[发明专利]一种环保、廉价洗脱吸附剂表面污染物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保并且廉价易行的洗脱金属氧化物吸附剂表面上的重金属污染物的方法。本发明属于水处理技术领域。

背景技术

我国是水资源短缺国家，人均淡水资源只有世界人均水平的20％左右。在本来就不多的淡水资源中，由于近些年来不合理的利用和水源污染，造成许多大城市淡水资源严重紧张，威胁到人民健康和国家经济发展。随着城市化进程的加快和工农业的迅猛发展，全国绝大多数城市都不同程度地存在着较突出的水质问题，大量未经处理的城市垃圾、被污染的土壤、工业废水和生活污水以及大气沉降物不断排入水中，使水体悬浮物和沉积物中的重金属含量急剧升高。对我国各大湖泊的调查结果表明，近年各种重金属污染呈上升趋势，已经开始影响到水体的质量。因此，如何通过技术进步，解决污染水资源的净化，对国民经济可持续发展具有重大的意义。

目前，对于水中溶解性污染物的去除，主要采用物理化学治理和生物治理的方法。利用物理、化学方法处理含重金属废水的有沉淀法、螯合树脂法、高分子捕集剂法、吸附法、膜技术、离子交换法等。吸附法是指利用吸附剂对水中污染物质的吸附作用而达到净化天然水的方法，由于金属氧化物吸附剂去除水中污染物的效率高，成本相对低，且操作简单，使利用单一的金属氧化物或者复合金属氧化物吸附的方法成为发展中国家和落后地区农村处理饮用水的重要方法。但是，由于吸附剂的制作都比较困难，价格较贵，从经济利益上讲不可能只吸附一次就弃之不用，这就要求对其再生，以便重复使用达到多次利用的目的，从而完成吸附-再生-洗涤-吸附的循环流程，以便降低成本提高效益。

目前，对于金属氧化物吸附剂表面所吸附的污染物质，以往公开的洗脱方法有：一般采用酸洗、离子交换以及催化氧化再生的方法进行洗脱。酸洗法虽然具有较高的洗脱效率，但是本身引入的酸和洗脱液就有腐蚀性；离子交换法作为洗脱金属氧化物吸附剂表面的阳离子污染物最为常用，但是所用洗脱液的浓度一般较高，而且必须在酸性条件下才能有一定的洗脱效率，不仅增加了成本，而且会造成二次污染；此外，催化氧化再生的方法是目前比较先进的方法，虽然具有效率高，不会引起二次污染等特点，但是此种方法所需要的技术条件较为复杂，不适用于农村地区的使用。

发明内容

本发明的目的是为了弥补现有处理方法的不足，综合考虑经济和环境因素，提出一种环保并且廉价易行的洗脱吸附剂表面上的重金属污染物的方法。本发明具有操作简单、再生剂用量少、成本低廉、安全环保等优点，特别适合于农村地区吸附剂的重复利用。

本发明所述的一种洗脱吸附剂表面上的重金属污染物的方法，其特点是基于吸附反应的pH变化曲线随着环境条件的改变而发生移动的原理，在一定酸碱度范围内，改变酸碱度的变化，以达到有效洗脱污染物的目的。

本发明所述的污染物质主要包括在环境中具有潜在的长期影响的重金属物质，如Zn、Cd、Cu、Pb、Cr、As等。

本发明所述的吸附剂对水体中的污染物在一定的环境条件下具有较强吸附能力的金属氧化物，包括锐钛矿、水锰矿等。

本发明所述的环境条件是指离子强度、温度、压力，超声、以及上述几种方法的共同作用。

本发明所述的利用温度、离子强度等条件的改变使pH曲线发生改变，具体的说，就是指改变上述条件，使污染物在吸附剂表面上的吸附pH变化边发生移动，当选择吸附量下降最大时，就可以进行洗脱，从而达到方便快速的洗脱污染物的目的。

本发明所述的酸碱度条件是指将体系的pH控制在一定范围的微酸、微碱条件，可以通过缓冲溶液达到维持体系酸碱度的目的。

本发明所述的再生剂为氯化钠溶液，试剂的用量低于5‰。

附图说明

图1为不同温度和离子强度条件下Zn在TiO₂表面吸附的pH变化边。

图2为使用不同温度和离子强度条件下溶液的洗脱效率。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明所述的技术给予进一步详细的说明。

实施例1负载重金属污染物的吸附剂的制备

称取0.03g锐钛矿型TiO₂，溶于28.5ml的超纯水中，在25℃下搅拌2h，之后加入1.5ml浓度为1g·L^-1的Zn溶液，调节吸附体系的pH值，使其保持在6.4附近，平衡12h。将以上的反应完全的混合液离心，倒去上清液，所得的固体部分即为洗脱试验所需要的吸附剂。

实施例2不同离子强度下的洗脱效果