[发明专利]一种利用壳聚糖改性粉煤灰处理含重金属离子废水的工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于含重金属离子废水处理技术领域，具体涉及一种利用壳聚糖改性粉煤灰处理含重金属离子废水的工艺方法，可广泛适用于工业以及其他含重金属离子废水的处理。

背景技术

随着工业现代化的发展，许多水域包括地下水含重金属离子废水的污染越来越严重，去除废水中的重金属离子是我国乃至全世界当前急需解决的环境问题之一，也是实现可持续发展战略所必然面对的问题。重金属废水的主要来源是机械加工、矿山开采业(矿山坑道排水、废石场淋滤水，选矿场尾矿排水等)、钢铁及有色金属的冶炼，电镀厂镀件洗涤水以及电解、农药、医药、油漆、染料等企业。而电镀则是重金属废水的一个极为重要的来源。它主要来自于电镀生产过程中的清洗、镀液的过滤、镀液的废弃、更新以及镀液的带出、跑、冒、漏等，含Cr⁶⁺、Cr³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺等多种重金属离子。如何经济、有效地去除重金属废水中的各种有害的重金属离子已经成为水环境保护的一项重要的课题。

目前，国内外学者对重金属污染的治理问题做了大量的研究，按照重金属在处理工艺中的形态变化，各种处理方法可以归纳为两大类：即化学形态改变法和化学形态不变法两类。化学形态改变法包括中和沉淀法、氧化还原法、气浮法、电解法等等；化学形态不变法包括吸附法、凝固法、萃取法、蒸发法、生物膜法等等。

重金属污染是当今世界三大水环境污染之一。大部分重金属离子具有毒性且是致癌因子，重金属离子在自然环境中仅会在形态上发生改变，在水体中容易破坏生态平衡，并可通过食物链富集危害人类健康。而重金属离子的慢性危害，短时间内不宜被发现和诊断出，一旦发生病变后果十分严重。而这种重金属废水常以多种废水混合状态存在，往往包含了多种重金属离子，因此在重金属离子的处理上存在较大的困难，对环境危害程度大。因此研究出新的效率高、成本低、方法简洁的处理含重金属废水的方法迫在眉睫，受相关研究成果的启发，利用壳聚糖改性粉煤灰用于含重金属离子废水的处理，不仅可以节省壳聚糖的使用量，降低成本，还可以将粉煤灰进行改性以提高粉煤灰的吸附性能，达到综合处理的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用壳聚糖改性粉煤灰处理含重金属离子废水的工艺方法，既可以节省壳聚糖的使用量，降低成本，也能将粉煤灰进行改性以提高粉煤灰的吸附性能。改性粉煤灰的组成、制备方法以及含重金属离子废水的处理条件：

本发明的技术方案如下：

一种利用壳聚糖改性粉煤灰处理含重金属离子废水的工艺方法，包括有以下工艺步骤：

a.取适量过180目筛后原灰，用坩埚装样，将其置于马弗炉中在300℃下活化1h制得预处理后的粉煤灰；

b.取15g预处理的粉煤灰，与2mol/LNaOH溶液按照固液比1:10进行混合，然后在95℃下磁力搅拌2h，将搅拌后的混合溶液水洗至中性、抽滤，在80℃下干燥备用,制得碱改性粉煤灰；

c.取2g碱改性粉煤灰，按粉煤灰:壳聚糖＝1:25比例加入50ml壳聚糖醋酸溶液，先将混合溶液快速搅拌30min，同时用2mol/LNaOH溶液滴定至pH＝9，再慢速搅拌20min，搅拌结束，将混合溶液水洗至中性、抽滤，然后将溶液放置在恒温干燥箱中在80℃干燥，制得壳聚糖改性粉煤灰；

d.取0.5g壳聚糖改性粉煤灰，按水灰比80:1加入40ml的50mg/L模拟含Pb²⁺废水，混合后，在25℃下用磁力加热搅拌器中速搅拌3h，然后使用离心机在3000r/min的转速下将泥水混合物各自离心10min，离心后的上清液倒入烧杯中常温放置，沉淀物在80℃的鼓风干燥箱中干燥，备用。

所述粉煤灰为淮南地区所产三级粉煤灰，颗粒级配良好，d₅₀＝38.008μm，成分包括SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO，孔隙率60～75％，比表面积为约350m²/kg，松散干密度600～1000kg/m³，压实密度1300～1600kg/m³，烧失量为2.90％。