[发明专利]一种改性柚子皮吸附去除水中的六价铬和砷的方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理及净水材料技术领域，涉及一种改性柚子皮吸附去除水中的六价铬和砷的方法。

背景技术

含铬废水主要来源于镀铬、电镀、制革、采矿、染料和颜料、钢铁制造、罐头食品行业和其他工业生产排放的废水，废水中的铬主要以三价铬和六价铬的形式存在，其中六价铬对人体毒害作用大，其毒性比三价铬高出一百多倍。目前治理含铬废水的方法主要有物理、物化、化学、生物方法、离子交换、膜分离、光催化还原、电化学凝聚等。水体砷污染的主要来源为：矿物的的开采、农药的使用、有色金属冶炼、煤和石油等化石燃料的燃烧排放的含砷废水等，砷还可用做木材防腐剂，用于染料、颜料、油漆行业、玻璃制备等。砷的化合物均有毒性，可以通过呼吸，皮肤接触和消化道在人体内积累，造成急性或慢性中毒，长期饮用受到砷污染的水，砷就会在人体内蓄积引起砷中毒，使人体健康受到影响，严重可导致皮肤癌与肺癌。

目前常用的去除水中砷的方法有混凝过滤法、化学沉淀法、离子交换法、膜分离法、吸附法等。我国把铬和砷定为第一类污染物，根据我国《污水综合排放标准》(GB8978-2002)规定，废水排放中六价铬的最高允许浓度为0.5mg/L，总砷的最高允许浓度为0.5mg/L。

吸附法是物理、物化法中的一种，它具有设备简单，操作方便、运行费用低等特点。其中以生物质废弃物加工制成吸附材料成为研究热点之一，例如利用农业生物废弃物制作低成本、可持续的吸附剂，用于水和废水处理，包括吸附处理废水中的重金属、有机污染物、染料等。以重金属离子为例，农业废弃物生物质中存在的官能团，即乙酰氨基，醇，羰基，酚，氨基，巯基等与重金属离子形成金属配合物或螯合物有密切关系，吸附过程的机理包括化学吸附，络合，表面吸附，通孔扩散和离子交换等。其中石榴皮、香蕉皮和橘子皮等一些水果的果皮被研究用来处理水中的六价铬，木薯皮、绿茶渣和稻壳等被研究用来吸附去除水中的砷。

柚子是我国南方常见的水果，而柚子皮可以占到柚子全质量的一半左右，柚子皮内部是白色絮状层，中间含有大量的纤维素。通常柚子皮未被利用而丢弃，既造成浪费，又污染环境。新鲜柚子皮含有的聚合物如纤维素、半纤维素、果胶、木素和蛋白质具有天然交换能力和吸收特性，柚子皮作为一种典型的生物质废弃物也被研究由于制成生物质吸附剂进行废水处理，如去除水中Pb²⁺，Cu²⁺，Cd²⁺，Ni²⁺，亚甲基蓝、双酚A、油污染等。因此，对柚子皮这种生物质废弃物可进行资源化利用，开发其吸附去除水中六价铬和砷的新领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性柚子皮吸附去除水中的六价铬和砷的方法，对柚子皮进行改性，提高柚子皮吸附去除水中的六价铬和砷的能力。

本发明所采用的技术方案是，一种改性柚子皮吸附去除水中的六价铬和砷的方法，具体按照以下步骤进行：

步骤1，将新鲜柚子皮洗净，在85℃～105℃的温度下烘2小时～6小时后自然冷却至室温，然后将其粉碎成20目～60目的粉体，得到柚子皮粉；

步骤2，将步骤1所得的柚子皮粉和氯化铁按质量比为(10～100):1的比例称取，首先加清水使氯化铁完全溶解，再在氯化铁溶液中加入柚子皮粉，以搅拌速度为120转/分～200转/分的速度搅拌10分钟～20分钟使其混合均匀，将该混合悬浮物在85℃～105℃的温度下烘20小时～24小时后自然冷却至室温，然后将其磨成20目～60目的粉体，得到改性柚子皮粉；

步骤3，将步骤2所得的改性柚子皮粉加入含六价铬或砷的水中，在室温下以120转/分～200转/分的速度搅拌30分钟～60分钟，然后过滤或者离心分离，即去除水中的六价铬和砷。

本发明的特征还在于，进一步的所述步骤2中，氯化铁中三氯化铁质量分数为95％～99％。

进一步的，所述步骤3中，按照601～655g改性柚子皮粉加入到0.3～1吨、六价铬或砷浓度为5～30mg/L的水中。

进一步的，所述步骤1中，在100℃的温度下烘3小时后自然冷却至室温。

进一步的，所述步骤2中，柚子皮粉和氯化铁按质量比为20:1的比例称取。

进一步的，所述步骤2中，以搅拌速度为150转/分的速度搅拌15分钟使其混合均匀，将该混合悬浮物在90℃的温度下烘23小时后自然冷却至室温。

进一步的，所述步骤3中，在室温下以180转/分的速度搅拌40分钟。

本发明的有益效果：