一种生物活性除氟滤料的制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种生物活性除氟滤料的制备方法和应用。所述方法包括：以生物壳质物为原料，以壳聚糖为添加剂，通过加入磷酸以及氢氧化钙或氢氧化钠溶液进行二次活化得到所述生物活性除氟滤料，进一步包括：取20-40目粒径的经研磨的生物壳质物，在5-10％的磷酸溶液中浸泡进行一次活化，同时在混合溶液中加入质量浓度为1％-5％的壳聚糖溶液。将所述生物壳质物清洗至中性，用质量浓度为5-10％氢氧化钠溶液或饱和的氢氧化钙溶液浸泡进行二次活化，将所述生物壳质物清洗至中性并干燥后得到所述生物活性除氟滤料，所述生物活性除氟滤料的除氟容量大于1.0mg/g。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种生物活性除氟滤料的制备方法和应用。所述方法包括：以生物壳质物为原料，以壳聚糖为添加剂，通过加入磷酸以及氢氧化钙或氢氧化钠溶液进行二次活化得到所述生物活性除氟滤料，进一步包括：取20-40目粒径的经研磨的生物壳质物，在5-10％的磷酸溶液中浸泡进行一次活化，同时在混合溶液中加入质量浓度为1％-5％的壳聚糖溶液。将所述生物壳质物清洗至中性，用质量浓度为5-10％氢氧化钠溶液或饱和的氢氧化钙溶液浸泡进行二次活化，将所述生物壳质物清洗至中性并干燥后得到所述生物活性除氟滤料，所述生物活性除氟滤料的除氟容量大于1.0mg/g。【专利说明】一种生物活性除氟滤料的制备方法和应用
本专利技术涉及水处理滤料制造领域，特别是涉及一种生物活性除氟滤料的制备方法，以及一种生物活性除氟滤料的应用。
技术介绍
地下水是现阶段我国农村的主要饮用水源，由于人类活动和地质因素等原因，地下水中氟离子超标一直是个亟待解决的问题。人体长期摄入高浓度的氟离子会引发氟中毒，导致氟斑牙、氟骨症等，因此，除氟是我国农村饮水安全工程的重中之重。 目前高氟水的除氟方法主要有化学沉淀法、吸附过滤法和反渗透法等，应用较多的是吸附法，如活性氧化铝，羟基磷灰石，氧化铝、活性炭、骨炭、活化沸石、稀土类金属氧化物、离子交换树脂等。 吸附法的除氟效率高低主要依赖于吸附材料的性能，还会受再生频繁、二次污染、运行成本高、受原水水质要求高等缺点的限制，因此新型、高效、安全的吸附材料是目前研究方向，国际先进的水处理剂正趋向于高效能、无公害、多功能、复合化的绿色产业方向发展。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种生物活性除氟滤料的制备方法及其应用，以克服传统的除氟滤料的一个或多个缺点。 为了解决上述问题，本专利技术公开了一种生物活性除氟滤料的制备方法，包括: 以生物壳质物为原料，以壳聚糖为添加剂，通过加入磷酸以及氢氧化钙或氢氧化钠溶液进行二次活化得到所述生物活性除氟滤料，进一步包括: 取20-40目粒径的经研磨的生物壳质物，在5-10%的磷酸溶液中浸泡进行一次活化，同时在混合溶液中加入质量浓度为1% -5%的壳聚糖溶液。 将所述生物壳质物清洗至中性，用质量浓度为5-10%氢氧化钠溶液或饱和的氢氧化钙溶液浸泡进行二次活化，将所述生物壳质物清洗至中性并干燥后得到所述生物活性除氟滤料，所述生物活性除氟滤料的除氟容量大于1.0mg/g。 优选地，所述生物壳质物的质量与所述磷酸溶液的体积比为(1:1) - (1:3)，所述生物壳质物的质量与所述壳聚糖溶液的体积比为20:1，所述生物壳质物的质量与所述氢氧化钙溶液或所述氢氧化钠溶液的体积比为(1:1) - (1:3)。 优选地，一次活化的时间为2-8h，二次活化的时间为6_12h。 优选地，所述壳聚糖溶液中的壳聚糖的脱乙酰度为50%，所述生物壳质物包括鸡蛋壳、鹤鹁蛋壳、贝壳和奸壳之中的一种或多种； 所述方法还包括: 对待处理的生物壳质物进行预处理，得到20-40目粒径的经研磨的生物壳质物，进一步包括: 对待处理的生物壳质物进行清洗除去泥土、内膜和杂质并进行干燥； 将干燥后的生物壳质物压碎并研磨，选取20-40目粒径的碎片置于坩埚中，于马弗炉内煅烧； 在马弗炉内温度升高至300°C的条件下保温4h，自然冷却后取出得到20-40目粒径的经研磨的生物壳质物。 优选地，二次活化时，活化反应所在的反应容器加盖，以避免溶液与空气中二氧化碳接触生成沉淀物堵塞空隙； 所述清洗至中性包括采用去离子水清洗至中性，干燥的过程包括在干燥箱内60°C的温度条件下烘干并自然冷却或风干。 本专利技术还公开了一种通过上述方法制备的生物活性除氟滤料的应用，包括: 采用生物活性除氟滤料络合地下水中的氟离子以及重金属离子，所述地下水中重金属离子的浓度下降，所述重金属离子包括Cd2+、Zn2+和Cu2+之中的一种或多种。 优选地，所述生物活性除氟滤料对Cd2+的吸附量为0.42mmol/g,对Zn2+的吸附量为 0.37mmol/g,对 Cu2+ 的吸附量为 0.39mmol/g。 优选地， 所述地下水中氟离子的质量浓度为3.0ppm时，所述生物活性除氟滤料的投加量为2g/L，所述地下水的pH值为7时，在室温条件下搅拌反应8h，氟离子的质量浓度降低为小于Ippm0 优选地,所述应用还包括: 在所述生物活性除氟滤料在所述地下水中吸附饱和后，将饱和的生物活性除氟滤料与氢氧化钙溶液或氢氧化钠溶液进行静态反应12h，以恢复所述生物活性除氟滤料的除氟性能，其中，静态反应的生物活性除氟滤料相比于吸附之前的生物活性除氟滤料降低的除氟容量小于5%。 优选地，所述氢氧化钙溶液或所述氢氧化钠溶液的质量浓度为I %，所述饱和的生物活性除氟滤料的质量与所述氢氧化钙溶液或所述氢氧化钠溶液的体积比为1:10。 与现有技术相比，本专利技术包括以下优点: 本专利技术实施例是一种基于生物废弃物的资源化利用，以20-40目粒径的经研磨的生物壳质物为原料，在5-10%的磷酸溶液中浸泡进行一次活化，同时在混合溶液中加入质量浓度为1% -5%的壳聚糖溶液作为添加剂，将所述生物壳质物清洗至中性，用质量浓度为5-10%氢氧化|丐溶液或氢氧化钠溶液浸泡进行二次活化,并清洗至中性和干燥后得到除氟容量大于1.0mg/g的生物活性除氟滤料，不仅提高了除氟容量，还能有效的降低水中的重金属离子，为废弃物的合理利用开发出新的途径，由于蛋壳废弃物来源广泛，价格低廉，也降低了除氟的成本。 并且，本专利技术实施例的除氟滤料可以通过与氢氧化钙溶液或氢氧化钠溶液混合后进行静态反应以恢复除氟性能，从而实现对废物的二次资源化利用。 综上所述，本专利技术实施例提供了一种原料来源自然无公害、制备工艺简单、生产周期短、吸附容量高的多功能复合型滤料，符合绿色产业方向发展。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的一种生物活性除氟滤料的制备方法流程图。 【具体实施方式】 为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细的说明。 下述实施例中所述的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。 本专利技术提供了一种生物活性除氟滤料的制备方法，包括以生物壳质物为原料，以壳聚糖为添加剂，通过加入磷酸以及氢氧化钙或氢氧化钠进行二次活化得到所述生物活性除氟滤料，进一步包括: 步骤101、取20-40目粒径的经研磨的生物壳质物，在5_10%的磷酸溶液中浸泡进行一次活化，同时在混合溶液中加入质量浓度为1% -5%的壳聚糖溶液。 本专利技术实施例以生物壳质物为原料，对生物废弃物进行二次利用，生物壳质物来源广泛，价格低廉，可以降低了除氟的成本。 本专利技术实施例所涉及的生物壳质物可以包括鸡蛋壳、鹌鹑蛋壳、贝壳和虾壳之中的一种或多种，还可以包括其他可利用的生物壳质物。生活中大量的含钙质高的鸡蛋壳、鹌鹑蛋壳、贝壳、虾壳等含95%以上的CaCO3,具有很高的利用价值。 将预处理过的生物壳质物投加到磷酸溶液中，同时在混合物中加入质量分数为1% -5%的壳聚糖溶液，生物壳质物在磷酸溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物活性除氟滤料的制备方法，其特征在于，包括：以生物壳质物为原料，以壳聚糖为添加剂，通过加入磷酸以及氢氧化钙或氢氧化钠溶液进行二次活化得到所述生物活性除氟滤料，进一步包括：取20‑40目粒径的经研磨的生物壳质物，在5‑10％的磷酸溶液中浸泡进行一次活化，同时在混合溶液中加入质量浓度为1％‑5％的壳聚糖溶液。将所述生物壳质物清洗至中性，用质量浓度为5‑10％氢氧化钠溶液或饱和的氢氧化钙溶液浸泡进行二次活化，将所述生物壳质物清洗至中性并干燥后得到所述生物活性除氟滤料，所述生物活性除氟滤料的除氟容量大于1.0mg/g。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾锐，丘鸿斌，李东红，李志丰，
申请(专利权)人：中科润蓝环保技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11