[发明专利]一种可循环再生的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可循环再生的吸附剂处理水中低浓度重金属的方法，用氢氧化镁作为循环再生的吸附剂处理水中低浓度的重金属，再通入二氧化碳与氢氧化镁反应使重金属脱附并富集，再通过煅烧实现吸附剂的循环再生。属于环境保护领域中的含重金属水处理技术。

背景技术

随着我国工业的发展，废水排放量增加，重金属污染已成为一个亟待解决的问题。随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝的体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。如六价铬主要以CrO₄^2-和Cr₂O₇^2-的形式存在，其溶解性好迁移率高，过量的六价铬(超过10mg/L)对水生物有致死作用，它很容易被人体吸收并在体内富集，容易致癌，具有很强的毒性。砷化合物有剧毒，容易在人体内积累，造成慢性砷中毒。环保部已将解决危害群众健康的重金属污染问题列为2010年全国污染防治工作的头等大事，其中将铅、汞、镉、铬和类金属砷等作为重点防控污染物。

目前，世界各国采用的含重金属废水的处理方法主要有：化学法、离子交换法、膜分离法、微生物法、吸附法等。其中化学法工艺较成熟，已被大规模广泛使用。然而对于含低浓度重金属的水，若采用化学法处理则需要消耗大量化学药剂，并增加污泥量；而采用离子交换法和膜分离方法则设备投资和维护成本高；生物法是一种新兴的方法，还处于在实验室研究阶段。吸附法由于成本低、操作简单、处理量大等特点，在处理低浓度重金属的水中显示出较大的优势。很多吸附剂(如活性炭、沸石、膨润土、活性污泥、纳米吸附剂等)对水中低浓度的重金属有很高的去除效率，已被广泛采用。例如，氢氧化镁由于pH缓冲性好、吸附能力强、无腐蚀性、无毒无害、易于安全操作，被称为“绿色安全水处理剂”，已广泛用于环保领域，包括印染废水脱色处理、酸性废水处理、重金属脱除等方面。

德国专利DE 10318746-A1用氢氧化镁净化含有重金属的工业废水和饮用水，是一种简单的、环境友好的方法。由于氢氧化镁本身的弱碱性，它不仅可以中和酸性废水，而且可以使水中重金属离子形成氢氧化物沉淀予以脱除，对Ni²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Cr³⁺等重金属离子有较高的去除率。然而吸附了重金属的吸附剂的后处理又是一个难题，处理不当容易造成二次污染。

关于吸附剂循环再生的研究较少。美国专利US7247242-B1用可再生的氢氧化镁吸附富集地表和地下水中痕量的砷离子，以利于水中砷离子的检测。该专利以氢氧化镁作为可再生的吸附剂，提供了一种简单的循环再生方法。其中砷离子脱附和富集的原理是将吸附有砷的氢氧化镁与碳酸盐反应生成碳酸镁导致脱附。该方法需要加入碳酸盐作为反应剂，消耗化学试剂，同时向砷浓缩液中引入化学杂质，可能给砷浓缩液的回收处理造成不便。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种氢氧化镁吸附剂循环再生的简单的、低成本的方法；

本发明的目的之二在于提供一种采用可循环再生的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，以利于重金属的回收利用。

本发明是以如下技术方案实现的：

1.一种可循环再生的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，其特征在于：以氢氧化镁作为吸附剂处理水中低浓度重金属；用二氧化碳与吸附有重金属的氢氧化镁反应生成三水碳酸镁晶粒，导致重金属脱附并富集；再将三水碳酸镁晶粒分离出浓缩液，清洗、干燥、研磨、煅烧，实现氢氧化镁循环再生。

2.根据项1所述的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，其特征在于：所述氢氧化镁采用氧化镁作为原料制备而成，其制备方法是将氧化镁加热到100～700度保温1～3小时后，直接倒入正在搅拌的低浓度重金属的水中，氧化镁立即与水反应生成纳米级片状氢氧化镁。

3.根据项1所述的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，其特征在于：所述的方法可处理的水包括工业废水和饮用水。

4.根据项1所述的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，其特征在于：所述的低浓度重金属，包含CrO₄^2-、Cr₂O₇^2-、AsO₄^3-和AsO₃^3-等含重金属的阴离子，重金属浓度低于200mg/L。