[发明专利]一种低浓度重六价铬离子废水的处理方法

说明书

技术领域：

本发明涉及重金属离子废水处理领域，具体的涉及一种低浓度重六价铬离子废水的处理方法。

背景技术：

铬(Cr)遍布于自然界，在水体和大气中均含有微量的铬。铬是人体必需的微量元素，它与脂类代谢有密切联系，能辅助胰岛素利用葡萄糖。如食物不能提供足够的铬，人体会出现铬缺乏症，影响糖类及脂类代谢。若大量的铬污染环境，则危害人体健康。人类自工业革命以来，对自然环境的干扰能力和破坏强度不断加大。进人21世纪，随着国民经济的持续快速发展，我国面临着水量和水质的危机，同时水质危机更加严重。无论是地表水还是地下水，我国的水质污染已经非常严重。其中六价铬广泛应用于制革、纺织品生产、印染、颜料以及镀铬等行业中，是普遍存在的污染物。

对工业排放的含Cr⁶⁺废水，常见的处理方法有化学沉淀法、电化学法、离子交换树脂法和吸附法等，化学沉淀法、电化学法、离子交换树脂法存在着操作费用和原材料成本相对过高、同时容易受到碱土金属影响、选择性差、经化学法处理后的上清液容易出现Cr⁶⁺浓度的超标反弹、化学沉淀产生的大量污泥可能会造成二次污染等问题，从而吸附法成为处理六价铬离子废水的主要关注点。但是目前常用的吸附剂价格较高，只适用于高浓度的含铬废水，对于低浓度含铬废水处理效果较差。

发明内容：

本发明的目的是提供一种低浓度重六价铬离子废水的处理方法，该方法可以有效除去废水中的六价铬离子，对水体无二次污染，绿色环保，成本低。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种低浓度六价铬离子废水的处理方法，包括以下步骤：

(1)将氨基来源单体加入到蒸馏水中，然后超声处理至固体溶解，得到溶液A；将半胱氨酸加入到蒸馏水中，超声处理至固体溶解，制得溶液B；

(2)用注射器将溶液B逐滴加入到溶液A中，边滴加边搅拌，然后加入过硫酸铵溶液，搅拌20-40s，得到混合溶液；

(3)将混合溶液转移至反应釜中，在160-200℃下反应12-72h；反应结束后，自然冷却至室温，并将产物在5000-8000rpm下离心，上清液储存，备用；

(4)将鸡蛋壳粉碎、洗净、干燥后放在马弗炉中，以5-10℃/min的升温速率升温至550℃，保温1-5h，随炉冷却，烧结后的鸡蛋壳研磨成粉末；

(5)将上述制得的鸡蛋壳粉末分散于去离子水中，并加入硅烷偶联剂和正硅酸乙酯，搅拌混合均匀后，逐滴加入氨水调节溶液的pH至9-11，加热至60-85℃，3000-5000r/min的状态下搅拌2-5h，搅拌结束后，离心处理，并依次用去离子水合无水乙醇洗涤沉淀，得到中间体；

(6)将1-乙烯基咪唑和氯乙酸加入到圆底烧瓶中混合后加入乙腈，搅拌均匀后在通入氮气，70-90℃下搅拌反应18-24h，反应结束后冷却至室温，固体用乙腈洗涤，70℃下烘干，得到白色固体；

(7)称取上述制得的白色固体，加入去离子水，搅拌至固体溶解，然后加入过硫酸钾，升温至90-110℃并通入氮气反应6-9h，冷却后过滤，固体用乙酸乙酯洗涤，80℃下真空干燥得到聚离子液体；

(8)将步骤(3)制得的上清液、步骤(5)制得的中间体和步骤(7)制得的聚离子液体混合，并加入蒸馏水，搅拌、过滤、干燥，制得复合吸附剂；

(9)向六价铬离子废水中加入上述制得的复合吸附剂，并调节废水的pH至5.5-7.5，搅拌吸附处理70-120min，吸附处理后，静置沉淀1-4h，上清液达到废水排放标准，沉淀中的复合吸附剂分离，实现铬离子的脱吸附，并重新被利用。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述氨基来源单体为邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺中的一种或几种混合。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，溶液A、溶液B中，氨基来源单体、半胱氨酸的浓度为0.5mM-50mM。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)上清液中，聚合物量子点的粒径大小为1.9-6.45nm。

作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，所述鸡蛋壳粉末、去离子水、硅烷偶联剂和正硅酸乙酯的用量比为：(0.5-1.5)g：50ml：(1.3-2.2)ml：(1.5-4.2)ml。

作为上述技术方案的优选，步骤(6)中，所述1-乙烯基咪唑与氯乙酸的摩尔比为1：(1-4)。

作为上述技术方案的优选，步骤(7)中，所述白色固体与去离子的用量比为1g：1mL。