[发明专利]一种含铜废水处理剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种含铜废水处理剂及其制备方法。

背景技术

铜是最常见、应用最广泛的一种重金属，金属加工、电镀、造纸、炼油厂泥浆、木材防腐剂、化肥等产业产生了大量的含铜废水，其经水体进入土壤，被植物吸收后会固定于植物根部，妨碍养分吸收，灌溉水中铜离子浓度过高时可直接导致作物枯死，同时人体摄入过量的铜后会引起肝脏和中枢神经中毒，危害巨大，因此，寻找一种经济实用的技术去除水中重金属铜具有重要意义。

目前处理含铜废水的方法主要有化学沉淀法、膜分离法和吸附法等。化学法处理成本低、效果好，但会产生大量化学污泥，造成二次污染；膜分离处理效率高，且不存在二次污染，但设备投资与运行成本很高，不具有可持续；而吸附法由于处理工艺简单，适用范围广且材料成本低廉被认为是最具推广潜力的一种处理方法。

在众多吸附材料中，纳米零价铁因具有强还原性而被用来去除多种污染物，在处理含铜废水中表现出高效性。纳米零价铁不仅具有零价铁的性质，其优点在于比普通零价铁具有更大的比表面积，更高的反应活性以及更好的吸附性能。然而，纳米零价铁颗粒的表面能较高，其颗粒为了更稳定的存在而易于发生团聚，形成亚微米级或者是微米级的较大颗粒，导致零价铁比表面积和氧化还原电势增加，从而降低污染物去除效率，失去其作为纳米材料的优势。这就限制了零价纳米铁在污染修复方面的应用。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种含铜废水处理剂及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种含铜废水处理剂，通过以下方法制备：

（1）将污泥烘干至恒重，粉碎过100-120目筛，再将其与酒精废水按固液比1：（2-4）kg/L混匀，先室温浸渍18-24小时，之后烘干并升温至480-500℃炭化60-70分钟，得到炭化料备用；

（2）将步骤1所得炭化料用清水洗净后分散在3-4倍于其质量的30%十二烷基硫酸钠溶液中，升温至45-55℃并不断搅拌2-3小时，之后过滤收集固体，烘干粉碎，得到活化炭化料备用；

（3）将透辉石送入球磨机中研磨过200-220目筛，将筛下的透辉石粉末与碳酸钙等质量混合后加水搅拌均匀，将混合均匀的混合物在100-110℃下烘干，再将其送入焙烧炉中，以20-25℃/分升温至1000-1100℃并保持1小时以上，之后将焙烧好的产品自然冷却至室温，充分磨细后备用；

（4）将步骤3所得焙烧粉末与氯化铁按质量比6：（4-5）共同投入3-4倍质量的30%乙醇溶液中，不断搅拌10-12小时，再向混合液中加入2-2.5倍体积的0.8mol/L的硼氢化钠溶液，在氮气保护下继续搅拌30-40分钟，完成后真空抽滤，将所得固体先用水洗涤2-3次，再用无水乙醇洗涤一次，将洗净的固体置于75-85℃环境下干燥12-16小时，磨细后得到改性透辉石-纳米零价铁复合粉料备用；

（5）将步骤2所得活化炭化料、步骤4所得复合粉料以及甲基纤维素按质量比（25-30）：（6-8）：1混匀投入造粒机中造粒，所得颗粒经烘干冷却包装，得本发明含铜废水处理剂。

所述污泥为废水处理厂沉池排放的废弃污泥，酒精废水为酒精生产中蒸煮、糖化、发酵、蒸馏等工艺的冷却水。

所述步骤3中透辉石使用前沉浸在1mol/L硝酸溶液中，在室温下振荡18-24小时，以除去可溶性杂质，之后用清水洗净，干燥后使用。

所述步骤4中在氮气保护下搅拌速率控制在180-220转/分。

所述含铜废水处理剂的使用方法，按每立方米含铜废水加入处理剂40-80克，静置8-12小时即可。

本发明的优点是：