本發(fā)明涉及污染處理技術(shù)領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種利用泥炭蘚制備的重金屬吸附劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
泥炭蘚別名大泥炭蘚、水蘚、水苔、地毛衣，分布最廣而習(xí)見種。常見于山地濕潤地區(qū)或沼澤中，多成大面積墊狀單一的植物群落。是生成泥炭的主要成分來源。由于該類群植物附有特有的儲水細胞，儲水能力是其他蘚類數(shù)倍至數(shù)十倍。
重金屬原義是指比重大于5的金屬(密度大于4.5克每立方厘米的金屬)，包括金、銀、銅、鐵、鉛等。重金屬污染與其他有機化合物的污染不同。不少有機化合物可以通過自然界本身物理的、化學(xué)的或生物的凈化，使有害性降低或解除。而重金屬具有富集性，很難在環(huán)境中降解。
目前中國由于在重金屬的開采、冶煉、加工過程中，造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進入大氣、水、土壤引起嚴重的環(huán)境污染。如隨廢水排出的重金屬，即使?jié)舛刃?，也可在藻類和底泥中積累，被魚和貝類體表吸附，產(chǎn)生食物鏈濃縮，從而造成公害。
重金屬在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及各種酶發(fā)生強烈的相互作用，使它們失去活性，也可能在人體的某些器官中富集，如果超過人體所能耐受的限度，會造成人體急性中毒、亞急性中毒、慢性中毒等，對人體會造成很大的危害，例如，日本發(fā)生的水俁病(汞污染)和骨痛病(鎘污染)等公害病，都是由重金屬污染引起的。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是解決上述問題，提供一種成本低效果顯著的利用泥炭蘚制備的重金屬吸附劑，本發(fā)明采用泥炭蘚作為吸附劑的主要原料，分成2份，其中一份與改性膨潤土、改性硅藻土混合燒結(jié)形成泥炭協(xié)同作用對重金屬離子具有顯著的吸附作用，另一份不經(jīng)過處理具有吸附浮油的作用，重金屬離子還能與羽毛粉、海藻粉、寡聚糖、殼聚糖進行螯合形成大分子，被田菁膠、硅膠和蜂膠制成的顆粒緊緊吸附，達到有效去除重金屬離子的效果，本發(fā)明能顯著去除污水中的重金屬離子，對于去除污水中的重金屬離子具有顯著效果。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
一種利用泥炭蘚制備的重金屬吸附劑，所述利用泥炭蘚制備的重金屬吸附劑主要由以下重量份材料制成：泥炭蘚65-85份、改性膨潤土5-10份、改性硅藻土5-8份、海藻粉10-20份、羽毛粉5-10份、檸檬酸5-10份、寡聚糖5-8份、殼聚糖5-8份、硅膠20-30份、田菁膠5-10份、蜂膠15-20份。
優(yōu)選的是，所述利用泥炭蘚制備的重金屬吸附劑主要由以下重量份材料制成：泥炭蘚75份、改性膨潤土8份、改性硅藻土7份、海藻粉15份、羽毛粉8份、檸檬酸8份、寡聚糖7份、殼聚糖6份、硅膠25份、田菁膠8份、蜂膠17份。
優(yōu)選的是，所述改性膨潤土由以下方法制成：將膨潤土加入2倍重的去離子水，再加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)ph至11-12后，加入10-15％有機硅油，球磨20-30分鐘后，置于煅燒爐中溫度升高至300-450℃，煅燒1-4小時后，取出冷卻至室溫，再加入等體積濃度為質(zhì)量分數(shù)95％乙醇，球磨20-30分鐘點火燃燒至乙醇燒盡，再干燥得到所述改性膨潤土。
優(yōu)選的是，所述改性硅藻土由以下方法制成：將硅藻土加入2倍重的去離子水，加入檸檬酸調(diào)節(jié)ph至3-5，球磨20-30分鐘后，靜置20-30分鐘，再加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)ph至11-12后，球磨20-30分鐘后，置于煅燒爐中溫度升高至300-450℃，煅燒1-4小時后，取出冷卻至室溫得到所述改性硅藻土。
本發(fā)明還提供一種所述的利用泥炭蘚制備的重金屬吸附劑的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
步驟一、將泥炭蘚干燥后，粉碎過100目篩子，得到泥炭蘚粉，等重量分成2部分，其中一份泥炭蘚粉與改性膨潤土、改性硅藻土混合后置于200-300℃的燒結(jié)爐中燒結(jié)2-4小時后，冷卻得到粉末a與另一份泥炭蘚粉混合均勻得到粉末b；
步驟二、將田菁膠、硅膠與蜂膠混合后加熱至熔融狀態(tài)后，攪拌30分鐘，后采用氮氣經(jīng)過高壓噴頭噴霧分散后立即冷卻得到顆粒c，其中高壓的壓力為100-200mpa；
步驟三、將粉末b、顆粒c、海藻粉、羽毛粉、檸檬酸、寡聚糖以及殼聚糖混合后，加入等體積去離子水，攪拌混合均勻后，通入二氧化碳20mg/l，干燥后得到所述重金屬吸附劑。
本發(fā)明至少包括以下有益效果：
本發(fā)明采用泥炭蘚作為吸附劑的主要原料，分成2份，其中一份與改性膨潤土、改性硅藻土混合燒結(jié)形成泥炭協(xié)同作用對重金屬離子具有顯著的吸附作用，另一份不經(jīng)過處理具有吸附浮油的作用，其中重金屬離子與羽毛粉、海藻粉、寡聚糖、殼聚糖進行螯合形成大分子，被田菁膠、硅膠和蜂膠制成的顆粒緊緊吸附，達到有效去除重金屬離子的效果，本發(fā)明能顯著去除污水中的重金屬離子，對于去除污水中的重金屬離子具有顯著效果，本發(fā)明添加的改性膨潤土加入有機硅后通過煅燒后在采用乙醇燃燒，顯著提高膨潤土的孔隙度，使得空隙均勻，膨潤土的比表面積的顯著增大，提高重金屬離子吸附性，本發(fā)明環(huán)保不會造成水資源二次污染；
本發(fā)明還提供一種利用泥炭蘚制備的重金屬吸附劑的制備方法，其中部分泥炭蘚與改性膨潤土、改性硅藻土混合經(jīng)過高溫燒結(jié)后，泥炭蘚碳化與不經(jīng)過處理的泥炭蘚協(xié)同作用，顯著提高對重金屬離子吸附能力，田菁膠、硅膠和蜂膠經(jīng)過高壓噴霧形成小顆粒硅膠蜂膠對于大分子的吸附能力顯著提高。
本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
具體實施方式
結(jié)合下面實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
本發(fā)明實施例其中1份為1kg
實施例1
一種利用泥炭蘚制備的重金屬吸附劑，主要由以下重量份材料制成：泥炭蘚65份、改性膨潤土5份、改性硅藻土5份、海藻粉10份、羽毛粉5份、檸檬酸5份、寡聚糖5份、殼聚糖5份、硅膠20份、田菁膠5份、蜂膠15份。
其中，所述改性膨潤土由以下方法制成：將膨潤土加入2倍重的去離子水，再加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)ph至11后，加入10％有機硅油，球磨20分鐘后，置于煅燒爐中溫度升高至300℃，煅燒1小時后，取出冷卻至室溫，再加入等體積濃度為質(zhì)量分數(shù)95％乙醇，球磨20分鐘點火燃燒至乙醇燒盡，再干燥得到所述改性膨潤土。
所述改性硅藻土由以下方法制成：將硅藻土加入2倍重的去離子水，加入檸檬酸調(diào)節(jié)ph至3，球磨20分鐘后，靜置20分鐘，再加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)ph至11后，球磨20分鐘后，置于煅燒爐中溫度升高至300℃，煅燒1小時后，取出冷卻至室溫得到所述改性硅藻土。
所述的利用泥炭蘚制備的重金屬吸附劑的制備方法，包括以下步驟：
步驟一、將泥炭蘚干燥后，粉碎過100目篩子，得到泥炭蘚粉，等重量分成2部分，其中一份泥炭蘚粉與改性膨潤土、改性硅藻土混合后置于200℃的燒結(jié)爐中燒結(jié)2小時后，冷卻得到粉末a與另一份泥炭蘚粉混合均勻得到粉末b；
步驟二、將田菁膠、硅膠與蜂膠混合后加熱至熔融狀態(tài)后，攪拌30分鐘，后采用氮氣經(jīng)過高壓噴頭噴霧分散后立即冷卻得到顆粒c，其中高壓的壓力為100mpa；
步驟三、將粉末b、顆粒c、海藻粉、羽毛粉、檸檬酸、寡聚糖以及殼聚糖混合后，加入等體積去離子水，攪拌混合均勻后，通入二氧化碳20mg/l，干燥后得到所述重金屬吸附劑。
實施例2
一種利用泥炭蘚制備的重金屬吸附劑，所述利用泥炭蘚制備的重金屬吸附劑主要由以下重量份材料制成：泥炭蘚85份、改性膨潤土10份、改性硅藻土8份、海藻粉20份、羽毛粉10份、檸檬酸10份、寡聚糖8份、殼聚糖8份、硅膠30份、田菁膠10份、蜂膠20份。
其中，所述改性膨潤土由以下方法制成：將膨潤土加入2倍重的去離子水，再加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)ph至12后，加入15％有機硅油，球磨30分鐘后，置于煅燒爐中溫度升高至450℃，煅燒4小時后，取出冷卻至室溫，再加入等體積濃度為質(zhì)量分數(shù)95％乙醇，球磨30分鐘點火燃燒至乙醇燒盡，再干燥得到所述改性膨潤土。
所述改性硅藻土由以下方法制成：將硅藻土加入2倍重的去離子水，加入檸檬酸調(diào)節(jié)ph至5，球磨30分鐘后，靜置30分鐘，再加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)ph至12后，球磨30分鐘后，置于煅燒爐中溫度升高至450℃，煅燒4小時后，取出冷卻至室溫得到所述改性硅藻土。
所述的利用泥炭蘚制備的重金屬吸附劑的制備方法，包括以下步驟：
步驟一、將泥炭蘚干燥后，粉碎過100目篩子，得到泥炭蘚粉，等重量分成2部分，其中一份泥炭蘚粉與改性膨潤土、改性硅藻土混合后置于300℃的燒結(jié)爐中燒結(jié)4小時后，冷卻得到粉末a與另一份泥炭蘚粉混合均勻得到粉末b；
步驟二、將田菁膠、硅膠與蜂膠混合后加熱至熔融狀態(tài)后，攪拌30分鐘，后采用氮氣經(jīng)過高壓噴頭噴霧分散后立即冷卻得到顆粒c，其中高壓的壓力為200mpa；
步驟三、將粉末b、顆粒c、海藻粉、羽毛粉、檸檬酸、寡聚糖以及殼聚糖混合后，加入等體積去離子水，攪拌混合均勻后，通入二氧化碳20mg/l，干燥后得到所述重金屬吸附劑。
實施例3
一種利用泥炭蘚制備的重金屬吸附劑，主要由以下重量份材料制成：泥炭蘚75份、改性膨潤土8份、改性硅藻土7份、海藻粉15份、羽毛粉8份、檸檬酸8份、寡聚糖7份、殼聚糖6份、硅膠25份、田菁膠8份、蜂膠17份。
其中，所述改性膨潤土由以下方法制成：將膨潤土加入2倍重的去離子水，再加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)ph至11.5后，加入13％有機硅油，球磨22分鐘后，置于煅燒爐中溫度升高至350℃，煅燒2小時后，取出冷卻至室溫，再加入等體積濃度為質(zhì)量分數(shù)95％乙醇，球磨22分鐘點火燃燒至乙醇燒盡，再干燥得到所述改性膨潤土。
所述改性硅藻土由以下方法制成：將硅藻土加入2倍重的去離子水，加入檸檬酸調(diào)節(jié)ph至4，球磨22分鐘后，靜置28分鐘，再加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)ph至11后，球磨25分鐘后，置于煅燒爐中溫度升高至400℃，煅燒3小時后，取出冷卻至室溫得到所述改性硅藻土。
所述的利用泥炭蘚制備的重金屬吸附劑的制備方法，包括以下步驟：
步驟一、將泥炭蘚干燥后，粉碎過100目篩子，得到泥炭蘚粉，等重量分成2部分，其中一份泥炭蘚粉與改性膨潤土、改性硅藻土混合后置于250℃的燒結(jié)爐中燒結(jié)3小時后，冷卻得到粉末a與另一份泥炭蘚粉混合均勻得到粉末b；
步驟二、將田菁膠、硅膠與蜂膠混合后加熱至熔融狀態(tài)后，攪拌30分鐘，后采用氮氣經(jīng)過高壓噴頭噴霧分散后立即冷卻得到顆粒c，其中高壓的壓力為180mpa；
步驟三、將粉末b、顆粒c、海藻粉、羽毛粉、檸檬酸、寡聚糖以及殼聚糖混合后，加入等體積去離子水，攪拌混合均勻后，通入二氧化碳20mg/l，干燥后得到所述重金屬吸附劑。
試驗：采用實施例1-3的重金屬吸附劑，對某污水處理廠的污水取樣3000l，污水含鎘離子32.4mg/l、鉛離子40.2mg/l、六價鉻離子22.6mg/l，將3000l的污水樣品平均分成3組a，b，c，分別對應(yīng)加入實施例1-3的重金屬吸附劑300g，攪拌處理2.5小時后，過濾回收重金屬吸附劑，測試處理的污水，鎘離子nd，鉛離子nd，六價鉻離子nd，回收的重金屬吸附劑可再重復(fù)利用。
盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的實施例。