[发明专利]烟草及烟草废料在处理含重金属的污水或污泥中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用烟草处理含重金属的污水或污泥的方法，尤其是以烟草废料应用于含六价铬的污水或污泥处理方法。

背景技术

随着经济和工业的快速发展，污水和污泥排放量大，含Cr⁶⁺等重金属的污水或污泥对环境危害极大，传统的治理方法成本高、能耗高、选择性低并可能产生二次污染，因此必须寻找更为经济有效的方法。

去除水中重金属的方法有很多，如电解还原沉淀，离子交换，反渗透和吸附等，但这些传统方法有的原料成本高、有的能耗高、选择性低，有的工艺复杂，不适当的处理还有可能产生二次污染。因此，选用新型更为价廉高效的材料进行含重金属污水或污泥的处理越来越被人们关注。

铬(Cr)是来源于电镀、采矿、印染等行业的有毒重金属，在污水或污泥中通常以三价和六价的形式存在，其中六价铬的毒性比三价铬高100倍，六价铬更易为人体吸收而且在体内蓄积，导致肝癌。因此，污水或污泥中六价铬的排放量受严格控制。我国已把六价铬规定为实施环境总量控制的指标之一。

李国清等用木屑吸附Cr⁶⁺，经改性处理的木屑在用量为40g/L，pH值为2，吸附时间60min，吸附温度30℃的条件下，处理含铬废水，铬的去除率可达70％(李国清，改性木屑处理含铬重金属废水的研究，宁德师专学报(自然科学版)，2007，1：9-12)；许彩霞等用米糠和麦麸作为Cr⁶⁺的吸附剂也有一定效果(吸附量1.62-2.58mg/g)(许彩霞，米糠和麦麸对水中Cr(VI)的吸附研究，2007，33(9)：53-56)。但是，这些生物材料吸附容量偏低，导致使用量大，后处理困难等一系列问题。

本发明使用烟草特别是烟草废弃物作为处理含重金属污水或污泥的材料，是一种低成本、高效率的物料，对含重金属特别是含六价铬的污水或污泥处理具有极大的应用价值。

我国的烟草产量大，种植面积和总产量占世界的1/3以上。卷烟工业生产中有大量的烟草废弃物。目前对烟草废料的利用主要是用于提取其中的烟碱、香精油、绿原酸、茄尼醇等成分，本发明利用烟草物料钝化和吸附水或污泥中的重金属离子，降低或消除其毒害。

发明内容

本发明提供了一种处理含重金属的污水或污泥的新方法，用烟草或烟草废料处理含重金属的污水或污泥，极大地提高了处理效率，降低了处理成本。从而达到有效治理污染、充分利用资源的目的。

本发明采用的技术方案是：烟草在处理含重金属的废水或污泥中的应用。

本发明技术方案中所说的烟草，包括烟叶、烟茎、烟草废料，本发明推荐选用烟草废料，具体可以是但不限于废弃烟叶、烟叶下脚料、霉变烟叶、烟末等，也可以是提取过烟碱或茄尼醇或烟草精油或绿原酸等其他物质的烟草残渣。

将上述所说的烟草作为材料来吸附和钝化处理重金属的具体方法包括以下过程：将含重金属的污水或污泥pH调至1.0-6.0，将烟草加入搅拌混匀，使烟草与污水或污泥充分接触，维持1-72小时后过滤，处理后的污水或污泥中的重金属得到有效钝化和处理，污水中的重金属量可达到排放标准。

在上述方案中，加入的烟草可以不粉碎或粉碎至适当粒径(约1-5mm)，粉碎后处理的效果更好。

在上述方案中，处理温度可以是0-100℃，适当升高温度有利于吸附量的增大，但温度越高，能量消耗越大；从能源和环保的角度考虑，优选常温0-40℃，最好是常温5-35℃作为处理温度。

利用烟草可以处理高浓度的含重金属的污水或污泥，以六价铬污水为例，当Cr⁶⁺浓度为2000mg/L时，吸附量可达108.8mg/g，吸附率为54.4％。当Cr⁶⁺浓度为100mg/L时，吸附率可达99.5％，吸附效率明显高于蔗渣(Cr⁶⁺浓度为50mg/L时，吸附量0.51mg/g，吸附率为10.1％)、麦麸(Cr⁶⁺浓度为50mg/L时，吸附量0.48mg/g，吸附率为9.55％)等其他生物质材料，具有非常明显的优势。

烟草物料对重金属的吸附，除了材料自身的吸附外，还有其含有的多酚类物质对重金属的络合作用，降低重金属的毒性与迁移性。多酚与某些高价金属离子如Cr⁶⁺、Fe³⁺等作用时，络合的同时把金属离子从高价态还原至低价态，低价态的铬离子毒性降低。

烟草物料在污泥中的加入可以在钝化重金属的同时，减少重金属的溶出量，在生物堆肥过程中增加堆置物料的疏松度，有利于微生物的好氧发酵，提高堆肥效率。