改性污泥吸附劑的制備及去除水中六價鉻的方法技術

本發明專利技術公開了一種改性污泥吸附劑的制備方法，向活性污泥粉末中加入氯乙酸后調節pH至7.9～8.2，然后加入NaN3，常溫下攪拌后用蒸餾水清洗至中性，得到混合物A；向混合物A中加入蒸餾水和聚乙烯亞胺，攪拌后再加入戊二醛繼續攪拌，用蒸餾水離心清洗至殘留的聚乙烯亞胺全部除去，冷凍干燥即得。本發明專利技術方法制備得到的改性污泥吸附劑，用于去除水中六價鉻，因為胺基對水中的重金屬有較強的親和性，吸附劑表面的質子化胺基官能團與六價鉻通過靜電吸附，化學還原等作用從而去除六價鉻離子，且操作簡單，對設備要求低，污泥來源廣泛，價格低廉。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于水污染控制
，具體涉及一種改性污泥吸附劑的制備方法，本專利技術還涉及采用該改性污泥吸附劑去除水中六價鉻的方法。
技術介紹
鉻是一種重要的環境污染物，主要來源于電鍍、冶金、制革、印染和化工等行業排放的“三廢”中。環境中的鉻主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)兩種價態存在，Cr(Ⅲ)以離子形式存在，而Cr(Ⅵ)則以鉻酸根陰離子形式存在。與Cr(Ⅲ)相比，Cr(Ⅵ)具有更強的致癌和致突變能力，其毒性是Cr(Ⅲ)的100多倍；同時，Cr(Ⅵ)具有很強的氧化能力和遷移能力，對生態環境和人類健康構成嚴重威脅。在我國國家三類水質標準中明確規定，Cr(Ⅵ)的含量不允許超過0.05mg/L。因此，水中Cr(Ⅵ)的處理越來越受到人們的關注。目前，含鉻廢水的處理方法主要有化學還原沉淀法、膜處理法、電解還原法以及吸附法等。與其他方法相比，吸附法具有去除率高、操作簡便、吸附劑可再生等優點，廣泛用于含六價鉻廢水的處理。吸附法是一種操作簡單，快捷有效的水處理方法，吸附劑利用本身的多孔結構吸附金屬離子，或者通過本身所含有的各種活性集團如羥基，羧基，胺基等與金屬離子形成配位或絡合物，達到去除金屬離子的目的。國內常用活性炭作為吸附劑去除水中六價鉻，它的再生利用較為復雜，且費用昂貴，處理成本高。因此，有必要開發廉價的高效吸附劑。城市污水處理廠污泥作為污水處理后的副產物，若處理不當，易造成二次污染。活性污泥中包含各種病原菌、腸道病毒、寄生生物等細菌及有機質組分，可通過化學途徑將其制成價格低廉的吸附劑。胺基類吸附劑對水中的重金屬有較強的親和性，利用其含有的胺基官能團發生質子化作用，通過靜電作用與六價鉻發生作用，從而去除六價鉻離子。目前，常見的胺基類材料主要有：聚苯胺，聚乙烯亞胺，聚酰胺，胺基類樹脂等。因此，本專利技術采用聚乙烯亞胺改性活性污泥作為吸附劑，并將其用于水中六價鉻的去除。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種改性污泥吸附劑的制備方法，該制備方法操作簡單，污泥來源廣泛，價格低廉，制得的污泥吸附劑吸附性能好。本專利技術的另一個目的是提供一種利用上述方法制備的改性污泥吸附劑去除水中六價鉻的方法。本專利技術所采用的技術方案是，一種改性污泥吸附劑的制備方法，具體按照以下步驟實施：步驟1，向活性污泥粉末中加入氯乙酸后調節pH至7.9～8.2，然后加入NaN3，常溫下攪拌后用蒸餾水清洗至中性，得到混合物A；步驟2，向步驟1得到的混合物A中加入蒸餾水和聚乙烯亞胺，攪拌后再加入戊二醛繼續攪拌，用蒸餾水離心清洗至殘留的聚乙烯亞胺全部除去，冷凍干燥，即得。本專利技術的特點還在于，步驟1中活性污泥粉末的制備方法為：將活性污泥靜置30～40min后去除上層液，然后用蒸餾水清洗4～6次，過濾后在滅菌鍋中殺菌15～30min，再用濃度為0.5～2mol/L的鹽酸浸泡8～10h后用蒸餾水洗滌至中性，過濾，冷凍干燥，即得。步驟1中污泥的質量與氯乙酸的物質的量的比值為50～30:1g/mol。步驟1中攪拌時間為10～15h。步驟2中聚乙烯亞胺與活性污泥粉末的質量比為1：1～2，攪拌時間2～5h。步驟2中戊二醛溶液的濃度為20～30％，戊二醛溶液的體積與聚乙烯亞胺的質量的比值為1:4～6ml/g，攪拌時間2～5h。步驟2中冷凍干燥溫度為-40℃，時間為20～30h。本專利技術所采用的另一個技術方案是，一種利用上述方法制備得到的改性污泥吸附劑去除水中六價鉻的方法，在六價鉻濃度為5～120mg/L欲凈化的水體中加入其質量0.0005倍的聚乙烯亞胺改性污泥吸附劑，在25℃、pH為3～8的條件下吸附水中六價鉻，吸附5min～24h后收集聚乙烯亞胺改性污泥吸附劑，凈化水體中的六價鉻。本專利技術的有益效果是，本專利技術改性污泥吸附劑的制備方法，用于去除水中六價鉻，因為胺基對水中的重金屬有較強的親和性，吸附劑表面的質子化胺基官能團與六價鉻通過靜電吸附，化學還原等作用從而去除六價鉻離子，且操作簡單，對設備要求低，污泥來源廣泛，價格低廉，制得的污泥吸附劑吸附性能好，適合工業化大規模生產。具體實施方式下面結合具體實施方式對本專利技術進行詳細說明。本專利技術聚乙烯亞胺改性污泥吸附劑的制備方法，具體按照以下步驟實施：步驟1，將活性污泥靜置30～40min后去除上層液，然后用蒸餾水清洗4～6次，過濾后在滅菌鍋中殺菌15～30min，再用濃度為0.5～2mol/L的鹽酸浸泡8～10h，之后用蒸餾水洗滌至中性，過濾，冷凍干燥，得到活性污泥粉末；步驟2，向步驟1得到的活性污泥粉末中加入500ml氯乙酸，污泥的質量與氯乙酸的物質的量的比值為50～30:1g/mol，并用5～10mol/L NaOH溶液調節pH至7.9～8.2，然后加NaN3抑菌，常溫下攪拌10～15h，將反應后的材料用蒸餾水清洗至中性，得到混合物A；步驟3，向步驟1得到的混合物A中加蒸餾水，蒸餾水與污泥的質量比為10:1，再加聚乙烯亞胺，聚乙烯亞胺量與污泥的質量比為1:1～2，攪拌2～5h，加入20～30％戊二醛，且戊二醛溶液的體積與聚乙烯亞胺的質量的比值為1:4～6ml/g，攪拌2～5h，用蒸餾水離心清洗至殘留的聚乙烯亞胺全部除去，冷凍干燥20～30h，即得。利用上述改性污泥吸附劑去除水中六價鉻的方法，在六價鉻濃度為5～120mg/L欲凈化的水體中加入其質量0.0005倍的聚乙烯亞胺改性污泥吸附劑，在25℃、pH為3～8的條件下吸附水中六價鉻，吸附5min～24h后收集聚乙烯亞胺改性污泥吸附劑，凈化水體中的六價鉻。實施例1步驟1，將活性污泥靜置30min，去除上層液，用蒸餾水清洗4次，過濾后在滅菌鍋中殺菌15min，然后用濃度為2mol/L的鹽酸浸泡10h，之后用蒸餾水洗滌至中性，過濾，冷凍干燥，得到活性污泥粉末；步驟2，將5g活性污泥粉末放入平底燒瓶中、加入500ml 0.25mol/L氯乙酸，并用10mol/LNaOH溶液調節pH至8左右，然后加0.1g NaN3，常溫下攪拌10h，將反應后的材料用蒸餾水清洗至中性，得到混合物A；步驟3，將混合物A移入平底燒瓶中，加50ml蒸餾水，再加3g聚乙烯亞胺，攪拌2h，加入0.6ml 25％戊二醛，攪拌2h，用蒸餾水離心清洗至殘留的聚乙烯亞胺全部除去，冷凍干燥24h，即得。實施例2步驟1，將活性污泥靜置40min，去除上層液，用蒸餾水清洗6次，過濾后在滅菌鍋中殺菌30min，然后用濃度為2mol/L的鹽酸浸泡10h，之后用蒸餾水洗滌至中性，過濾，冷凍干燥，得到活性污泥粉末；步驟2，將4g活性污泥粉末放入平底燒瓶中、加入500ml 0.2mol/L氯乙酸，并用8mol/LNaOH溶液調節pH至8左右，然后加0.08g NaN3，常溫下攪拌12h，將反應后的材料用蒸餾水清洗至中性，得到混合物A；步驟3，將混合物A移入平底燒瓶中，加50ml蒸餾水，再加8g聚乙烯亞胺，攪拌3h，加入1.25ml 30％戊二醛，攪拌3h，用蒸餾水離心清洗至殘留的聚乙烯亞胺全部除去，冷凍干燥30h，即得。實施例3步驟1，將活性污泥靜置35min，去除上層液，用蒸餾水清洗4次，過濾后在滅菌鍋中殺菌20min，然后用濃度為1mol/L的鹽酸浸泡9h，之后用蒸餾水洗滌至中性，過濾，冷凍干燥，得到活性污泥粉末；本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種改性污泥吸附劑的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：步驟1，向活性污泥粉末中加入氯乙酸后調節pH至7.9～8.2，然后加入NaN3，常溫下攪拌后用蒸餾水清洗至中性，得到混合物A；步驟2，向步驟1得到的混合物A中加入蒸餾水和聚乙烯亞胺，攪拌后再加入戊二醛繼續攪拌，用蒸餾水離心清洗至殘留的聚乙烯亞胺全部除去，冷凍干燥，即得。

【技術特征摘要】
1.一種改性污泥吸附劑的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：步驟1，向活性污泥粉末中加入氯乙酸后調節pH至7.9～8.2，然后加入NaN3，常溫下攪拌后用蒸餾水清洗至中性，得到混合物A；步驟2，向步驟1得到的混合物A中加入蒸餾水和聚乙烯亞胺，攪拌后再加入戊二醛繼續攪拌，用蒸餾水離心清洗至殘留的聚乙烯亞胺全部除去，冷凍干燥，即得。2.根據權利要求1所述的改性污泥吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟1中活性污泥粉末的制備方法為：將活性污泥靜置30～40min后去除上層液，然后用蒸餾水清洗4～6次，過濾后在滅菌鍋中殺菌15～30min，再用濃度為0.5～2mol/L的鹽酸浸泡8～10h后用蒸餾水洗滌至中性，過濾，冷凍干燥，即得。3.根據權利要求1所述的改性污泥吸附劑的制備方法，其特征在于，步驟1中污泥的質量與氯乙酸的物質的量的比值為50～30:1g/mol。4.根據權利要求1所述的改性污泥吸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王家宏，何登吉，
申請(專利權)人：陜西科技大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61