[发明专利]一种水体六价铬深度吸附稳定化材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种水体六价铬深度吸附稳定化材料及其制备方法和应用。所述水体六价铬深度吸附稳定化材料包括以下重量份的原料，5份海泡石、15‑20份凹凸棒土、25‑55份的膨润土、8‑25份的金属氧化物、25‑35份铁盐、5‑10份的辅助吸附剂。其制备方法为：将海泡石、凹凸棒土、膨润土粉碎至粒径为200～300目后与配方量的金属氧化物、铁盐、辅助吸附剂混合。制备工艺简单，实施方便快捷、去除六价铬效率高，在六价铬浓度低于50ppm的水样中，六价铬去除率均可达99％以上，处理后水体六价铬浓度远低于0.050mg/L，达到国家《地表水环境质量标准》GB3838‑2002 II类水体标准要求，且无二次释放风险，适用于各类工业含Cr(VI)废水、六价铬污染天然水体等深度治理。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种水体六价铬深度吸附稳定化材料及其制备方法和应用。

背景技术

铬及其化合物广泛参与工业生产的各个领域，如冶金、电镀、制革、油漆、颜料、印染、制药等行业都有含铬污染物的产生，在追求快发展、高效益的同时，不完善的生产工艺、不合理的排污手段都使得这些行业排出大量含铬的有害物质污染环境。铬在水中主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)两种价态存在形式，其中，六价铬是主要的环境污染毒素，毒性比三价铬高100倍，具有强氧化性，能引发皮肤、肠道溃疡，甚至诱发癌变，其在环境中不易被代谢、易被生物富集，严重威胁着人类健康及环境的可持续发展。

目前，对于废水中六价铬离子的去除方法较多，最常见的为化学沉淀法和物理吸附法，其中化学沉淀法主要是还原沉淀法，该方法一般需分段处理，前期需加酸调节废水pH值在2.0～3.0，并投加大量的还原剂将六价铬还原为三价铬，再加入氢氧化钠，调节废水的pH值为8.0～9.0之间，使三价铬完全形成氢氧化铬的沉淀，最后还需要加入絮凝剂加速沉淀沉降，使固、液相分离后，废水排放。该技术方案去除工艺繁琐，且大量处理时成本较高，天然水体无法实施。

物理吸附法利用具有高表面积或表面具有多孔隙结构的物质作为复合吸附材料，其吸附性能稳定，但仅靠单一种类材料的吸附作用，很难完全去除铬污染，并达到国家污水排放标准。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种水体六价铬深度吸附稳定化材料及其制备方法和应用。将天然多孔粘土矿物如凹凸棒土、海泡石、膨润土等作为吸附材料主体成分的同时，添加了廉价铁盐、金属氧化物及辅助吸附剂等组分，协同高效去除废水中六价铬，所述水体六价铬深度吸附稳定化材料的吸附效率高、去除工艺简单，且原料易得、成本低廉又满足含铬废水深度处理的要求，处理后废水能达到国家排放要求。

本发明采取的技术方案为：

一种水体六价铬深度吸附稳定化材料，包括以下重量份的原料，5份海泡石、15-20份凹凸棒土、25-55份的膨润土、8-25份的金属氧化物、25-35份铁盐、5-10份的辅助吸附剂。

所述海泡石、凹凸棒土、膨润土的粒径均为200～300目。粒径大小直接影响它们的吸附性能，粒径过大吸附性能差，对六价铬去除效果下降，粒径过小，工业生产成本增加，经济效益下降。

所述金属氧化物为铁氧化物、铝氧化物的一种或多种。所述金属氧化物占所述凹凸棒土、膨润土和海泡石质量之和的10-30％。金属氧化物具有绿色高效且易得的优点，可用于水体含氧阴离子官能团的辅助吸附去除。

所述铁盐可以为七水合硫酸亚铁、无水硫酸铁、六水合氯化铁的一种或多种。所述铁盐占所述凹凸棒土、膨润土和海泡石质量之和的30-65％。以上这些铁盐均是廉价易得产品，相较其他的铁盐去除效率无明显改变且大大降低水体六价铬深度吸附稳定化材料的生产成本。

所述辅助吸附剂为聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝的一种或多种。所述辅助吸附剂占所述凹凸棒土、膨润土和海泡石质量之和的2-15％。辅助吸附剂的加入能够加速水体微粒的絮凝、下沉、分离，快速清洁水体环境。