[发明专利]一种EDTA‑Na2改性活性炭的制备及再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种EDTA-Na₂改性活性炭的制备及再生方法，属废水处理吸附剂制备技术领域。

背景技术

金属冶炼、加工以及电镀等工艺生产过程均会产生大量含重金属的工业废水。该类废水如果直接排入周围水体，不仅影响水体自净、污染环境，而且被人体过量摄入后还会导致癌症的发生。重金属急性中毒可使人呕吐、乏力、昏迷乃至死亡，慢性症状则使人体免疫力低下，各种肿瘤、慢性病多发，严重影响人类和其他生物的安全。因此，重金属废水的处理日益受到人们的广泛关注。

吸附法是重金属废水处理的一类典型技术，煤基颗粒活性炭是吸附法常用的吸附材料。受吸附材料灰分高、表面官能团等限制，常规吸附剂对废水中重金属离子的去除效率并非很高。发明专利CN201410411805.5公布了“重金属污水处理药剂”，由粉状活性炭、乙二胺四乙酸二钠、叔丁胺、硅酸钠、淀粉等十余种混合物料制备而成；专利申请201610120476.8公布了“一种用于印染工业的污水处理剂及其制备方法”，由乙二胺四乙酸二钠、改性硅藻土、活性炭、聚合氯化铝等原料组成。以上两类水处理药剂可与废水中的重金属离子发生络合、螯合、吸附、交换等复杂的物理化学反应，最终通过絮凝沉降达到去除水体中重金属离子的作用效果。该类含活性炭的水处理剂原料成分复杂，制作过程较为繁琐，且无法进行再生重复利用。专利申请201310223599.0公布了“一种掺杂贵金属的活性炭催化剂”，将活性炭置于乙二胺四乙酸二钠盐水溶液中浸渍处理，之后把炭浆液以及定量的金属钯、铂、钌、镍加入到硝酸盐溶液或氯化盐水溶液中，在弱碱条件下反应后再进行煅烧处理。该技术旨在解决现有废水催化剂使用效果不好的问题，但制备的负载贵金属活性炭催化剂对废水中重金属离子并没有很好的去除效果。如何提高常规活性炭对废水中重金属离子的吸附效果，备受研究人员关注。

发明内容

本发明基于活性炭吸附的基本原理，利用EDTA-Na₂溶液对活性炭进行改性处理，促使吸附材料表面活性增强，提升活性炭对废水中重金属离子的吸附性能。所制备的改性活性炭能够通过再生进行重复利用，从而降低了重金属废水吸附处理成本。

本发明技术方案如下：

EDTA-Na₂改性活性炭制备工艺过程如下：将去离子水加入至煤基颗粒活性炭中，去离子水与煤基颗粒活性炭的质量比为1~4:1，浸泡30～60min后弃去滤液，再次用去离子水洗涤15~45min后，将固形物置于103℃烘箱中干燥10~13h；将干燥处理后的颗粒活性炭与EDTA-Na₂溶液按比例混合，置于一定压力与温度条件下的反应器中进行浸渍改性处理；浸渍处理后的活性炭用去离子水洗涤两次，弃去洗液后将固形物干燥，即为EDTA-Na₂改性活性炭。

改性处理主要工艺条件如下：所用EDTA-Na₂溶液浓度为0.01~0.06mol/L，按固液质量比为0.6~1.2:10加入至干燥处理后的活性炭中，改性处理所用反应器压力为0.14～0.16MPa、温度为95~125℃，浸渍处理时间为35～60min。

所制备的EDTA-Na₂改性活性炭对废水中重金属离子吸附效率明显提升。

EDTA-Na₂改性活性炭再生工艺过程如下：吸附后的EDTA-Na₂改性活性炭用0.08~0.1mol/L氢氧化钠溶液浸渍15~25min，过滤后的固体颗粒物再用0.09~0.11mol/L硝酸溶液浸渍20~30min，弃去滤液，固体颗粒物用去离子水冲洗两次，烘干后即可重复用于吸附。

本发明制备的改性吸附剂具有如下优势：

1）EDTA-Na₂溶液改性后的活性炭吸附效果良好，较未改性处理的活性炭对废水中重金属离子的去除率明显提升；

2）本发明制备的改性吸附剂与发明专利“重金属污水处理药剂”对废水中重金属离子均有很好的去除效率，但本发明改性活性炭能够通过再生操作而实现重复利用，从而使得废水处理成本相应下降。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作详细说明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于所述内容。

实施例1