[发明专利]硝酸氧化改性后的活性炭降低河水中重金属含量的方法

说明书

技术领域

本发明公开硝酸氧化改性后活性炭以降低河水中重金属含量的方法，属于污水治理的技术领域。

背景技术

目前河流有毒有害污水的单独处理或预处理方法较多，其中吸附方法是一种物质附着在另一种物质表面上的过程，它可发生在气—液、气—固、液—固两相之间。在水处理中过程，一般采用多孔性的固体物质作为吸附剂，例如活性炭、活化煤、焦炭、煤渣、吸附树脂或木屑等。其中活性炭的使用最为普遍，同时活性炭的表面结构特征和表面化学性质是影响活性炭吸附性能的重要因素。之前通过硝酸表面氧化改性前后活性炭对金属离子的吸附机制仍然停留在室内研究阶段，对活性炭进行表面氧化改性，会导致活性炭的表面结构特征和表面化学性质发生较明显的变化，主要体现在比表面积和孔容积有不同程度的降低；活性炭表面生成大量的含氧官能团；以前室内实验研究表明利用硝酸氧化后的活性炭对水中的Cr³⁺和Cu²⁺、Pb²⁺的吸附性能有较大程度的提高。范延臻等人研究了硝酸改性可以显著增加活性炭对铅离子Pb²⁺的吸附量。Aggarwal、Goyal等曾使用硝酸改性活性炭分别吸附Cr³⁺、Cu²⁺，吸附效率提高370%和300%。矿区河流重金属污染不是单一污染物，并且水环境是复杂的，存在pH、Eh变化、微生物、植被、淤泥底质吸附解吸、人为扰动等等因素的影响与控制，河道整治的、时需要去对污水进行截流处理，而本发明就是将硝化后的活性炭应用到矿区河流整治污染河水处理环节，降低河水对下游河流的影响。

矿业开发不可避免的导致河流重金属污染，而河道整治不仅要将堆积于河道内的尾矿渣清理掉，同时污染的废水也需要进行净化处理，才能不会对下游河流造成严重的影响。故而，采用活性化后的活性炭对重金属污染的河流进行吸附以降低重金属含量以达到污水排放标准具有重大意义。

发明内容

本发明主要是通过后的活性炭对矿区河道污水中重金属污染物进行吸附，用于降低河水中重金属含量。

为实现上述技术目的，其具体是通过以下技术方案加以实现的：

(1)首先对活性炭进行硝酸氧化改性处理：将果壳活性炭投到质量分数大于等于80%的硝酸溶液中浸泡并搅动，然后将浸泡后的活性炭用蒸馏水清洗，最后置于鼓风干燥箱内烘干。

具体地，在上述将果壳活性炭投入至硝酸中浸泡的时间为4小时。

具体地，上述硝酸溶液的质量分数为80%。

具体地，上述浸泡的温度设置为120℃。

具体地，上述活性炭烘干的温度为120℃。

具体地，上述烘干的时间为6小时。

（2）调节沉淀池的pH值，并将污水汇入沉淀池内。

具体地，上述沉淀池的pH调节采用2%的NaOH或盐酸调节。

（3）将硝酸处理后的活性炭投入至沉淀池中，搅动沉淀半小时即可。

具体地，上述步骤中活性炭与河流污水投入比1kg活性炭投入至20L河流污水。

通过上述方案能有效地降低河水中重金属含量，使得被污染的河水变成澄清，以回归自然。同时上述方案成本低、以实现环境污染小，进而具有明显的经济效益和环境效益。

附图说明

图1硝酸氧化改性后的活性炭降低河流中重金属含量的流程图。

具体实施方式

以某金矿区为例，表1为原始的河水测试结果，Cu、Pb、Zn、Cr、Cd为主要污染的重金属元素，经过pH的调节后，河水中不同的重金属含量有所改变，可能从悬浮物中释放也可能沉淀在池底（见表2）；然而通过硝酸氧化改性的活性炭在不同pH调节下吸附河水中重金属含量和吸附率如表3和表4。在不同的pH环境下重金属复合降解程度不同，pH在6-8时，Cu、Pb、Zn、Cr、Cd降解程度较为明显，尤其在pH=7时，Pb、Cr、Zn、Cu、Cd元素降解率分别达到81.82%、42.86%、24.91%、20.92%、20.00%。但在pH=9.5左右，部分重金属如Cu元素可能出现反释现象，其它重金属元素降解效果有明显降低。

通过上述具体实验组结果可知，通过硝酸氧化改性的活性炭吸附后，河水水质明显得到改观，同时且NO₃^-也在也在废水排放标准之内。

表1原始河水测试结果一览表

表2不同pH调节后河水中重金属含量