉛離子能力的方法。

背景技術

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和工業(yè)規(guī)模的增加，我國水體重金屬污染現(xiàn)狀已非常嚴峻。重金屬離子具有高毒性和生物富集性，對生產(chǎn)生活的危害極大，是水污染治理的重點之一。其中，鉛離子的排放量大，危害范圍廣，毒害作用強，具有強烈的慢性神經(jīng)毒性與肝腎毒性，并具有難降解和生物積累性。我國每年產(chǎn)鉛量超過422萬噸，其中3269噸以鉛離子的形式進入水體，經(jīng)過處理后，仍有96噸排入自然水體中，當水體中鉛濃度高于0.1mg/L時，即可抑制自然水體的自凈能力，因此，工業(yè)廢水排放標準由原先的1mg/L進一步嚴格到0.5mg/L，而飲用水的標準更加嚴格，達到0.01mg/L。造成鉛污染的原因包括含鉛礦石的自然擴散與滲透，鉛蓄電池行業(yè)，再生鉛行業(yè)和電鍍行業(yè)產(chǎn)生的廢水，這些廢水成分復雜，干擾物較多，通常呈酸性，且鉛離子濃度可達100mg/L以上，其對生態(tài)的危害程度極大。

目前，水體鉛離子的去除方法包括化學沉淀法、氧化還原法，陽離子交換法、吸附法、膜分離法和生物處理法等。其中，吸附法操作簡單、成本相對低廉、處理效果好，且易與其它方法耦合，是適合于鉛離子處理的方法之一。通常，離子交換、表面絡合與沉淀產(chǎn)生是吸附劑吸附鉛離子的主要機理。但是限于氫氧化鉛的溶解度和吸附劑表面官能團的豐度，大多的吸附劑很難將鉛離子去除徹底，而吸附性能較好的吸附劑往往存在價格高昂，制備過程復雜，吸附容量低等缺點。因此，采取一定的輔助手段提升吸附劑的吸附效果，比如，利用二氧化碳進行沉淀轉化，將沉淀產(chǎn)物轉化為更加難溶，也更加容易去除的堿式碳酸鉛，將十分有利于節(jié)約吸附劑制備與使用的成本，優(yōu)化吸附效果，加速吸附過程，降低出水濃度，但是目前利用二氧化碳降低鹽度以及處理重金屬廢水的方案中，往往可使用的場合比較受限，要么應用于離子交換樹脂，要么應用于飛灰回收廢水等偏堿性廢水中的重金屬去除，而常見的重金屬廢水往往呈酸性，二氧化碳很難真正起到促進吸附的作用。

因此，如何提供一種利用二氧化碳提升吸附劑去除鉛離子能力的方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種在使用具有離子交換和pH調(diào)節(jié)的吸附劑時，通過在吸附過程中通入二氧化碳，從而通過沉淀轉化提升吸附劑的鉛離子去除能力的方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種利用二氧化碳提升吸附劑去除鉛離子能力的方法，將吸附劑置于吸附反應器或者攪拌反應器中，然后將二氧化碳氣體導入到反應體系中，將沉淀轉化為堿式碳酸鉛去除；

其中，所述吸附劑具有通過離子交換與調(diào)節(jié)水體pH值從而產(chǎn)生沉淀的能力。

本發(fā)明中吸附劑可以通過提供堿性環(huán)境，形成沉淀而去除水體中的鉛離子，二氧化碳的通入能夠加速沉淀的形成，并能夠降低出水鉛離子濃度，二者的結合能夠有效提升含鉛廢水的處理效果。

優(yōu)選的，在上述一種利用二氧化碳提升吸附劑去除鉛離子能力的方法中，所述吸附劑為改性炭。

上述技術方案的有益效果：所述吸附劑為具有提升水體pH值，通過沉淀效應去除鉛離子的吸附劑。當選用改性炭時，改性炭為負載有氧化鎂/氫氧化鎂的多孔炭材料(如生物炭、活性炭)，或者在處理后表面呈堿性的多孔炭材料，可通過促沉淀效應促進鉛離子的去除，在二氧化碳氣體的耦合作用下，沉淀由溶解度較高的氫氧化鉛轉化為溶解度較低的堿式碳酸鉛，從而達到較高的去除率。