[发明专利]一种利用二氧化碳提升吸附剂去除铅离子能力的方法

说明书

本发明公开了一种利用二氧化碳提升吸附剂去除铅离子能力的方法，将吸附剂置于吸附反应器或者搅拌反应器中，然后将二氧化碳气体导入到反应体系中，将沉淀转化为碱式碳酸铅去除；其中，所述吸附剂具有通过离子交换与调节水体pH值从而产生沉淀的能力。本发明利用二氧化碳促进吸附，缩短处理时间，增加颗粒直径，从而有利于分离，提升处理效果，扩大应用范围，根据吸附剂的性能，将仅限于处理碱性重金属废水的方案扩展到中性和偏酸性的废水处理中；同时二氧化碳的通入，有利于吸附速率的提升，使得沉淀产生与形成较大颗粒的过程更加迅速。

技术领域

本发明涉及化学吸附技术领域，更具体的说是涉及一种利用二氧化碳提升吸附剂去除铅离子能力的方法。

背景技术

随着社会经济的发展和工业规模的增加，我国水体重金属污染现状已非常严峻。重金属离子具有高毒性和生物富集性，对生产生活的危害极大，是水污染治理的重点之一。其中，铅离子的排放量大，危害范围广，毒害作用强，具有强烈的慢性神经毒性与肝肾毒性，并具有难降解和生物积累性。我国每年产铅量超过422万吨，其中3269吨以铅离子的形式进入水体，经过处理后，仍有96吨排入自然水体中，当水体中铅浓度高于0.1mg/L时，即可抑制自然水体的自净能力，因此，工业废水排放标准由原先的1mg/L进一步严格到0.5mg/L，而饮用水的标准更加严格，达到0.01mg/L。造成铅污染的原因包括含铅矿石的自然扩散与渗透，铅蓄电池行业，再生铅行业和电镀行业产生的废水，这些废水成分复杂，干扰物较多，通常呈酸性，且铅离子浓度可达100mg/L以上，其对生态的危害程度极大。

目前，水体铅离子的去除方法包括化学沉淀法、氧化还原法，阳离子交换法、吸附法、膜分离法和生物处理法等。其中，吸附法操作简单、成本相对低廉、处理效果好，且易与其它方法耦合，是适合于铅离子处理的方法之一。通常，离子交换、表面络合与沉淀产生是吸附剂吸附铅离子的主要机理。但是限于氢氧化铅的溶解度和吸附剂表面官能团的丰度，大多的吸附剂很难将铅离子去除彻底，而吸附性能较好的吸附剂往往存在价格高昂，制备过程复杂，吸附容量低等缺点。因此，采取一定的辅助手段提升吸附剂的吸附效果，比如，利用二氧化碳进行沉淀转化，将沉淀产物转化为更加难溶，也更加容易去除的碱式碳酸铅，将十分有利于节约吸附剂制备与使用的成本，优化吸附效果，加速吸附过程，降低出水浓度，但是目前利用二氧化碳降低盐度以及处理重金属废水的方案中，往往可使用的场合比较受限，要么应用于离子交换树脂，要么应用于飞灰回收废水等偏碱性废水中的重金属去除，而常见的重金属废水往往呈酸性，二氧化碳很难真正起到促进吸附的作用。

因此，如何提供一种利用二氧化碳提升吸附剂去除铅离子能力的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种在使用具有离子交换和pH调节的吸附剂时，通过在吸附过程中通入二氧化碳，从而通过沉淀转化提升吸附剂的铅离子去除能力的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用二氧化碳提升吸附剂去除铅离子能力的方法，将吸附剂置于吸附反应器或者搅拌反应器中，然后将二氧化碳气体导入到反应体系中，将沉淀转化为碱式碳酸铅去除；

其中，所述吸附剂具有通过离子交换与调节水体pH值从而产生沉淀的能力。

本发明中吸附剂可以通过提供碱性环境，形成沉淀而去除水体中的铅离子，二氧化碳的通入能够加速沉淀的形成，并能够降低出水铅离子浓度，二者的结合能够有效提升含铅废水的处理效果。

优选的，在上述一种利用二氧化碳提升吸附剂去除铅离子能力的方法中，所述吸附剂为改性炭。

上述技术方案的有益效果：所述吸附剂为具有提升水体pH值，通过沉淀效应去除铅离子的吸附剂。当选用改性炭时，改性炭为负载有氧化镁/氢氧化镁的多孔炭材料(如生物炭、活性炭)，或者在处理后表面呈碱性的多孔炭材料，可通过促沉淀效应促进铅离子的去除，在二氧化碳气体的耦合作用下，沉淀由溶解度较高的氢氧化铅转化为溶解度较低的碱式碳酸铅，从而达到较高的去除率。