[发明专利]一种除Cr(VI)的改性生物活性炭吸附剂及制备方法、装置、应用

说明书

本发明涉及工业废水处理技术领域，公开了一种除Cr(VI)的改性生物活性炭吸附剂，其原料按重量的配方如下：A l C l ₃ 1‑3份、MgC l ₂ 2‑6份，清洁干燥的椰子壳25‑30份、NaOH饱和溶液。本发明还提供了除Cr(VI)的改性生物活性炭吸附剂的制备方法及装置，另外，本发明还提供了改性生物活性炭吸附剂用于吸附去除废水中Cr(VI)的应用。本发明简化了该改性生物活性炭吸附剂的制备工艺，对废水中的Cr(Ⅵ)具有更强的吸附能力，吸附量大，吸附时间短，原料成本低，具有更好的再生性能，兼具了较好的吸附性能和分离性能。

技术领域

本发明属于工业废水处理技术领域，具体涉及一种除Cr(VI)的改性生物活性炭吸附剂及制备方法、装置、应用。

背景技术

铬及其化合物作为重要的工业原料广泛应用于工业生产，在生产过程中不可避免地会产生大量的含铬废水。Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)是铬在水中的主要存在形式。Cr(Ⅲ)的毒性较低，人体每日需要通过饮食摄入Cr(Ⅲ)的量为50-200μg。Cr(Ⅵ)的毒性较高，吸附浓度低至2μg/m3的Cr(Ⅵ)就会导致打喷嚏和鼻粘膜不适。Cr(Ⅵ)还更容易被人体吸收，它可通过消化道、呼吸道、皮肤及粘膜侵入人体。Cr(Ⅵ)在人体中的累积是导致癌症的原因之一。在国际上，Cr(Ⅵ)被列为对人体危害最大的八种化学物质之一。在我国，铬被列为《国家危险废物名录》。所以，控制工业废水中的Cr(Ⅵ)排放非常重要。

目前国内外处理含Cr(Ⅵ)废水的主要方法有沉淀法、离子交换法、电解法、膜处理法、生物修复技术、光催化法和吸附法等。其中吸附法成本较低、工艺简单、去除率高。常用的吸附除Cr(Ⅵ)材料包括活性氧化铝、沸石分子筛等，但这些吸附材料普遍成本较高，而且吸附量不大，难以满足大规模工业化应用的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种除Cr(VI)的改性生物活性炭吸附剂及制备方法、装置、应用，简化了该改性生物活性炭吸附剂的制备工艺，一方面对废水中的Cr(Ⅵ)具有更强的吸附能力，具体表现在更大的吸附容量、更高的低浓度Cr(Ⅵ)吸附去除率和更短的吸附饱和时间，另一方面，相比于单独的煅烧双层氢氧化物具有更好的再生性能，并且该改性生物活性炭吸附剂具有较低的密度和较大的粒径，其在废水中呈现悬浮的状态，使得兼具了较好的吸附性能和分离性能。

本发明提供了如下的技术方案：一种除Cr(VI)的改性生物活性炭吸附剂，其原料按重量的配方如下：AlCl₃ 1-3份、MgCl₂ 2-6份，清洁干燥的椰子壳25-30份、NaOH饱和溶液。

优选的，所述AlCl₃、MgCl₂的重量比为1：2。

优选的，所述椰子壳也可为其它果壳天然原料，其中，果壳天然原料包括花生壳、荔枝壳、核桃壳等。

本发明还提出了一种除Cr(VI)的改性生物活性炭吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、将椰子壳洗净、干燥、破碎，破碎后用2-5目标准筛过筛；

S2、选取混合搅拌设备为辅助工具，按比例将过筛后的椰子壳颗粒浸入常温下的饱和NaOH溶液，浸泡24-48h；

S3、在步骤S2完成后，浸泡有椰子壳颗粒的NaOH溶液温度上升至35-40℃，在匀速搅拌的条件下按比例先后缓慢加入AlCl₃和MgCl₂粉末，加入后继续匀速搅拌2h，随后溶液温度上升至80-85℃，继续匀速搅拌18h；

S4、在步骤S3完成后，将椰子壳颗粒与溶液分离，随后将椰子壳颗粒烘干；

S5、上述步骤完成后，将椰子壳颗粒在600-650℃，且无氧的条件下煅烧，煅烧时间为5-6h，然后自然冷却至室温后取出，即为成品的改性生物活性炭吸附剂。