[发明专利]一种改性水热炭及其制备方法和去除水中Cr（VI）的工艺方法

说明书

本发明属于固废资源化及其去除重金属技术领域。本发明提供了一种改性水热炭及其制备方法。制备方法包含如下步骤：将城市污水处理厂剩余污泥、玉米秸秆和水加热后顺次进行冷却、固液分离、洗涤、干燥，得到水热炭；将水热炭、壳聚糖和乙酸溶液混合，得到的混合液滴加到NaOH溶液中进行固化反应后顺次进行冲洗、浸泡，得到凝胶小球；将凝胶小球和交联剂进行交联反应，得到改性水热炭。本发明还提供了改性水热炭去除水中Cr(VI)的方法。本发明的改性水热炭对Cr(VI)具有良好的吸附效果，采用污水处理厂剩余污泥和玉米秸秆为原料，实现了污泥和秸秆的资源化利用，达到了以废治废的目的。

技术领域

本发明涉及固废资源化及其去除重金属技术领域，尤其涉及一种改性水热炭及其制备方法和去除水中Cr(VI)的工艺方法。

背景技术

在皮革鞣制、染料、防腐材料、塑料制品、涂抹染料、书写墨汁、钢制品等生产中都会用到六价铬，六价铬会因为工业废水的泄露而被排入到湖水、海洋以及饮用水当中。由于六价铬有很高的毒性，在自然界中的溶解度非常高，会对自然界中的动植物产生严重危害；一旦六价铬进入人体内，将会渗入身体内部进入血液中，从而危害血液的正常循环，也会引起人体肝脏感染等各种身体不适；即使少量的六价铬进入人体内后也会伤害到人体内的胃部、肠道的正常功能。所以工业制造厂不能随便乱排、偷排工业废水。

目前含铬废水的处理技术主要有下面几种方法：化学沉淀法、生物法、膜分离法、吸附法。中和沉淀是化学沉淀法中比较常见的方法之一，投加的化学试剂主要有碳酸盐、碱类等，这些均可以使水体中的重金属变成相应的沉淀物进行去除。但是，这种处理方法有一些弊端，比如共存金属会对其处理效果产生一些影响，容易出现一些两性重金属再次溶解在水中的现象；另外，投加的碱性物质与重金属反应后，会出现水体pH值升高的现象。生物法通常处理对象较为单一，大多科研工作者对这一方法的研究仍处于实验阶段，实验理论及方法均不太成熟。膜分离技术具有物质分离比较细致、比较环保、所需能耗较低等优点，在一些污水处理厂已经得到实际应用，但是膜分离技术成本较高，并且只适合小型的污水处理厂，否则膜容易被堵塞，需要更多的人力、物力去及时的清理膜。吸附法主要是通过天然材料如农业废弃物、生活垃圾、工业废弃物、天然矿物等碳质材料制备成具有吸附功能的吸附材料，利用物理吸附、静电吸附、络合等原理进行吸附处理的方法。常见的吸附剂有沸石、黏土以及各种生物类吸附剂。伴随着一些燃料的日益枯竭，生物质作为一种可再生资源，具有成本低、含碳量高等优点，逐渐被研究人员所关注。

污水的处理产生了大量的城市污泥，并且污泥中含有细菌、有害物质和重金属，随意堆放会对环境产生巨大的危害。因此市政污泥成为一个环境问题，迫切的需要寻求一种合适的处理办法。另外，近些年来，农作物收割后，大量秸秆废弃物就地焚烧处置引发的大气污染问题成为环境治理领域的难题。

因此，将剩余污泥和秸秆用温和的炭化技术制备成生物炭，用于处理水中Cr(Ⅵ)，无疑是一个值得关注的话题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种改性水热炭及其制备方法和去除水中Cr(VI)的工艺方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种改性水热炭的制备方法，包含如下步骤：

1)将城市污水处理厂剩余污泥、玉米秸秆和水加热后顺次进行冷却、固液分离、洗涤、干燥，得到水热炭；

2)将水热炭、壳聚糖和乙酸溶液混合，得到的混合液滴加到NaOH溶液中进行固化反应后顺次进行冲洗、浸泡，得到凝胶小球；

3)将凝胶小球和交联剂进行交联反应，得到改性水热炭。