[发明专利]海水改性赤泥陶粒除砷吸附剂的制备及应用方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护水处理技术领域，特别涉及一种将海水改性赤泥陶粒作为除砷吸附剂的制备及应用方法。

背景技术

砷广泛分布于自然界的空气、水和土壤中，地方性砷中毒已引起了世界范围的广泛关注。在美国、德国、日本、阿根廷以及我国的新疆、内蒙、贵州等国家和地区都有关于地方性砷病的报道。目前，除砷技术主要可概括为吸附法、混凝法、离子交换法、萃取法、反渗透法、生物法等。其中，吸附技术具有高效低耗、工艺简单等特点，所以在理论研究和实际应用中，吸附法是运用得最为广泛的方法。该法主要利用吸附剂(具有大的活性表面积或吸附基团)的强大吸附作用吸附砷，然后通过过滤或用滤膜把吸附剂及被吸附物一起分离出来，从而达到去除水中砷的目的。除砷方法以吸附法为主，而吸附法的关键在于吸附剂的性能，因此对除砷吸附剂的研究具有重大意义。传统的吸附材料多为活性氧化铝、活性炭、铁氧化物等，不仅价格昂贵而且存在吸附容量有限、运行周期短等缺点，故而影响了其吸附效果和实际应用。

发明内容

赤泥是氧化铝生产过程中铝土矿经强碱浸出时所产生的残渣，因其富含氧化铁(20～50％)呈红褐色而被称为赤泥。每生产1吨氧化铝就有0.5～1.3吨的赤泥产生。近年来我国氧化铝工业高速发展，赤泥堆积量急剧增加，不仅占用了大量土地资源，而且对土壤、水体和大气环境构成潜在危害。赤泥资源化综合利用对发展循环经济，实现废物减量，保护生态环境具有极其重要意义。利用赤泥制备水处理中的吸附材料，体现了“以废治废”的环保思想。本发明以赤泥制造的陶粒为原料，采用硝酸浸泡、海水改性的赤泥陶粒作为水质除砷吸附剂，该吸附剂制备简单、清洁无害、价格低廉，用于除砷后可用碱液再生。其主要技术内容为：将海水改性赤泥陶粒作为吸附剂用于去除水中砷的阴离子，将待处理水样调节至中性或偏酸性可提高除砷能力，增加钙离子浓度可提高其吸附处理效果，吸附后的吸附剂采用氢氧化钠(NaOH)溶液进行再生。

海水改性赤泥陶粒制备及其应用方法如下：

1、海水改性赤泥陶粒制备方法

①赤泥陶粒(山东铝业公司生产)在20％-80％HNO₃溶液中浸泡24h。

②过滤HNO₃后赤泥陶粒100度烘干。

③HNO₃泡过的赤泥陶粒浸入海水24h，每隔2-4h搅拌1次。

④过滤海水，赤泥陶粒180度培烧后用作吸附试验。

2、除砷方法

静态除砷方法：取一定体积某种浓度的含砷水，如水样碱性，则调节pH值至中性或弱酸性，投加海水改性赤泥陶粒之后，搅拌4小时，静置沉降，上清液为被处理含砷液。水中钙离子可显著提高吸附处理效果，如原水中存在钙离子或投加适量钙的可溶性盐类，可减少吸附剂投加量。

动态除砷方法：取吸附剂填充于内径为2cm的吸附柱内，柱内吸附层高10cm。将待处理含砷水从柱顶部匀速加入柱内，待底部含砷超过允许出水浓度则停止进水，将吸附剂再生后重新装填运行。

下面结合实例对本发明做进一步说明：

除砷实例1(静态)

取1000ml含五价砷(As(V))0.5mg/L、钙离子20mg/L、pH＝7的待处理水样，投加吸附剂100g，在25度条件下以400r/min的转速振荡4小时，离心取上清夜测定As(V)含量低于0.05mg/L，吸附去除率达98％。

除砷实例2(动态)

将含五价砷(As(V))0.5mg/L、钙离子20mg/L、pH＝7的待处理水样以1ml/min的流速连续通过内径2cm、吸附层高10cm的吸附柱，流出水样1000毫升，出水含砷量仍未超过0.05mg/L。

3、吸附剂再生方法

将吸附分离后的吸附剂放入0.1M氢氧化钠溶液，每克吸附剂的氢氧化钠溶液用量为20ml，混合液搅拌4小时，离心分离，再生吸附剂用蒸馏水洗涤三次，再重新用海水改性处理，可以重复利用。