[发明专利]利用改性纳米零价铁去除底泥中重金属铬的方法

说明书

技术领域

本发明属于污染环境中重金属的物理化学处理领域，尤其涉及一种利用改性纳米零价铁去除底泥中重金属铬的方法。

背景技术

随着城市化进程的加快和工农业的迅速发展，我国绝大多数的城镇都存在着较为严重的水污染问题，大量未处理的工业废水，以及民用固体废弃物不合理填埋和堆放，重金属污染物事故性排放以及大量化肥、农药的使用，使得各种重金属污染物进入水体。由于重金属难以治理，且它们在水体中具有很高的稳定性和难降解性，并且由于水中的颗粒物有机物含量较高，重金属易于与这些物质络合，沉积在底泥中，因此水体以及底泥中重金属污染已成为全球性的环境污染问题，对重金属的处理迫在眉睫。

各种各样的六价铬化合物分别应用于制革、纺织产品生产、印染、颜料以及镀铬等行业中，产生大量的含铬废水未经处理或处理不彻底便排入水体中。含铬污染物进入水体或者是在水生生物体内富集，再通过食物链进入人体内，产生中毒症状，并且由于六价铬具有很强的氧化性，产生的中毒症状多以局部损害为主，包括：急性毒性，亚急性、慢性毒性，致癌变、致畸变、致突变的作用。并且底泥作为水体生态系统的重要组成部分以及河湖污染物的主要蓄积场所，底泥不仅可以直接反映水体的污染历史，而且当外部污染源得到有效控制后，底泥中的污染物会重新释放进入水体，影响上层水体水质，形成二次污染。目前重金属铬的去除一般采用物化处理方法(吸附、离子交换、膜分离法等)、化学处理方法(混凝法、氧化还原法、电解法光化学催化氧化法等)、生物处理法。上述方法在污染底泥的修复研究中已取得一定进展，但是传统的修复方法仍存在一定的弊端。

目前将纳米零价铁作为一种有效的还原剂和吸附剂，应用于水环境中六价铬的去除，现已进行了研究。纳米零价铁具有粒径小，颗粒的比表面积大和表面能大，从而具有优越的吸附性能和很高的还原活性。利用纳米颗粒特有的表面效应和小尺寸效应，可以提高零价铁颗粒的反应活性和处理效率。因此，在环境修复与治理领域受到人们的广泛关注。但是由于纳米零价铁很不稳定，易于相互碰撞凝结聚合成大颗粒，且易于与环境中的水、氧气发生反应，导致其反应活性、迁移性降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作简便，处理周期短，反应活性高，处理效率高，修复成本低，且清洁无污染，对环境无毒害作用的利用改性纳米零价铁去除底泥中重金属铬的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供了一种利用改性纳米零价铁去除底泥中重金属铬的方法，包括以下步骤：将改性纳米零价铁添加到含铬底泥中进行恒温振荡处理，完成对含铬底泥的处理；前述改性纳米零价铁由十二烷基硫酸钠和纳米零价铁经超声分散制备得到。

进一步的，前述改性纳米零价铁按照湿重0.3g/kg～1.0g/kg添加到前述含铬的底泥中。

进一步的，前述底泥的pH值为5～7。

进一步的，前述恒温振荡处理16h～24h，温度为20～25℃，转速为150～300rmp。

进一步的，前述含铬底泥中铬离子浓度为20mg/kg～200mg/kg。

进一步的，前述改性纳米零价铁的制备方法具体包括以下步骤：

S1：取等体积的NaBH₄溶液和FeSO₄溶液在氮气保护下充分搅拌得到纳米零价铁颗粒；

S2：将前述纳米零价铁颗粒通过超声分散在十二烷基硫酸钠溶液中得到改性纳米零价铁。

进一步的，前述NaBH₄溶液的浓度为0.2M～0.4M；前述FeSO₄溶液的浓度为0.05M～0.1M。

进一步的，前述S1步骤中前述NaBH₄溶液与前述FeSO₄溶液充分搅拌25min～30min。

进一步的，前述S2步骤中前述超声分散的时间为30min～60min，超声分散的的频率为20kHZ～30kHZ。

进一步的，前述S2步骤中前述十二烷基硫酸钠溶液中十二烷基硫酸钠的浓度为0.1g/L～0.7g/L。

进一步的，利用改性纳米零价铁去除底泥中重金属铬之前，还包括底泥的预处理步骤，具体为：

(1)将含铬底泥在冻干机中以零下40摄氏度下冷冻干燥；

(2)将经过冷冻干燥的含铬底泥进行机械磨细，先过1mm的筛，然后过<0.63mm的筛，完成底泥的预处理。

本发明的创造性在于：