[发明专利]一种高效吸附Cu2+的改性蚯蚓粪微球、制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种高效吸附Cu²⁺的改性蚯蚓粪微球的制备方法，该方法包括如下步骤：1）按体积比1:50的比例，将环氧氯丙烷与壳聚糖乙酸溶液混合并搅拌均匀，所述壳聚糖乙酸溶液的浓度为3‑5 g•壳聚糖/100 ml•乙酸水溶液；2）向步骤1）所得物加入重量为壳聚糖重量2‑3倍的蚓粪，搅拌均匀得到糊状物；3）于搅拌状态下，将步骤2）所得物滴加至碱性溶液中，放置8‑24小时之后，将pH调至中性，烘干、即得。本发明可以对蚯蚓粪进行高效的资源化处理；制备方法无需高温处理，仅需常规的操作步骤，制备工艺简单、制备成本低，具有经济可行性；所得微球对Cu²⁺的吸附量高，最大吸附量为333.3mg·g^‑1。

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及含Cu²⁺废水处理领域，尤其涉及一种高效吸附Cu²⁺的改性蚯蚓粪微球、制备方法及应用。

背景技术

在电镀、有色冶炼、有机合成、机械制造等领域，含铜废水是广泛存在的一类污染。水体中的Cu²⁺很难被微生物分解，易通过水传递、土壤富集进入人体中，致人体组织病变。目前国内外常用处理方法归结起来包括：沉淀法、铁氧化法、电解法、离子交换法、吸附法和膜分离技术等。然而，一般而言，上述方法有些会产生二次污染或难以处理的低浓度重金属废水，不适于含铜废水的处理；而有些方法的处理成本过于高昂，在含铜废水的处理上不具备经济性，难以获得实际的应用。

近些年来，随着养殖业的不断发展，因养殖动物的粪便无法得到有效处理而直接被倾倒至江河水域中的现象时有发生，严重危害着环境和人体健康。因此，养殖动物的粪便的无害化和资源化处理成为了本领域人员重点研究的内容之一。一般而言，对于养殖动物粪便的处理至少含有以下三种方法：(1)作为农用肥使用(如CN1789211)；(2)作为燃料使用(如CN 102311828A)；(3)作为 吸附剂使用(CN104857923A)。

当将养殖动物的粪便作为农用肥和燃料使用时，使用的方法较为方便，但目前养殖动物粪便在这两个领域的应用规模不大，无法有效消耗养殖动物产生的粪便。

对于将养殖动物粪便作为吸附剂领域而言，现有技术常用的方法是将其干燥后，进行高温煅烧或炭化处理。然而，高温处理过程常需要几百度甚至上千度的高温，制备成本十分高昂，将高温处理后的动物粪便用于污水的处理，不具有经济可行性。

特别的，由于铜可促使硒缺乏并干扰铁的吸收，当大量摄入铜时还可诱发肝癌，使得对污水中铜的处理变得尤为紧迫。

因此，如何在使得养殖动物粪便资源化的前提下，研发一种经济可行的、高效的降低污水中铜含量的方法是本领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高效吸附Cu²⁺的改性蚯蚓粪微球的制备方法。该方法无需高温处理步骤，在常温下便可进行，该方法所用原料易得、制备方法简单，且制得的蚯蚓粪微球对含铜废水的处理能力十分优异，具有优异的应用前景。该方法包括如下步骤：

1)按体积比1:50的比例，将环氧氯丙烷与壳聚糖乙酸溶液混合并搅拌均匀，所述壳聚糖乙酸溶液的浓度为3-5g·壳聚糖/100ml·乙酸水溶液；

2)向步骤1)所得物加入重量为壳聚糖重量2-3倍的蚓粪，搅拌均匀得到糊状物；

3)于搅拌状态下，将步骤2)所得物滴加至碱性溶液中，放置8-24小时之后，将pH调至中性，烘干、即得。