[发明专利]一种废水处理用生物吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含重金属离子废水处理用生物吸附剂及其制备方法。

背景技术

随着我国工业的快速发展，含重金属离子废水大量产生和排放，土壤和水源中重金属离子含量增加，重金属污染日益严重。吸附法是利用多孔性固态物质吸附去除水中重金属离子的一种有效方法。传统吸附剂是活性炭，其具有很强吸附能力，去除率高，但活性炭再生效率低，处理水质很难达到回用要求，价格贵，应用受到限制。近年来，很多专家学者把注意力转向一些更廉价易得的生物吸附剂。农林废弃物是农业和林业生产与加工过程中产生的副产品，数量巨大，具有可再生、再生周期短、可生物降解、环境友好等诸多优点，是重要的生物质资源，主要有树皮、果壳、锯末、秸秆、果渣等。

本发明的目的在于提供一种成本低、吸附速度快、效率高的重金属离子生物吸附剂及其制备方法。

 本发明的生物吸附剂是由橘子皮氧化改性制成的产品。

本发明的制备方法，包括以下步骤：

(1)橘子皮用蒸馏水洗净后，干燥粉碎，过100目筛，得橘子皮粉末；

(2) 预处理：将橘子皮粉末浸泡在由0.05～0.5 mol/L的氢氧化钠水溶液和乙醇按体积比为1～5:1组成的混合溶剂中，其橘子皮粉末质量与混合溶剂体积的比例为1:5～20，室温浸泡24 h后，过滤，其滤渣用蒸馏水清洗后得到预处理橘子皮吸附剂；

(3) 氧化改性：取预处理橘子皮吸附剂置于5～20 mmol/L的KMnO₄水溶液或2～10 v%的双氧水中，搅拌，进行氧化改性处理，预处理橘子皮吸附剂质量与氧化改性液体积的比为1:10～60(优选1:12～50)，处理温度为25～60℃(优选30～55℃)，时间为0.5～12 h(优选2～10 h)；

(4)纯化：过滤，滤渣用蒸馏水洗涤，干燥得改性橘子皮生物吸附剂。

本发明的优点：采用高锰酸钾水溶液或双氧水进行氧化改性，活化了橘子皮表面吸附位点，这种改性橘子皮生物吸附剂对重金属离子具有很高的吸附效率和很强的吸附性能；吸附容量大；经实验，该吸附剂对Cu²⁺、Cd²⁺和Pb²⁺的吸附率高达96-100%；原料来源广泛，廉价易得，产品成本低；使用过的改性橘子皮生物吸附剂还可通过废酸液浸泡洗涤再生；应用于废水处理的工艺简单、操作方便，可实现重金属的回收和资源的综合循环利用。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：

（1）橘子皮用蒸馏水洗净后，干燥粉碎，过100目筛，得橘子皮粉末；

（2）取橘子皮粉末40 g浸泡在由300 mL 0.05 mol/L的氢氧化钠水溶液和100 mL乙醇组成的混合溶剂中，室温浸泡24 h后，过滤，滤渣用蒸馏水清洗，得预处理橘子皮吸附剂；

（3）取预处理橘子皮吸附剂10 g置于500 mL 5 mmol/L的KMnO₄水溶液中，搅拌，进行氧化改性处理，处理温度为50℃，时间为10 h；预处理完成后，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤，干燥得改性橘子皮生物吸附剂。该吸附剂对Cu²⁺、Cd²⁺和Pb²⁺的吸附率分别为95.2%、97.2%和98.3%。

对Cu²⁺、Cd²⁺和Pb²⁺的吸附率是由以下方法得到：

取0.1 g改性橘子皮生物吸附剂在室温25℃下，对20 mL 50 mg/L Cu²⁺或50 mg/L Cd²⁺或100 mg/L Pb²⁺溶液静态吸附3 h，吸附前后各溶液的金属离子质量浓度由原子吸收分光光度法测定，吸附率(Adsorption%)的具体计算公式如下：

 

式中： C₀—原始金属离子浓度，mg/L；C_e—吸附平衡后金属离子浓度，mg/L。

实施例2：