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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废水除汞领域,具体的涉及一种高效废水除汞药剂及其制备方法。
技术介绍
1、汞又称水银,由于其在人体内与生物蛋白结合而产生剧毒性且可在生物体内富集而受到广泛关注。汞具有易挥发、易迁移、不降解的特性,很容易被皮肤以及呼吸道和消化道吸收,因此,汞被列为被列为全球最为关注的污染物之一。
2、含汞废水则是主要富集汞及其衍生物的载体之一。为了保障污水处理及利用的安全,我国规定相关标准规定(《污水排人下水道水质标准》(cj343-2010))城市中排人下水道污水汞浓度应<20μg/l,城市污水处理后出水汞浓度应<5μg/l。中国含汞废水来源主要来自包括燃煤、有色金属、垃圾焚烧、氯碱、采矿、冶炼等的企业产生的工业废水,其中,pvc生产用汞量占消耗总量的50%~60%,产生的废水以含汞废水为主,pvc生产行业也是最主要的含汞废水产生行业。
3、目前,主流的含汞废水处理方法基本可归纳为以下几类:传统化学沉淀法、离子交换法、还原法、吸附法、电解法、汞齐提取法、微生物处理法等。但上述方法处理含汞废水存在难度较大或工艺复杂的缺陷,不适宜于含汞废水处理工艺的要求。传统化学沉淀法适用于高浓度含汞废水,缺点是硫化物过量时形成可溶性汞硫络合物,出水的残余硫产生污染的情况。离子交换法设备紧凑,占地面积小,但运行费用高,再生易产生二次污染。还原法反应迅速,但受溶液中其他阳离子干扰、出水汞较难达到较低水平。电解法去除效率高,但汞离子很难达到较低水平,电耗大,易产生汞蒸气,引起二次污染。汞齐提取法可获得单质金属汞,但处理效果较差,须
4、吸附法是目前含重金属废水处理研究最热门的方向。吸附法对高浓度、低浓度以及含有痕量汞的含汞废水都有较好的处理效果。除汞吸附剂按照吸附机理可以分为两大类:物理吸附剂和化学吸附剂。物理吸附剂通常具有大的比表面积,通过与废水的接触,对各形态汞进行吸附,但吸附效率相对较低,吸附选择性差。化学除汞吸附剂一般是通过含有巯基、氨基、磺酸基﹑羟基等功能基团的材料来吸附汞,可以从溶液中去除低浓度的汞离子,但该方法易受到废水中杂质的干扰,除汞选择性受到较大影响。而且在进行吸附去除操作时,通常需要加入絮凝剂和碱进行复合,实现除汞药剂的沉淀脱除,极大的影响了处理效率和效果。
5、硅酸盐矿物是一种价格低廉的天然吸附剂,具有广谱吸附的效果,但硅酸盐矿物通常比表面积小,不做相应改性处理,吸附效果较差。并且由于硅酸盐矿物表面有效官能团数量少,无法与被吸附介质形成良好的化学键合吸附作用,常常因为吸附饱和而产生解吸情况,在处理吸附剂时会产生二次污染。
6、对硅酸盐矿物进行表面处理的方法包括插层法、表面化学修饰法、腐蚀法等方法,但对特定硅酸盐矿物进行表面改性后用于吸附特定物质的效果差异较大,专利cn102112415a介绍了采用膨润土、蒙脱石、锂蒙脱石、贝得石、皂石、绿脱石、铬岭石、锌蒙脱石、硅镁石、和/或合成的蒙皂石衍生物,特别是含氟锂蒙脱石和锂皂石;混合的层状粘土和它们的合成衍生物,特别是累托石;蛭石、伊利石、云母材料、和它们的合成衍生物进行插层改性,但对特定含汞、砷废水的处理效果未做描述。
7、因此,如何结合物理吸附和化学吸附特点,对价格低廉的天然吸附材料进行表面改性,并在表面键合更为有效的束缚汞元素的药剂或者物质,扩大天然吸附剂的比表面积和有效特定官能团数量,制备具有优异高效吸附性能的废水除汞药剂成为含汞废水处理及环境修复领域的热点方向之一。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种高效废水除汞药剂及其制备方法,特别是提供一种基于膨润土、沸石、分子筛等天然无机吸附剂的高效废水除汞药剂及其制备方法。
2、为了实现以上目的,本专利技术第一方面采用具有大比表面积的膨润土、沸石、分子筛等天然无机吸附剂,并采用硅烷偶联剂对其表面进行化学改性。之后在其表面进行有机含硫代酰胺试剂的吸附。
3、一种高效废水除汞药剂,无机颗粒20-50份,无机颗粒为膨润土、沸石或分子筛中的至少一种;采用硅烷偶联剂1-5份对无机颗粒表面进行化学改性,之后其表面用1-10份的有机含硫代酰胺试剂进行吸附。其中,膨润土为吸蓝量为40-50g/100g,膨胀倍数为20-40的钙基膨润土或钠基膨润土,沸石为斜发沸石或丝光沸石,分子筛为3a或4a分子筛。硅烷偶联剂选择γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基官能团硅烷、2-(3,4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。有机含硫代酰胺试剂为硫代卡巴肼或双硫腙的一种或两种。
4、本方案的具体特点还有,膨润土为吸蓝量为45-50g/100g,膨胀倍数为30-40的钠基膨润土,沸石为斜发沸石。
5、所述的硅烷偶联剂选择γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷。 一种高效废水除汞药剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:首先将无机颗粒20-50g分散于100g水中,无机颗粒为膨润土、沸石或分子筛中的至少一种,在常温条件下用naoh将ph值调至10,升温至50℃,向该分散液中滴加硅烷偶联剂1-5g,30分钟滴完后保温30分钟,再向其中加入有机含硫带酰胺试剂1-10g,搅拌60分钟后降温过滤,晾干后经研磨粉碎即得高效废水除汞药剂。
6、本方案的具体特点还有,膨润土为吸蓝量为45-50g/100g,膨胀倍数为30-40的钠基膨润土,沸石为斜发沸石。
7、所述的硅烷偶联剂选择γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷。
8、有机含硫代酰胺试剂为硫代卡巴肼或双硫腙的一种或两种。
9、与现有技术相比,本专利技术具有以下优势:制备采用水相界面吸附法,在以水为连续相条件下,进行基体材料的化学表面改性后,再进行有机含硫代酰胺试剂的化学络合吸附制备而成的。本专利技术提供的技术方案不仅降低了制备吸附去除汞药剂的制备成本,而且由于采用无机大比表面积材料,充分降低了原材料成本。由于采用无机不溶颗粒作为吸附载体,避免了传统沉淀吸附等因药剂用量过大产生的对废水的二次污染。沉降速度快,不需要其他絮凝材料就可达到好的去除效果。同时,由于充分利用了无机吸附剂的物理吸附特征及有机含硫代酰胺试剂等的化学除汞试剂的化学络合作用,对污染物成分复杂的废水及痕量汞废水的去除效果都效果显著,具有优异的推广前景。通过加入废水搅拌的方式进行废水中汞的脱除,操作方式简单,周期短,效率高。
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1.一种高效废水除汞药剂,其特征在于,包括无机颗粒20-50份,无机颗粒为膨润土、沸石或分子筛中的至少一种;采用硅烷偶联剂1-5份对无机颗粒表面进行化学改性,之后其表面用1-10份的有机含硫代酰胺试剂进行吸附;膨润土为吸蓝量为40-50g/100g、膨胀倍数为20-40的钙基膨润土或钠基膨润土,沸石为斜发沸石或丝光沸石,分子筛为3A分子筛和/或4A分子筛;硅烷偶联剂选择γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、2-(3,4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种;有机含硫代酰胺试剂为硫代卡巴肼或双硫腙的一种或两种。
2.根据权利要求1所述高效废水除汞药剂,其特征在于,膨润土为吸蓝量为45-50g/100g,膨胀倍数为30-40的钠基膨润土,沸石为斜发沸石。
3.根据权利要求1所述一种高效废水除汞药剂,其特征在于,所述的硅烷偶联剂选择γ-氨丙基三乙氧基硅烷和/或3-巯基丙基三甲氧基硅烷。
4.一种高效废水除汞药剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:首先将无机颗粒20-50g分
5.根据权利要求4所述高效废水除汞药剂的制备方法,其特征在于,膨润土为吸蓝量为45-50g/100g,膨胀倍数为30-40的钠基膨润土,沸石为斜发沸石。
6.根据权利要求4所述高效废水除汞药剂的制备方法,其特征在于,所述的硅烷偶联剂选择γ-氨丙基三乙氧基硅烷和/或3-巯基丙基三甲氧基硅烷。
7.根据权利要求4所述高效废水除汞药剂的制备方法,其特征在于,有机含硫代酰胺试剂为硫代卡巴肼或双硫腙的一种或两种。
...【技术特征摘要】
1.一种高效废水除汞药剂,其特征在于,包括无机颗粒20-50份,无机颗粒为膨润土、沸石或分子筛中的至少一种;采用硅烷偶联剂1-5份对无机颗粒表面进行化学改性,之后其表面用1-10份的有机含硫代酰胺试剂进行吸附;膨润土为吸蓝量为40-50g/100g、膨胀倍数为20-40的钙基膨润土或钠基膨润土,沸石为斜发沸石或丝光沸石,分子筛为3a分子筛和/或4a分子筛;硅烷偶联剂选择γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、2-(3,4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种;有机含硫代酰胺试剂为硫代卡巴肼或双硫腙的一种或两种。
2.根据权利要求1所述高效废水除汞药剂,其特征在于,膨润土为吸蓝量为45-50g/100g,膨胀倍数为30-40的钠基膨润土,沸石为斜发沸石。
3.根据权利要求1所述一种高效废水除汞药剂,其特征在于,所述的硅烷偶联剂选择γ-氨丙基三乙氧基硅烷和/...
【专利技术属性】
技术研发人员:李冰,王蕴晴,薛润泽,王振华,张宏磊,
申请(专利权)人:山东三田临朐石油机械有限公司,
类型:发明
国别省市:
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