專利名稱：生物吸附劑填充柱分離重金屬鉛鎘的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢棄秸桿應用和重金屬分離領(lǐng)域，尤其涉及ー種生物吸附劑填充柱分離重金屬鉛鎘的方法。
背景技術(shù)：
重金屬具有毒性大，在環(huán)境中不易被代謝，易被生物富集并有生物放大效應等特點，不但污染水環(huán)境，也嚴重威脅人類和水生生物的生存。冶金廢水是含重金屬離子廢水的主要來源之一。這些未經(jīng)處理的含鎘、鉛、銅等重金屬的廢液ー經(jīng)排放，將會對環(huán)境造成嚴重污染，并直接影響到人類的生產(chǎn)和 生活。含重金屬離子的冶金污水處理方法很多，主要有共沉淀法、絮凝法、離子交換法、溶劑萃取法、吸附法、膜分離法等，但這些方法存在處理成本較高、操作復雜、二次污染嚴重等問題，因此尋求一種高效、廉價的冶金廢水的處理方法迫在眉睫。近年來，生物吸附法因具有原材料來源豐富、處理成本低、無毒、二次污染小、易被生物降解等優(yōu)點而備受關(guān)注。生物吸附法是利用某些生物體本身的化學結(jié)構(gòu)及成分特性，吸附溶于水中的化學污染物，通過固液兩相分離來去除水溶液中污染物的方法。生物吸附法作為ー種新興的重金屬污水處理技術(shù)，主要是以廢棄生物體作為吸附材料。作物秸桿是成熟農(nóng)作物莖葉(穂)部分的總稱，通常指小麥、水稻、玉米、薯類、油料、棉花和其它農(nóng)作物在收獲籽實后的剰余部分。這些作物秸桿來源豐富，簡單易得，是ー種具有多用途的可再生的生物資源。然而未經(jīng)改性的這些生物吸附劑存在吸附容量低，吸附選擇性差，這些問題的存在限制了生物吸附劑的在實際廢水處理中的應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提供ー種生物吸附劑填充柱分離重金屬鉛鎘的方法，其吸附選擇性好、操作簡便、應用范圍廣、利用率高。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是生物吸附劑填充柱分離重金屬鉛鎘的方法，包括有以下步驟采用濕法裝柱的方法將羥基表面改性秸桿裝入層析柱中，將含有重金屬鉛鎘的廢水經(jīng)蠕動泵逆流至填充柱中進行動態(tài)吸附，回收流出液；然后用0. 2mol/L的こニ胺四こ酸ニ鈉洗脫液洗脫填充柱，回收洗脫液，通過監(jiān)測流出液和洗脫液中鉛離子和鎘離子的濃度即可將鉛鎘分離，經(jīng)洗脫后的填充柱可反復使用。按上述方案，所述的羥基表面改性秸桿的制備方法是
1)將農(nóng)作物秸桿干燥粉碎，過篩，得秸桿粉末；
2)將羥基表面改性劑加入N，N-ニ甲基甲酰胺中，在密閉條件下超聲溶解，完全溶解后加入秸桿粉末，其中，秸桿粉末與羥基表面改性劑按質(zhì)量比為I :(廣1.5)，于70で反應4h后，離心，用去離子水、0. I mol/L NaOH溶液，洗滌產(chǎn)物數(shù)次，離心后將產(chǎn)物置于烘箱中60で干燥12 h得羥基表面改性秸桿。按上述方案，所述的農(nóng)作物秸桿為玉米秸桿、水稻秸桿、小麥秸桿或高粱秸桿。
按上述方案，所述的羥基表面改性劑為均苯四甲酸ニ酐或こニ胺四こ酸ニ酐。本發(fā)明的基本反應原理以玉米秸桿為例，重金屬離子在改性的玉米秸桿吸附劑上通過離子交換完成吸附過程。反應過程如下所示，R表示玉米秸桿，
權(quán)利要求
1.生物吸附劑填充柱分離重金屬鉛鎘的方法，其特征在于包括有以下步驟采用濕法裝柱的方法將羥基表面改性秸桿裝入層析柱中，將含有重金屬鉛鎘的廢水經(jīng)蠕動泵逆流至填充柱中進行動態(tài)吸附，回收流出液；然后用O. 2 mol/L的こニ胺四こ酸ニ鈉洗脫液洗脫填充柱，回收洗脫液，通過監(jiān)測流出液和洗脫液中鉛離子和鎘離子的濃度即可將鉛鎘分離，經(jīng)洗脫后的填充柱可反復使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生物吸附劑填充柱分離重金屬鉛鎘的方法，其特征在于所述的羥基表面改性秸桿的制備方法是 1)將農(nóng)作物秸桿干燥粉碎，過篩，得秸桿粉末； 2)將羥基表面改性劑加入N，N-ニ甲基甲酰胺中，在密閉條件下超聲溶解，完全溶解后加入秸桿粉末，其中，秸桿粉末與羥基表面改性劑按質(zhì)量比為I :(廣1.5)，于70で反應4h后，離心，用去離子水、O. I mol/L NaOH溶液，洗滌產(chǎn)物數(shù)次，離心后將產(chǎn)物置于烘箱中60で干燥12 h得羥基表面改性秸桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物吸附劑填充柱分離重金屬鉛鎘的方法，其特征在于所述的農(nóng)作物稻桿為玉米稻桿、水稻稻桿、小麥稻桿或聞粱稻桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物吸附劑填充柱分離重金屬鉛鎘的方法，其特征在于所述的羥基表面改性劑為均苯四甲酸ニ酐或こニ胺四こ酸ニ酐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物吸附劑填充柱分離重金屬鉛鎘的方法，包括有以下步驟采用濕法裝柱的方法將羥基表面改性秸稈裝入層析柱中，將含有重金屬鉛鎘的廢水經(jīng)蠕動泵逆流至填充柱中進行動態(tài)吸附，回收流出液；然后用0.2mol/L的乙二胺四乙酸二鈉洗脫液洗脫填充柱，回收洗脫液，通過監(jiān)測流出液和洗脫液中鉛離子和鎘離子的濃度即可將鉛鎘分離，經(jīng)洗脫后的填充柱可反復使用。本發(fā)明的有益效果是(1)羥基表面改性的秸稈填充柱對重金屬鉛鎘具有很大的吸附容量，且能有效的分離鉛鎘；(2)生物吸附劑來源廣泛，廉價易得；(3)填充柱制作方法簡單，操作方便；(4)吸附飽和的填充柱得到綜合回收利用，可降低廢水處理的成本。
文檔編號B01J20/30GK102849817SQ20121030377
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者池汝安, 余軍霞, 王麗艷, 張越非, 徐志高, 肖春橋 申請人:武漢工程大學