一種氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑及制備方法
【專利摘要】一種氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑，它是一種在鹵蟲卵殼孔道內(nèi)附著氧化鋯納米顆粒的生物復(fù)合吸附劑。該吸附劑的制備方法：以水或乙醇為溶劑，鋯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1-10%，制備成前驅(qū)體反應(yīng)試劑，按每立升10-300g的比例，將鹵蟲卵殼加入上述反應(yīng)試劑中，溫度40℃-80℃，反應(yīng)8-12h，過濾并將其置于質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1-5%的氫氧化鈉或5-20%氨水溶液中，常溫反應(yīng)1-4h，然后過濾并用去離子水、蒸餾水或天然水沖洗至中性，60-90℃熱處理4-10h后烘干。吸附飽和后的生物復(fù)合吸附劑用HCl與NaCl的混合液脫附后可反復(fù)使用。本發(fā)明吸附能力強，運行成本低，環(huán)保效益明顯。
【專利說明】一種氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種去除水中重金屬吸附劑及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國水體重金屬污染問題十分突出，水中的重金屬污染不僅污染了水環(huán)境，也嚴(yán)重危害了人類及各類生物的生存。目前，重金屬廢水處理的方法大致可以分為三大類:(1)化學(xué)處理法，主要包括化學(xué)沉淀法和電解法。化學(xué)沉淀法包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法；(2)物理處理法，主要包含溶劑萃取分離、離子交換法、膜分離技術(shù)及吸附法。(3)生物處理法，生物處理法是借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法，包括生物吸附、生物絮凝、植物修復(fù)等方法。但由于受污染水體組分復(fù)雜，競爭離子濃度高等特性，難以實現(xiàn)廢水中微量重金屬的深度凈化，難以達到越來越嚴(yán)苛的重金屬控制標(biāo)準(zhǔn)要求。如化學(xué)沉淀法由于受沉淀劑和環(huán)境條件的影響，往往出水濃度達不到要求，需作進一步處理，產(chǎn)生的沉淀物必須很好地處理與處置，否則會造成二次污染；電解法的電滲析和隔膜電解在運行中都遇到了電極極化、結(jié)垢和腐蝕等問題；離子交換法工藝簡單，處理容量大，出水水質(zhì)好，可回收重金屬資源，對環(huán)境無二次污染，但離子交換劑易氧化失效，再生頻繁，操作費用高；生物吸附法吸附容量易受環(huán)境因素的影響，微生物對重金屬的吸附具有選擇性，而重金屬廢水常含有多種有害重金屬，影響微生物的作用，應(yīng)用上受限制等。
[0003]氧化鋯是一種典型過渡金屬氧化物，由于它具有較大的吸附容量，優(yōu)異的熱、化學(xué)穩(wěn)定性和良好的動力學(xué)性能，使其在材料、催化等很多領(lǐng)域有廣闊的發(fā)展空間。研究者發(fā)現(xiàn)，氧化鋯是一種層狀的介孔材料，有較大的比表面積，因其獨特的性能，在環(huán)保領(lǐng)域越來越收到國內(nèi)外的關(guān)注。大量研究表明，氧化鋯表面富含羥基，可以與重金屬離子形成內(nèi)核配位作用，表現(xiàn)出較高的選擇吸附性。與常規(guī)的無機重金屬吸附材料如氧化鐵、氧化鋁等相t匕，氧化鋯有更佳的抗酸腐蝕能力且穩(wěn)定性強，因而在去除水中的重金屬方面，氧化鋯表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。以往對氧化鋯的研究，主要集中在吸附水中的陰離子，如氯離子、氟離子等，極少涉及重金屬離子。雖然氧化鋯對水中的重金屬有很好的吸附性，但也存在應(yīng)用技術(shù)瓶頸:氧化鋯是一種極細(xì)的粉體，在應(yīng)用于柱吸附或者流態(tài)體系時會產(chǎn)生較高的壓降，流體阻力大，固液分離困難。
[0004]為解決這一問題，近年來，大量研究采用表面沉積固定化技術(shù)將氧化鋯引入活性炭、沸石、高分子聚合物等多孔載體表面，該技術(shù)充分借助載體顆粒大、多空隙特性，解決了無機吸附劑分離困難技術(shù)瓶頸，同時，載體納米孔結(jié)構(gòu)特有的孔板效應(yīng)，有效實現(xiàn)無機吸附劑顆粒固定化和納米化。但這種擔(dān)載雜化制備方法在制備過程中往往會出現(xiàn)無機吸附劑產(chǎn)生顆粒生長和局部團聚現(xiàn)象，孔道堵塞，動力學(xué)傳質(zhì)性能差、工作吸附容量較低，吸附利用效率不佳等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種能減少無機納米顆粒流體阻力、固液分離容易、成本低、吸附力強的氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑及制備方法。
[0006]一、本發(fā)明的氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑是一種在鹵蟲卵殼孔道內(nèi)附著氧化鋯納米顆粒的生物復(fù)合吸附劑。
[0007]二、本發(fā)明生物復(fù)合吸附劑的制備方法:
[0008]以水或乙醇為溶劑，鋯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1_10%，制備成氧氯化鋯為前驅(qū)體反應(yīng)試劑，將鹵蟲卵殼加入上述前驅(qū)體反應(yīng)試劑中，每立升加入鹵蟲卵殼10-300g,溫度為400C -80°C，反應(yīng)8-12h，使鋯鹽充分逐步擴散至鹵蟲卵殼孔道內(nèi)表面，而后過濾并將其置于質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1-5%的氫氧化鈉或5-20%氨水溶液中，充分?jǐn)嚢璩胤磻?yīng)l_4h,在卵殼孔道內(nèi)表面形成氧化鋯納米顆粒，然后進行過濾并用去離子水、蒸餾水或天然水沖洗至中性，60-90°C熱處理4-10h后烘干。獲得的生物復(fù)合吸附劑的氧化鋯負(fù)載量為鋯的質(zhì)量百分比的5%?30%ο
[0009]三、去除水中重金屬的方法:
[0010]將受污染水溫度控制在5°C?55°C，pH控制在3?7范圍內(nèi)，以10?50BV/h流速順流通過裝填有上述生物復(fù)合吸附劑的固定床裝置，出水可達到安全控制標(biāo)準(zhǔn)。所述的污染的水體的重金屬濃度可以為0.1?20mg/L，當(dāng)水體中存在大量的Na+、Ca2+、Mg2+等競爭離子時，使用本方法仍能保持較大的吸附容量及較高選擇性，競爭離子濃度可以是重金屬濃度的O?300 (摩爾比)倍。
[0011]四、生物復(fù)合吸附劑的再生:
[0012]將上述使用過的生物復(fù)合吸附劑用濃度為0.02?0.50mol/L的HCl與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5?10%的NaCl混合液脫附，溫度為25°C，混合液的流速為0.5_2BV/h。脫附后再用2-5BV (床層體積)去離子水、蒸餾水或天然水充分清洗吸附劑，脫附后的生物復(fù)合吸附劑可循環(huán)使用。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
[0014]1、有效地解決了無機納米顆粒流體阻力大、固液分離困難的技術(shù)瓶頸；
[0015]2、吸附能力強，當(dāng)污染水體中含有大量的Na+、Ca2+、Mg2+等競爭離子時，仍能將受重金屬微污染的水體中的重金屬降低到安全標(biāo)準(zhǔn)，效果顯著。
[0016]3、運行成本低，本發(fā)明的生物復(fù)合吸附劑可重復(fù)使用，環(huán)保效益明顯。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
[0018]將5g鹵蟲卵殼放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為l%ZrOCl2(質(zhì)量分?jǐn)?shù)以Zr計)200mL水溶液中，40°C恒溫反應(yīng)8h，使鋯鹽充分?jǐn)U散至卵殼孔道內(nèi)表面，而后過濾并將其置于IOOOmL濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%氫氧化鈉溶液中，充分?jǐn)嚢璩胤磻?yīng)lh，過濾并用去離子水沖洗卵殼至中性，60°C熱處理4h，獲得納米氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑。其中納米氧化鋯負(fù)載量為5.0%.[0019]將20mL上述復(fù)合吸附劑裝入規(guī)格為Φ 20X400mm玻璃吸附柱中，將含重金屬廢水 Cu2+=0.lmg/L, Na+=100mg/L, Ca2+=200mg/L, Mg2+=100mg/L, pH=3,溫度控制為 55°C,流速50BV/h順流通過該吸附柱，過柱后出水Cu2+濃度降低到10 μ g/L以下，處理量可達5000BV以上。吸附飽和后用濃度為0.020mol/L HCl+5%NaCl的混合液作為脫附液，在25°C下以0.5BV/h的流速對生物復(fù)合吸附劑進行再生，3BV即可脫附完全，脫附率高達98%，脫附后的生物復(fù)合吸附劑用2BV去離子水沖洗后可循環(huán)使用。
[0020]實施例2
[0021]將IOg鹵蟲卵殼放入含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%Zr0Cl2(質(zhì)量分?jǐn)?shù)以Zr計)的300mL乙醇溶液中，80°C恒溫反應(yīng)12h，使鋯鹽充分?jǐn)U散至卵殼孔道內(nèi)表面，而后過濾并將其置于500mL濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的氨水溶液中，充分?jǐn)嚢璩胤磻?yīng)4h，過濾并用蒸餾水沖洗卵殼至中性，90°C熱處理10h，獲得納米氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑。其納米氧化鋯負(fù)載量為30.0%.[0022]將上述復(fù)合吸附劑IOmL裝入玻璃吸附柱(<i)15X320mm)中，將含重金屬廢水Cu2+=20mg/L, Na+=300mg/L, Ca2+=200mg/L, Mg2+=100mg/L, pH=7，溫度控制為 55°C，流速 50BV/h順流通過該吸附柱，過柱后出水Cu2+〈100 μ g/L,處理量達450BV。吸附飽和后用濃度為0.5M HCl+10%NaCl混和溶液作為脫附液，在25°C下以2BV/h的流速對生物復(fù)合吸附劑進行再生，8BV即可脫附完全，脫附率>99%，脫附后的復(fù)合吸附劑用5BV蒸餾水沖洗后可循環(huán)使用。
[0023]實施例3
[0024]將5g鹵蟲卵殼放入濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%Zr0Cl2 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)以Zr計)的300mL水溶液中，50°C恒溫反應(yīng)10h，使鋯鹽充分?jǐn)U散至卵殼孔道內(nèi)表面，而后過濾并將其置于IOOOmL濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鈉溶液中，充分?jǐn)嚢璩胤磻?yīng)2h，過濾并用天然水沖洗卵殼至中性，60°C熱處理6h，獲得納米氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑。其納米氧化鋯負(fù)載量為
12.2%.[0025]將15mL上述復(fù)合吸附劑裝入規(guī)格為Φ 12X250mm玻璃吸附柱中，將含重金屬廢水 Pb2+=3mg/L, Na+=150mg/L, Ca2+=300mg/L, Mg2+=200mg/L, pH=4.0,溫度控制為 25 °C,流速20BV/h順流通過該吸附柱，過柱后出水Pb2+濃度降低到10 μ g/L以下，處理量可達1000BV以上。吸附飽和后用濃度為0.20mol/LHCl+5%NaCl的混合液作為脫附液，在25°C下以
0.5BV/h的流速對生物復(fù)合吸附劑進行再生，3BV即可脫附完全，脫附率高達99%，脫附后的復(fù)合吸附劑用3BV天然水沖洗后可循環(huán)使用。
[0026]實施例4
[0027]將15g鹵蟲卵殼放入濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%Zr0Cl2 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)以Zr計)500mL乙醇溶液中，60°C恒溫反應(yīng)llh，使鋯鹽充分?jǐn)U散至卵殼孔道內(nèi)表面，而后過濾并將其置于IOOmL濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%氨水溶液中，充分?jǐn)嚢璩胤磻?yīng)3h，過濾并用去離子水沖洗卵殼至中性，80°C熱處理5h，獲得納米氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑。其納米氧化鋯負(fù)載量為
16.3%.[0028]將上述復(fù)合吸附劑20mL裝入玻璃吸附柱(<i)15X250mm)中，將含重金屬廢水Cd2+=10mg/L, Na+=300mg/L, Ca2+=130mg/L, Mg2+=140mg/L, pH=5.2,溫度控制為 15 °C,流速25BV/h順流通過該吸附柱，過柱后出水Cd2+〈100 μ g/L,處理量達320BV。吸附飽和后用濃度為0.05mol/L HCl+7%NaCl混和溶液作為脫附液，在25°C下以lBV/h的流速對生物復(fù)合吸附劑進行再生，5BV即可脫附完全，脫附率>99%，脫附后的復(fù)合吸附劑用4BV蒸餾水沖洗后可循環(huán)使用。
[0029]實施例5[0030]將20g鹵蟲卵殼放入濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%Zr0Cl2 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)以Zr計)500mL水溶液中，70°C恒溫反應(yīng)9h，使鋯鹽充分?jǐn)U散至卵殼孔道內(nèi)表面，而后過濾并將其置于1500mL濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%氫氧化鈉溶液中，充分?jǐn)嚢璩胤磻?yīng)lh，過濾并用天然水沖洗卵殼至中性，60°C熱處理10h，獲得納米氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑。其納米氧化鋯負(fù)載量為
21.7%.[0031]將50mL上述復(fù)合吸附劑裝入規(guī)格為Φ 50X680mm玻璃吸附柱中，將含重金屬廢水 Hg2+=6mg/L, Na+=160mg/L, Ca2+=210mg/L, Mg2+=130mg/L, ρΗ=6.4,溫度控制為 35°C,流速40BV/h順流通過該吸附柱，過柱后出水Hg2+濃度降低到10 μ g/L以下，處理量可達4000BV以上。吸附飽和后用濃度為0.10mol/LHCl+8%NaCl的混合液作為脫附液，在25°C下以IBV/h的流速對生物復(fù)合吸附劑進行再生，2BV即可脫附完全，脫附率高達96%，脫附后復(fù)合吸附劑用2BV去離子水沖洗后可循環(huán)使用。
[0032]實施例6
[0033]將5g鹵蟲卵殼放入濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%Zr0Cl2 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)以Zr計)100mL乙醇溶液中，60°C恒溫反應(yīng)8h，使鋯鹽充分?jǐn)U散至卵殼孔道內(nèi)表面，而后過濾并將其置于150mL濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%氨水溶液中，充分?jǐn)嚢璩胤磻?yīng)lh，過濾并用蒸餾水沖洗卵殼至中性，70°C熱處理8h，獲得納米氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑。其納米氧化鋯負(fù)載量為12.2%.[0034]將上述復(fù)合吸附劑15mL裝入玻璃吸附柱(Φ20Χ400πιπι)中，將含重金屬廢水Cu2+=lmg/L, Pb2+=2mg/L, Hg2+=lmg/L, Na+=300mg/L, Ca2+=200mg/L, Mg2+=100mg/L, pH=4.8,溫度控制為30°C，流速15BV/h順流通過該吸附柱，過柱后出水Cu2+〈100l.! g/L，Pb2+<10yg/L, Hg2+〈10 μ g/L處理量達分別為400BV，2000BV, 1300BV。吸附飽和后用濃度為0.2mol/LHCl+10%NaCl混和溶液作為脫附液，在25°C下以0.5BV/h的流速對生物復(fù)合吸附劑進行再生，5BV即可脫附完全，脫附率>98%，脫附后的復(fù)合吸附劑用4BV蒸餾水沖洗后可循環(huán)使用。
[0035]實施例7
[0036]將5g鹵蟲卵殼放入濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%Zr0Cl2 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)以Zr計)300mL水溶液中，70°C恒溫反應(yīng)llh，使鋯鹽充分?jǐn)U散至卵殼孔道內(nèi)表面，而后過濾并將其置于1000mL濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%氫氧化鈉溶液中，充分?jǐn)嚢璩胤磻?yīng)3h，過濾并用蒸餾水沖洗卵殼至中性，60°C熱處理8h，獲得納米氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑。其納米氧化鋯負(fù)載量為
25.4%.[0037]將5mL上述復(fù)合吸附劑裝入規(guī)格為Φ 15X 320mm玻璃吸附柱中，將含重金屬廢水Cu2+=2mg/L, Pb2+=4mg/L, Hg2+=2mg/L, Na+=100mg/L, Ca2+=120mg/L, Mg2+=130mg/L, pH=3.8，溫度控制為25 °C，流速15BV/h順流通過該吸附柱，過柱后出水Cu2+〈 100 μ g/L, Pb2+<10yg/L，Hg2+〈10yg/L處理量達分別為500BV，1200BV，800BV。吸附飽和后用濃度為0.3mol/LHCl+10%NaCl的混合液作為脫附液，在25°C下以2BV/h的流速對生物復(fù)合吸附劑進行再生，2BV即可脫附完全，脫附率高達99%，脫附后的復(fù)合吸附劑用5BV天然水沖洗后可循環(huán)使用。
[0038]實施例8
[0039]將5g鹵蟲卵殼放入濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%Zr0Cl2 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)以Zr計)500mL乙醇溶液中，60°C恒溫反應(yīng)10h，使鋯鹽充分?jǐn)U散至卵殼孔道內(nèi)表面，而后過濾并將其置于500mL濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%氨水溶液中，充分?jǐn)嚢璩胤磻?yīng)2h，過濾并用天然水沖洗卵殼至中性，80°C熱處理6h，獲得納米氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑。其納米氧化鋯負(fù)載量為27.8%.[0040]將上述復(fù)合吸附劑IOmL裝入玻璃吸附柱(Φ20Χ380πιπι)中，將含重金屬廢水Cu2+=0.5mg/L, Pb2+=2mg/L, Cd2+=5mg/L, Na+=180mg/L, Ca2+=250mg/L, Mg2+=230mg/L, pH=5.8,溫度控制為25°C，流速lOBV/h順流通過該吸附柱，過柱后出水Cu2+〈100 μ g/L, Pb2+〈10 μ g/L, Cd2+<5 μ g/L,處理量分別為2000BV，1500BV，600BV。吸附飽和后用濃度為0.3mol/LHCl+8%NaCl混和溶液作為脫附液，在25°C下以lBV/h的流速對生物復(fù)合吸附劑進行再生，5BV即可脫附完全，脫附率>95%，脫附后的復(fù)合吸附劑用5BV蒸餾水沖洗后可循環(huán)使用。
[0041]實施例9
[0042]將7g鹵蟲卵殼放入濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%Zr0Cl2 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)以Zr計)400mL水溶液中，70°C恒溫反應(yīng)12h，使鋯鹽充分?jǐn)U散至卵殼孔道內(nèi)表面，而后過濾并將其置于500mL濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%氫氧化鈉溶液中，充分?jǐn)嚢璩胤磻?yīng)2h，過濾并用去離子水沖洗卵殼至中性，60°C熱處理9h，獲得納米氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑。其納米氧化鋯擔(dān)載量為
20.1%.[0043]將20mL上述復(fù)合吸附劑裝入規(guī)格為Φ 20X400mm玻璃吸附柱中，將含重金屬廢水 Zn2+=5mg/L, Na+=120mg/L, Ca2+=210mg/L, Mg2+=180mg/L, pH=4.5,溫度控制為 30 °C,流速35BV/h順流通過該吸附柱，過柱后出水Zn2+濃度降低到10 μ Og/L以下，處理量可達670BV以上。吸附飽和后用濃度為0.30mol/LHCl+6%NaCl的混合液作為脫附液，在25°C下以IBV/h的流速對生物復(fù)合吸附劑進行再生，5BV即可脫附完全，脫附率高達96%，脫附后的復(fù)合吸附劑用5BV去離子水沖洗后可循環(huán)使用。
[0044]實施例10
[0045]將IOg鹵蟲卵殼放入濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%Zr0Cl2 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)以Zr計)200mL乙醇溶液中，80°C恒溫反應(yīng)8h，使鋯鹽充分?jǐn)U散至卵殼孔道內(nèi)表面，而后過濾并將其置于1200mL濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%氨水溶液中，充分?jǐn)嚢璩胤磻?yīng)2h，過濾并用蒸餾水沖洗卵殼至中性，60°C熱處理6h，獲得納米氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑。其納米氧化鋯擔(dān)載量為24.6%.[0046]將上述復(fù)合吸附劑IOmL裝入玻璃吸附柱(<i)15X320mm)中，將含重金屬廢水Ni2+=5mg/L, Na+=120mg/L, Ca2+=130mg/L, Mg2+=180mg/L, pH=5.5,溫度控制為 45 °C,流速30BV/h順流通過該吸附柱，過柱后出水Ni2+〈100 μ g/L,處理量達500BV。吸附飽和后用濃度為0.02mol/L HCl+10%NaCl混和溶液作為脫附液，在25°C下以0.5BV/h的流速對生物復(fù)合吸附劑進行再生，5BV即可脫附完全，脫附率>94%，脫附后的復(fù)合吸附劑用3BV蒸餾水沖洗后可循環(huán)使用。
[0047]實施例11
[0048]將50g鹵蟲卵殼放入濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%Zr0Cl2 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)以Zr計)5L水溶液中，50°C恒溫反應(yīng)10h，使鋯鹽充分?jǐn)U散至卵殼孔道內(nèi)表面，而后過濾并將其置于5000mL濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%氫氧化鈉溶液中，充分?jǐn)嚢璩胤磻?yīng)3h，過濾并用去離子水沖洗卵殼至中性，60°C熱處理10h，獲得納米氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑。其納米氧化鋯擔(dān)載量為
19.2%.[0049]將IOmL上述復(fù)合吸附劑裝入規(guī)格為Φ 20X400mm玻璃吸附柱中，將含重金屬廢水 Cu2+=3mg/L, Pb2+=2mg/L, Ni2+=5mg/L, Na+=130mg/L, Ca2+=290mg/L, Mg2+=130mg/L, pH=6.8,溫度控制為30°C，流速15BV/h順流通過該吸附柱，過柱后出水Cu2+〈100 μ g/L, Pb2+〈10 μ g/L, Ni2+〈100 μ g/L,處理量分別為1500BV, 2500BV, 500BV。吸附飽和后用濃度為0.20mol/LHCl+5%NaCl的混合液作為脫附液，在25°C下以lBV/h的流速對生物復(fù)合吸附劑進行再生，2BV即可脫附完全，脫附率高達98%，脫附后的復(fù)合吸附劑用2BV去離子水沖洗后可循環(huán)使用。
【權(quán)利要求】
1.一種氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑，其特征在于:它是一種在鹵蟲卵殼孔道內(nèi)附著氧化鋯納米顆粒的生物復(fù)合吸附劑。
2.權(quán)利要求1所述的氧化鋯-鹵蟲卵殼生物復(fù)合吸附劑的制備方法，其特征在于: (1)以水或乙醇為溶劑，鋯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1_10%，制備成氧氯化鋯為前驅(qū)體反應(yīng)試劑，將鹵蟲卵殼加入上述前驅(qū)體反應(yīng)試劑中，每立升加入鹵蟲卵殼10-300g，溫度為400C -80°C，反應(yīng)8-12h，使鋯鹽充分逐步擴散至鹵蟲卵殼孔道內(nèi)表面，而后過濾并將其置于質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1-5%的氫氧化鈉或5-20%氨水溶液中，充分?jǐn)嚢璩胤磻?yīng)l_4h,在卵殼孔道內(nèi)表面形成氧化鋯納米顆粒，然后進行過濾并用去離子水、蒸餾水或天然水沖洗至中性，60-90°C熱處理4-10h后烘干，獲得的生物復(fù)合吸附劑的氧化鋯負(fù)載量為鋯的質(zhì)量百分比的5%?30% ； (2)將上述使用過的生物復(fù)合吸附劑用濃度為0.02?0.50mol/L的HCl與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5?10%的NaCl混合液脫附，溫度為25°C，混合液的流速為0.5_2BV/h，脫附后再用床層體積為2-5BV去離子水、蒸餾水或天然水充分清洗吸附劑，脫附后的生物復(fù)合吸附劑可循環(huán)使用。
【文檔編號】B01J20/30GK103706321SQ201310442432
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】張慶瑞, 夏俊領(lǐng), 王素鳳, 焦體峰, 劉劍平, 張兆祥, 紀(jì)現(xiàn)凱, 孫奇娜 申請人:燕山大學(xué)