[发明专利]一种废水中重金属离子吸附剂及吸附工艺

说明书

技术领域    

本发明涉及废水净化技术领域，特别涉及一种废水中重金属离子吸附剂，还涉及一种使用此吸附剂的吸附工艺。

背景技术   

电镀、制革、印染、采矿等行业产生的大量含铬废水严重污染了环境，仅电镀废水每年就排放40亿m³。含铬废水危害极大，尤其是六价铬，一旦被人体吸收、蓄积，会引发癌症等各种疾病，水体中三价铬浓度高会导致鱼类死亡，受污染的水源不能被使用，必须对铬废水进行处理使其达到排放标准。目前对含铬废水的处理主要采用生物法、电解法、离子交换法、氧化还原法、吸附法等。生物材料吸附法以其价格低廉、选择性好、来源广而受到重视。

玉米芯是农业生产的废弃物，又是我国木糖醇及燃料乙醇生产行业最主要的生产原料。仅就木糖醇而言，全球的年总产量约20万吨左右，我国木糖醇产量约占世界产量的一半左右。生产1吨木糖醇需要10-12吨玉米芯，每年木糖醇生产企业约有数十万吨废渣需要处理。目前对木糖醇行业的生产废渣的处理方法仅限于用作燃料、食用菌培养、有机肥等，有待于开放更多的利用方法。

玉米芯、花生壳、锯末、桉树皮、橘皮等都是常见的生物吸附剂。如，《水处理技术》2010年第36卷第5期第58-62页《典型农业废弃物对水中Cr_VI_的吸附特性研究》报导了花生壳、柚子皮、稻草、玉米芯直接用作吸附剂，对20mg/L六价铬溶液的吸附率达到97%，它们的最佳吸附pH在1-2，吸附容量在从3.19到1.20mg/g；核桃壳粉在pH为1时对50mg/L六价铬溶液的吸附率为95.39%，每克核桃粉约吸附了4.76mg铬（《农业环境科学学报》，2009年，28卷第8期1693-1700页《农业废弃物核桃壳粉对 Cr（Ⅵ）的吸附特征研究》）。

现有技术中还有对玉米芯、稻壳、核桃壳等进行改性以进一步提高它的吸附率，或者将这些生物材料制成活性炭用作吸附剂。如，《西北农业学报》2007年第16卷第1期第26-29页刊登了余梅芳等人的文章《稻壳制活性炭及其对污水中铬的吸附能力研究》，把稻壳制成活性炭在pH<6时对10mg/L六价铬的吸附率为95.8%，每克稻壳活性炭吸附了0.12mg铬；《环境科技》2009年第22卷第3期第41-43页《非活体生物质对含铬废水的吸附研究》把玉米芯用磷酸改性以后，在pH为2时对20mg/L六价铬的吸附率达98.16%（吸附容量0.98mg/g）。此外，改性木素磺酸盐、糠醛废渣等用作铬吸附剂也有相关的报导，都能达到比较高的吸附率，如，在4-7的pH下改性木素磺酸盐对100mg/L六价铬的去除率达到99.0%，使水中铬离子浓度小于0.5mg/L，吸附容量为3.33mg/g（见《过程工程学报》2008年第8卷第5期877-880页《改性木质素磺酸盐对水中CR^6＋的吸附》）；糠醛渣对浓度为4.9mg/L的三价铬的去除率为84.2%，糠醛渣细度增加，吸附率可提高到98.2%，吸附容量0.24mg/g（见《宁夏大学学报》2011年第32卷第3期262-265页《糠醛渣对废水中Cr_3_的吸附研究》）。

从以上的这些生物质吸附报导可以看出，一般所采用的铬溶液为低浓度的铬溶液(4.9-50 mg/L），含铬废水经吸附以后残余的铬浓度在0.4-2.3mg/L，改性木素磺酸盐虽然对高浓度的铬废液有很好的吸附效果，但残余铬浓度仍达到0.5mg/L。根据国家标准GB21900-2008六价铬的排放标准，新建企业六价铬排放限值为0.2mg/L，水污染物特别排放限值为0.1mg/L，上述各种吸附剂均达不到现行的废水排放标准,废水还需要进一步处理才能排放，而各种改性过程又会增加生产成本，带来二次污染，这也是改性吸附剂的不利之处。

发明内容   

为了解决木糖醇生产企业的废渣利用问题以及含重金属废水吸附处理仍不能达标的问题，本发明提出了一种以玉米芯制取木糖醇后的废渣为原料的废水中重金属离子吸附剂。

本发明的另一个目的是提供一种使用上述吸附剂对废水中重金属离子进行吸附的吸附工艺。

本发明是通过以下方式实现的：

一种废水中重金属离子吸附剂，为玉米芯制取木糖醇后的废渣。