一種具有除鉻功能的飲用水凈化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種具有除鉻功能的飲用水凈化劑及其制備方法，具體涉及到一種利用腐植酸和活性炭混合去除飲用水中鉻離子的凈水劑，屬于飲用水凈化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水體中的鉻污染主要來自制革、電鍍及鉻鹽生產(chǎn)等排放的廢水，鉻在水中主要以三價和六價形式存在，其中六價鉻的毒性很大，大約是三價鉻的100倍，若水中六價鉻的含量大于0.1mg.L—I就會對人體產(chǎn)生毒害作用。含量超標(biāo)的含鉻廢水混入農(nóng)業(yè)灌溉或水體養(yǎng)殖中，經(jīng)食物攝入人體，將會引起癌癥。而且對人體皮膚、黏膜有刺激性，嚴(yán)重威脅人類的健康。含鉻廢水被公認(rèn)為是當(dāng)今最嚴(yán)重危害環(huán)境的公害之一。
[0003]目前處理含鉻廢水的方法很多，有化學(xué)還原沉淀法、吸附法、離子交換法、膜分離法等。
[0004]化學(xué)還原沉淀法處理含鉻廢水主要是以廢鐵肩或硫酸亞鐵作還原劑，通過氧化還原反應(yīng)，使含鉻廢水中毒性最大的Cr6+被還原成低毒的Cr3+，再加絮凝劑將使三價鉻生成Cr(OH)3沉淀，然后進(jìn)行固液分離，以達(dá)到除鉻的目的。此法具有投資少，處理成本低，操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于多類含鉻廢水治理，但它不足之處在于水不能回用，二次污染依然可能存在。
[0005]吸附法實(shí)質(zhì)上是吸附劑活性表面對鉻離子的吸引，吸附劑種類很多，最常用的是活性炭?；钚蕴渴且环N多孔物質(zhì)，具有良好的吸附性，而且工藝簡單，裝備制造便宜，在含鉻廢水治理上得到了廣泛的應(yīng)用。它對六價鉻具有吸附和還原作用，一般多用于含鉻廢水的預(yù)處理。
[0006]離子交換法是一種借助于離子交換劑上的離子和水中的離子進(jìn)行交換反應(yīng)而除去水中含鉻離子的方法。利用陰離子交換樹脂，可以有效地去除廢水中呈鉻酸根或重鉻酸根狀態(tài)的Cr6+，利用陽離子交換樹脂則可以去除廢水中Cr3+及其它金屬離子。此法可用于鍍鉻槽的洗滌水閉路循環(huán)系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是處理后出水水質(zhì)極好，水和鉻酸可回收利用。離子交換樹脂具有良好的理化性能和豐富的離子交換基團(tuán)，對水溶液中的含鉻離子有較大的交換吸附容量，對環(huán)境無二次污染，但較高的造價和使用成本限制了其在工業(yè)中的應(yīng)用。
[0007]膜分離技術(shù)是對物質(zhì)進(jìn)行分離的技術(shù)總稱，主要包括電滲析、反滲透、液膜法。在含鉻廢水治理方面正處在研究和試用階段，此法具有廣闊的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種具有除鉻功能的飲用水凈化劑，可有效地去除飲用水中的六價鉻。
[0009]本發(fā)明還提供一種具有除鉻功能的飲用水凈化劑的制備方法，該方法操作簡單，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0010]—種具有除鉻功能的飲用水凈化劑，是由不溶腐植酸經(jīng)處理后與粒狀活性碳混合制備而成;所述的不溶物腐植酸與活性碳的質(zhì)量比為(I?5):1。
[0011]腐植酸(Humicacid，HA)，又稱胡敏酸，一種天然有機(jī)高分子化合物，是腐殖質(zhì)的主要組成部分。腐植質(zhì)為土壤、泥炭、煤、許多高地溪流、腐植營養(yǎng)湖、海水中的主要有機(jī)成分，由有機(jī)生物死亡后經(jīng)生物降解產(chǎn)生。腐植酸不是一個單一的酸，而是一個復(fù)雜的含有羧基、酚羥基等官能團(tuán)的混合物，在自然界中通常與離子形成絡(luò)合物。
[0012]活性炭又稱活性炭黑。是黑色粉末狀或顆粒狀的無定形碳?；钚蕴恐鞒煞殖颂家酝膺€有氧、氫等元素?；钚蕴吭诮Y(jié)構(gòu)上由于微晶碳是不規(guī)則排列，在交叉連接之間有細(xì)孔，在活化時會產(chǎn)生碳組織缺陷，因此它是一種多孔碳，堆積密度低，比表面積大，具有很強(qiáng)的吸附能力。
[0013]作為優(yōu)選，所述的活性炭的顆粒度優(yōu)選為80目?120目，所述的腐植酸優(yōu)選為煤炭煤腐殖酸，顆粒度優(yōu)選為200目?300目，該顆粒度制成的混合物機(jī)械性能穩(wěn)定，吸附能力最強(qiáng)。
[0014]所述的一種具有除鉻功能的飲用水凈化劑，包括步驟:
[0015]1.將一定量的腐植酸，在105°C條件下灼燒lh，使其快速脫水;再用2mol/L的CaCl2溶液浸泡2h后，使用lmol/L硝酸和蒸餾水洗滌。
[0016]2.最終在lmol/L硝酸鈉中浸泡3h后，低溫蒸發(fā)形成固體物。
[0017]3.將步驟2制得的固體物與粒度為2?4的粒狀活性炭放入密閉容器中充分混合I Om i η，得到該凈水劑。
[0018]根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有除鉻功能的飲用水凈化劑及其制備方法，其特征在于，粒狀活性碳粒徑在2?4mm，微孔比表面積在100mVg左右。
[0019]本發(fā)明具有除鉻功能的飲用水凈化劑對環(huán)境內(nèi)分泌干擾物質(zhì)的去除率的檢測方法為:將一定量的具有除鉻功能的飲用水凈化劑加入到一定體積的模擬污染水體中，于水浴中恒溫振蕩一定時間，離心后，取上清液測定溶液的吸光度，由工作曲線回歸方程計(jì)算出被測溶液中環(huán)境內(nèi)分泌干擾物質(zhì)的濃度。
[0020]根據(jù)式(I)計(jì)算吸附容量q(mg/g)，q=(Co-Ct)V/m1--式(I)，其中Co(mg/L)為溶液的初始濃度，Ct(mg/L)為當(dāng)吸附時間為t時溶液中干擾物質(zhì)的濃度，V(L)為樣品污染水體的體積，nu(g)為具有除鉻功能的飲用水凈化劑的質(zhì)量。
[0021]根據(jù)式(II)計(jì)算去除率f(% )，f = q.mi/m2.100%--式(II)，其中m2(g)為模擬污染水體中環(huán)境內(nèi)分泌干擾物質(zhì)的質(zhì)量。
[0022]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023]腐植酸與活性炭性狀類似，混合均勻，克服了常規(guī)凈水劑不易混合均勻的缺點(diǎn)，并且使用效果優(yōu)良，天然無毒，無味，物理化學(xué)性質(zhì)優(yōu)良，可用于飲水深度處理或突發(fā)性水污染事件導(dǎo)致的飲用水應(yīng)急預(yù)處理，對環(huán)境友好，無污染。
[0024]腐植酸具有多羧基、酚羥基，易與金屬離子形成螯合物，快速吸附水中的重金屬離子;活性炭又具有多孔，比表面積大，吸附能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以吸附水中雜質(zhì)，又可吸附一定量的重金屬離子;二者在自然界中儲量大，價格低，生產(chǎn)成本低，流程短，操作簡便，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例1
[0026](I)稱取不溶性腐植酸10g，用水洗滌，將可溶性物質(zhì)去除，將其放入烘箱內(nèi)在105°C條件下烘烤I小時，使其快速脫水，再用2mol/L的CaCl2溶液浸泡2h后，使用lmol/L硝酸和蒸餾水洗滌。最終在lmol/L硝酸鈉中浸泡3h后，低溫蒸發(fā)形成固體物。
[0027](2)按照步驟I處理后的腐植酸:活性炭(粒徑為2mm) = 1:1的質(zhì)量比加入活性炭，放入密閉容器充分混合1min，得到均勻粒狀混合物。
[0028](3)將步驟2處理后的腐植酸活性炭混合物取lg，加入到10ml濃度為10mg/l的重鉻酸鉀溶液，充分混合后靜置1min后過濾，加入按照國標(biāo)GB7467-87方法配制的顯色劑二苯碳酰二肼溶液測得濾液吸光度并依照國標(biāo)GB7467-87方法測得鉻含量為0.5mg/l。鉻去除率達(dá)到了 95 %。
[0029]實(shí)施例2
[0030](I)稱取不溶性腐植酸10g，用水洗滌，將可溶性物質(zhì)去除，將其放入烘箱內(nèi)在105°C條件下烘烤I小時，使其快速脫水，再用2mol/L的CaCl2溶液浸泡2h后，使用lmol/L硝酸和蒸餾水洗滌。最終在lmol/L硝酸鈉中浸泡3h后，低溫蒸發(fā)形成固體物。
[0031](2)按照步驟I處理后的腐植酸:活性炭(粒徑為2mm) =3:1的質(zhì)量比加入活性炭，放入密閉容器充分?jǐn)嚢鐸 Omin，得到均勻粒狀混合物。
[0032](3)將步驟2處理后的腐植酸活性炭混合物取lg，加入到10ml濃度為10mg/l的重鉻酸鉀溶液，充分混合后靜置1min后過濾，加入按照國標(biāo)GB7467-87方法配制的顯色劑二苯碳酰二肼溶液測得濾液吸光度并依照國標(biāo)GB7467-87方法測得鉻含量為0.4mg/l。鉻去除率達(dá)到了 96 %。
[0033]實(shí)施例3
[0034](I)稱取不溶性腐植酸10g，用水洗滌，將可溶性物質(zhì)去除，將其放入烘箱內(nèi)在105°C條件下烘烤I小時，使其快速脫水，再用2mol/L的CaCl2溶液浸泡2h后，使用lmol/L硝酸和蒸餾水洗滌。最終在lmol/L硝酸鈉中浸泡3h后，低溫蒸發(fā)形成固體物。
[0035](2)按照步驟I處理后的腐植酸:活性炭(粒徑為2mm) =5:1的質(zhì)量比加入活性炭，放入密閉容器充分?jǐn)嚢鐸 Omin，得到均勻粒狀混合物。
[0036](3)將步驟2處理后的腐植酸活性炭混合物取lg，加入到10ml濃度為10mg/l的重鉻酸鉀溶液，充分混合后靜置1min后過濾，加入按照國標(biāo)GB7467-87方法配制的顯色劑二苯碳酰二肼溶液測得濾液吸光度并依照國標(biāo)GB7467-87方法測得鉻含量為0.5mg/l。鉻去除率達(dá)到了 95 %。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有除鉻功能的飲用水凈化劑及其制備方法，其特征在于，該凈化劑使用不溶腐植酸經(jīng)處理后與粒狀活性碳按照一定比例混合制備而成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有除鉻功能的飲用水凈化劑及其制備方法，其特征在于，腐植酸經(jīng)如下處理: 將一定量的腐植酸，在105°C條件下烘干lh，使其快速脫水;再用2mol/L的CaCl2溶液浸泡2h后，使用lmol/L硝酸和蒸餾水洗滌。3.最終在lmol/L硝酸鈉中浸泡3h后，低溫蒸發(fā)形成固體物，將固體物與粒度為2?4的粒狀活性炭放入密閉容器中充分混合lOmin。4.根據(jù)權(quán)利要求1，2所述的一種具有除鉻功能的飲用水凈化劑及其制備方法，其特征在于，粒狀活性碳粒徑在2?4mm，微孔比表面積在100mVg左右。5.根據(jù)權(quán)利要求1，2，3所述的一種具有除鉻功能的飲用水凈化劑及其制備方法，其特征在于，根據(jù)不同的使用條件，所述不溶物腐植酸與活性碳的質(zhì)量比為(I?5):1。
【專利摘要】本發(fā)明涉及飲用水凈化技術(shù)領(lǐng)域，其目的在于提供一種具有除鉻功能的飲用水凈化劑及其制備方法，它可有效去除飲用水中鉻。其制備包括如下步驟：將不溶性腐植酸經(jīng)過脫水，氯化鈣溶液、硝酸溶液和蒸餾水洗滌，并在硝酸鈉中浸泡3h后低溫蒸發(fā)形成固體物。將該固體物質(zhì)與粒徑為2～4mm的粒狀活性炭充分混合，即制得該凈水劑。該凈水劑生產(chǎn)簡便，凈化效率高，成本低，適合在無法大規(guī)模處理鉻污染的農(nóng)村地區(qū)。經(jīng)檢測，該凈水劑對飲用水中的鉻去除率為5%以上。
【IPC分類】C02F1/28, C02F1/62, C02F101/22
【公開號】CN105540811
【申請?zhí)枴緾N201610021087
【發(fā)明人】孫磊, 夏東升, 王義棟
【申請人】福建漢祥紡織科技有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月13日