[发明专利]一种水体中微量硒的深度去除方法

说明书

技术领域

本发明涉及水体中微量硒的深度净化方法，具体的说，是一种利用对硒具有高吸附容量和选择性的纳米复合树脂材料深度净化水体中微量硒的方法。

背景技术

硒是生态环境中重要的微量元素，也是人体必需微量元素。环境中硒过量会导致动植物机体产生疾病。事实上，对于脊椎动物来说，最佳的硒摄入量和可引起毒性效应的硒摄入量间的差别很小。高浓度的硒则会直接危害作物的生长发育，降低产量，导致动物胚胎畸形发育甚至死亡。有鉴于此，世界各国以及WHO等将硒的饮用水安全控制标准都规定在10μg/L以内。

目前对于水体中硒的处理技术主要包括生物法、沉淀法、反渗透、纳滤和吸附等，但是这些方法或者难以深度净化水体中的硒，或者操作成本高，难以有效推广。对于水体中微量硒的深度净化而言，如果吸附剂对硒具有高吸附选择性、价格适中且能够再生与重复利用，固定床吸附是一种高效的微量硒深度净化技术。传统的吸附材料包括活性炭，离子交换树脂、沸石等都是广谱性的吸附剂，缺乏对硒的高度吸附选择性。当水体中共存有相对较高浓度的硫酸根、氯离子、碳酸氢根离子、磷酸根离子、硅酸根离子等竞争性阴离子时，此类吸附剂对硒的吸附性能会迅速失效。

近年来，以树脂吸附剂作为载体，通过表面沉积技术将纳米水合氧化铁颗粒担载于树脂吸附剂的孔道表面，研制成功系列无机-有机复合树脂材料，并解决了水体中微量重金属、砷、磷等多种污染物的深度净化难题(潘丙才等，树脂基纳米水合氧化铁深度净化重金属微污染水体的方法，专利公开号：CN101186357；潘丙才等，基于Donnan膜效应的树脂基水合氧化铁的制备及对砷的吸附性能研究，中国科学B：化学，2007，37，426-431；Pan B.，et al.，Development ofpolymer-based nanosized hydrated ferric oxides(HFOs)for enhancedphosphate removal from waste effluents，Water Research(2009)，doi：10.1016/j.watres.2009.06.055)。

近几十年来，相关研究表明水合氧化铁颗粒对硒具有高度的吸附选择性，且可通过调节pH值实现再生和反复使用。但由于水合氧化铁颗粒尺寸极细(一般在微米或纳米维度内)，直接应用于固定床吸附时易产生极高的流体压降，致使吸附系统迅速失效。而将水合氧化铁固载于颗粒较大的传统吸附材料上是解决其无法实现工程应用的有效途径。由于硒具有与普通重金属所不同的特性，一直没有找到很好的处理方法。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对水体中微量硒的深度净化所存在的困难，本发明的目的是提供一种水体中微量硒的深度去除方法，可应用于地表水或地下水中微量硒污染的深度处理。该发明能够在共存竞争阴离子Cl^-、HCO₃^-、SO₄^2-等的浓度远高于亚硒酸根或硒酸根离子时，仍能够使出水的硒的含量达到国家规定的饮用水安全控制标准。

2.技术方案

一种水体中微量硒的深度去除方法，其步骤为：

A)将含微量硒的水体pH值调至3.0～9.0，过滤，除去其中的悬浮物；

B)将步骤A)中处理过的水体通过装填有载纳米氧化铁复合树脂的吸附装置；

C)当吸附达到泄漏点时停止吸附，用NaOH和NaCl混合溶液作为脱附剂进行脱附，然后再用CO₂饱和溶液淋洗装填复合树脂的吸附塔使得树脂再生。

步骤A)中含硒水体中硒的为0.05～10mg/L，水体中共存的阴离子Cl^-、HCO₃^-、SO₄^2-等的浓度为硒浓度的300倍以内。

步骤B)中在5～50℃下将步骤A)中处理过的水体以2～50BV/h(BV为树脂床层体积)通过装填有无机-有机复合树脂材料的吸附装置。所述的复合树脂是以强碱性阴离子交换树脂为母体，优选为D-201树脂、201×7树脂、IRA900树脂；担载物为纳米氧化铁颗粒，其含量控制在(以Fe计)2～25％。