專利名稱：一種吸附鎘離子的生物質改性吸附劑及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于改性吸附材料領域，涉及生物質改性吸附劑，具體涉及一種吸附鎘離子的生物質吸附劑及其制備方法和應用。
背景技術：
水體重金屬污染已成為日益嚴重的環境污染問題。傳統的重金屬廢水處理方法如化學沉淀法、電解法、離子交換法等在處理低濃度重金屬廢水時存在操作繁瑣、運行費用較高等缺點。吸附法屬于傳統的重金屬離子廢水處理方法之一，以活性炭、高分子樹脂為代表的傳統吸附材料盡管吸附量大、吸附速率快，但使用壽命短、再生成本昂貴。農林廢棄物屬于一類新型的廉價吸附材料。如中國專利CN201010301107. 1公開的用天然柿子粉為原料，在酸性條件下與丙酮交聯縮合制備的吸附重金屬離子的生物吸附劑。目前，這類生物質吸附劑存在的主要缺陷是原料成本較高、制備方法較復雜，且吸附劑為粉末狀，不能直接用于吸附塔等靜態自然修復。

發明內容
本發明的目的在于針對現有技術的缺陷，提供一種吸附鎘離子的生物質吸附劑及其制備方法和應用。本發明以廢棄花生殼為原料，利用高錳酸鉀改性制備生物質吸附劑，得到的生物吸附劑課應用于固定床吸附或河流原位吸附。本發明的原料來源廣泛、價廉易得，其制備方法簡單可行，成本低。為了達到上述目的，本發明采用了以下技術方案
一種吸附鎘離子的生物質改性吸附劑，以廢棄花生殼為原料，用高錳酸鉀改性制備得到。本發明所述的生物吸附劑的制備方法，包括以下步驟
(1)將廢棄花生殼清洗烘干，粉碎后過篩，取0.85^2. OOmm花生殼顆粒；
(2)向步驟(1)得到的花生殼顆粒中加入高錳酸鉀溶液，在室溫下，攪拌反應，反應結束后取出，水洗至中性，干燥，得到生物質改性吸附劑。步驟(2)中，所述高錳酸鉀溶液的摩爾濃度為0. 05、. lmol/L ；所述花生殼顆粒與高錳酸鉀溶液的質量體積比為l(T20g/L。步驟(2)中，所述攪拌反應的時間為12、他；所述干燥的溫度為5(T80°C。本發明還提供一種所述的生物質改性吸附劑在低濃度鎘離子廢水吸附處理中的應用。本發明的生物質吸附劑在應用時，將吸附劑填充于吸附柱中，含鎘離子的廢水通過蠕動泵由上而下恒速通過吸附柱。所述吸附柱為圓柱形活動式，吸附柱高度與直徑比為20:1，吸附柱直徑與吸附劑粒度比為(廣23) :1，當吸附柱出水濃度高于0. lmg/L時，應更換吸附劑。
本發明與現有技術相比，具有以下優點和有益效果
(1)本發明的生物質吸附劑可以有效吸附重金屬廢水中的鎘離子，鎘離子去除率可達到99. 9%以上；
(2)本發明的生物質吸附劑采用廢棄花生殼為原料制成，這類農林廢棄物來源廣泛，價廉易得；
(3)本發明的制備方法簡單易行，成本低，易于實現工業化；
(4)本發明的生物質吸附劑為顆粒狀，不需要經過造粒程序，便于實際應用，可直接應用于塔式吸附及自然水體原位修復。
具體實施例方式下面結合實例對本發明作進一步說明，但是本發明要求保護的范圍并不局限于此。實施例1
將廢棄花生殼清洗烘干，粉碎后過篩，取0. 85^2. OOmm花生殼顆粒；向30g上述花生殼顆粒中加入1.5 3L摩爾濃度0. 05、. lmol/L的高錳酸鉀溶液，在室溫下，攪拌反應12、他，取出后水洗至中性，于5(T80°C干燥，得到生物質改性吸附劑。稱取28. 26g上述得到的吸附劑，均勻裝入吸附柱，配制濃度為ang/L的含鎘模擬廢水，調節pH為4. 7飛.5，將模擬鎘離子廢水通過蠕動泵以26. 27mL/min速度通過吸附柱，用原子吸收色譜測定不同時間下吸附柱流出液的鎘離子濃度。經試驗測定吸附柱出水鎘離子最低濃度低于0. 001mg/L,當吸附操作時間到達1 后，出水濃度由0. lmg/L逐漸升高，此時應更換吸附劑。實施例2
將廢棄花生殼清洗烘干，粉碎后過篩，取0. 85^2. OOmm花生殼顆粒；向40g上述花生殼顆粒中加入2 4L摩爾濃度0. 05、. lmol/L的高錳酸鉀溶液，在室溫下，攪拌反應12 48h，取出后水洗至中性，于5(T80°C干燥，得到生物質改性吸附劑。稱取37. 68g上述得到的吸附劑，均勻裝入吸附柱，配制濃度為ang/L的含鎘模擬廢水，調節pH為4. 7飛.5，將模擬鎘離子廢水通過蠕動泵以26. 27mL/min速度通過吸附柱，用原子吸收色譜測定不同時間下吸附柱流出液的鎘離子濃度。經試驗測定吸附柱出水鎘離子最低濃度低于0. 00lmg/L,當吸附操作時間到達25.他后，出水濃度由0. lmg/L逐漸升高，此時應更換吸附劑。實施例3
將廢棄花生殼清洗烘干，粉碎后過篩，取0. 85^2. OOmm花生殼顆粒；向40g上述花生殼顆粒中加入2 4L摩爾濃度0. 05、. lmol/L的高錳酸鉀溶液，在室溫下，攪拌反應12 48h，取出后水洗至中性，于5(T80°C干燥，得到生物質改性吸附劑。稱取37. 68g上述得到的吸附劑，均勻裝入吸附柱，配制濃度為llmg/L的含鎘模擬廢水，調節pH為4. 7飛.5，將模擬鎘離子廢水通過蠕動泵以26. 27mL/min速度通過吸附柱，用原子吸收色譜測定不同時間下吸附柱流出液的鎘離子濃度。經試驗測定吸附柱出水鎘離子最低濃度低于0. 00lmg/L,當吸附操作時間到達7. 5h后，出水濃度由0. lmg/L逐漸升高，此時應更換吸附劑。
權利要求
1.一種吸附鎘離子的生物質改性吸附劑，其特征在于，所述生物質改性吸附劑是以廢棄花生殼為原料，用高錳酸鉀改性制備得到。
2.權利要求1所述的生物吸附劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將廢棄花生殼清洗烘干，粉碎后過篩，取粒徑為0.85^2. OOmm的花生殼顆粒；(2)向步驟(1)得到的花生殼顆粒中加入高錳酸鉀溶液，在室溫下，攪拌反應，反應結束后取出，水洗至中性，干燥，得到生物質改性吸附劑。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述高錳酸鉀溶液的摩爾濃度為0. 05、. lmol/L ；所述花生殼顆粒與高錳酸鉀溶液的質量體積比為l(T20g/L。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述攪拌反應的時間為12 48h ；所述干燥的溫度為5(T80°C。
5.權利要求1所述的生物質改性吸附劑，其特征在于，在低濃度鎘離子廢水吸附處理中的應用。
全文摘要
本發明公開了一種吸附鎘離子的生物質吸附劑及其制備方法和應用，該生物質吸附劑采用廢棄花生殼為原料，用高錳酸鉀改性制備而成；其制備方法包括以下步驟將廢棄花生殼清洗烘干，粉碎后過篩，加入高錳酸鉀溶液，室溫下攪拌反應，水洗至中性，干燥，得到生物質改性吸附劑；本發明的生物質吸附劑可應用于低濃度鎘離子廢水吸附處理。本發明的生物質吸附劑為顆粒狀，可直接應用于塔式吸附及自然水體原位修復；采用的原料廉價易得，制備方法簡單，成本低，易于工業化。
文檔編號C02F1/28GK102553539SQ201210006790
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者黨志, 易筱筠, 林芳芳, 龍騰 申請人:華南理工大學