[發明專利]一種改性水熱炭及其制備方法和去除水中Cr（VI）的工藝方法

在審

• 申請號: 202210633006.7
• 申請日: 2022-06-07
• 公開（公告）號: CN114768772A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 王森;張育皎;袁嬌嬌
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F103/24;C02F101/22
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發明屬于固廢資源化及其去除重金屬技術領域。本發明提供了一種改性水熱炭及其制備方法。制備方法包含如下步驟：將城市污水處理廠剩余污泥、玉米秸稈和水加熱后順次進行冷卻、固液分離、洗滌、干燥，得到水熱炭；將水熱炭、殼聚糖和乙酸溶液混合，得到的混合液滴加到NaOH溶液中進行固化反應后順次進行沖洗、浸泡，得到凝膠小球；將凝膠小球和交聯劑進行交聯反應，得到改性水熱炭。本發明還提供了改性水熱炭去除水中Cr(VI)的方法。本發明的改性水熱炭對Cr(VI)具有良好的吸附效果，采用污水處理廠剩余污泥和玉米秸稈為原料，實現了污泥和秸稈的資源化利用，達到了以廢治廢的目的。

技術領域

本發明涉及固廢資源化及其去除重金屬技術領域，尤其涉及一種改性水熱炭及其制備方法和去除水中Cr(VI)的工藝方法。

背景技術

在皮革鞣制、染料、防腐材料、塑料制品、涂抹染料、書寫墨汁、鋼制品等生產中都會用到六價鉻，六價鉻會因為工業廢水的泄露而被排入到湖水、海洋以及飲用水當中。由于六價鉻有很高的毒性，在自然界中的溶解度非常高，會對自然界中的動植物產生嚴重危害；一旦六價鉻進入人體內，將會滲入身體內部進入血液中，從而危害血液的正常循環，也會引起人體肝臟感染等各種身體不適；即使少量的六價鉻進入人體內后也會傷害到人體內的胃部、腸道的正常功能。所以工業制造廠不能隨便亂排、偷排工業廢水。

目前含鉻廢水的處理技術主要有下面幾種方法：化學沉淀法、生物法、膜分離法、吸附法。中和沉淀是化學沉淀法中比較常見的方法之一，投加的化學試劑主要有碳酸鹽、堿類等，這些均可以使水體中的重金屬變成相應的沉淀物進行去除。但是，這種處理方法有一些弊端，比如共存金屬會對其處理效果產生一些影響，容易出現一些兩性重金屬再次溶解在水中的現象；另外，投加的堿性物質與重金屬反應后，會出現水體pH值升高的現象。生物法通常處理對象較為單一，大多科研工作者對這一方法的研究仍處于實驗階段，實驗理論及方法均不太成熟。膜分離技術具有物質分離比較細致、比較環保、所需能耗較低等優點，在一些污水處理廠已經得到實際應用，但是膜分離技術成本較高，并且只適合小型的污水處理廠，否則膜容易被堵塞，需要更多的人力、物力去及時的清理膜。吸附法主要是通過天然材料如農業廢棄物、生活垃圾、工業廢棄物、天然礦物等碳質材料制備成具有吸附功能的吸附材料，利用物理吸附、靜電吸附、絡合等原理進行吸附處理的方法。常見的吸附劑有沸石、黏土以及各種生物類吸附劑。伴隨著一些燃料的日益枯竭，生物質作為一種可再生資源，具有成本低、含碳量高等優點，逐漸被研究人員所關注。

污水的處理產生了大量的城市污泥，并且污泥中含有細菌、有害物質和重金屬，隨意堆放會對環境產生巨大的危害。因此市政污泥成為一個環境問題，迫切的需要尋求一種合適的處理辦法。另外，近些年來，農作物收割后，大量秸稈廢棄物就地焚燒處置引發的大氣污染問題成為環境治理領域的難題。

因此，將剩余污泥和秸稈用溫和的炭化技術制備成生物炭，用于處理水中Cr(Ⅵ)，無疑是一個值得關注的話題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足提供一種改性水熱炭及其制備方法和去除水中Cr(VI)的工藝方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種改性水熱炭的制備方法，包含如下步驟：

1)將城市污水處理廠剩余污泥、玉米秸稈和水加熱后順次進行冷卻、固液分離、洗滌、干燥，得到水熱炭；

2)將水熱炭、殼聚糖和乙酸溶液混合，得到的混合液滴加到NaOH溶液中進行固化反應后順次進行沖洗、浸泡，得到凝膠小球；

3)將凝膠小球和交聯劑進行交聯反應，得到改性水熱炭。