一种水体中微量硒的深度去除方法技术

本发明专利技术提供了一种水体中微量硒的深度去除方法，属于水污染治理领域。其步骤为：将含微量硒的水体ｐＨ值调至３．０～９．０，过滤，除去其中的悬浮物；将处理过的水体通过装填有载纳米氧化铁复合树脂的吸附装置；当吸附达到泄漏点时停止吸附，用ＮａＯＨ和ＮａＣｌ混合溶液作为脱附剂进行脱附，然后再用ＣＯ↓［２］饱和溶液淋洗装填复合树脂的吸附塔使得树脂再生。在共存竞争离子Ｃｌ↑［－］、ＨＣＯ↓［３］↑［－］、ＳＯ↓［４］↑［２－］的浓度远高硒时，本发明专利技术仍能实现水体微量硒的深度处理，使出水的硒含量从０．０５－１０ｍｇ／Ｌ降低至１０μｇ／Ｌ以下。该类材料处理量大，且可再生与反复利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水体中微量硒的深度净化方法，具体的说，是一种利用对硒具有 高吸附容量和选择性的纳米复合树脂材料深度净化水体中微量硒的方法。
技术介绍
硒是生态环境中重要的微量元素，也是人体必需微量元素。环境中硒过量会 导致动植物机体产生疾病。事实上，对于脊椎动物来说，最佳的硒摄入量和可引 起毒性效应的硒摄入量间的差别很小。高浓度的硒则会直接危害作物的生长发 育，降低产量，导致动物胚胎畸形发育甚至死亡。有鉴于此，世界各国以及WHO 等将硒的饮用水安全控制标准都规定在10 g/L以内。目前对于水体中硒的处理技术主要包括生物法、沉淀法、反渗透、纳滤和吸 附等，但是这些方法或者难以深度净化水体中的硒，或者操作成本高，难以有效 推广。对于水体中微量硒的深度净化而言，如果吸附剂对硒具有高吸附选择性、 价格适中且能够再生与重复利用，固定床吸附是一种高效的微量硒深度净化技 术。传统的吸附材料包括活性炭，离子交换树脂、沸石等都是广谱性的吸附剂， 缺乏对硒的高度吸附选择性。当水体中共存有相对较高浓度的硫酸根、氯离子、 碳酸氢根离子、磷酸根离子、硅酸根离子等竞争性阴离子时，此类吸附剂对硒的 吸附性能会迅速失效。近年来，以树脂吸附剂作为载体，通过表面沉积技术将纳米水合氧化铁颗粒 担载于树脂吸附剂的孔道表面，研制成功系列无机-有机复合树脂材料，并解决 了水体中微量重金属、砷、磷等多种污染物的深度净化难题(潘丙才等，树脂基 纳米水合氧化铁深度净化重金属微污染水体的方法，专利公开号CN101186357; 潘丙才等，基于Donnan膜效应的树脂基水合氧化铁的制备及对砷的吸附性能研 究，中国科学B:化学，2007， 37， 426-431; Pan B., et al., Devel叩ment of polymer-based nanosized hydrated ferric oxides (HFOs) for enhanced phosphate removal from waste effluents, Water Research (2009)，doi:10. 1016/j. watres. 2009. 06. 055)。近几十年来，相关研究表明水合氧化铁颗粒对硒具有高度的吸附选择性，且 可通过调节pH值实现再生和反复使用。但由于水合氧化铁颗粒尺寸极细(一般 在微米或纳米维度内)，直接应用于固定床吸附时易产生极高的流体压降，致使 吸附系统迅速失效。而将水合氧化铁固载于颗粒较大的传统吸附材料上是解决其 无法实现工程应用的有效途径。由于硒具有与普通重金属所不同的特性， 一直没 有找到很好的处理方法。
技术实现思路
1. 专利技术要解决的技术问题针对水体中微量硒的深度净化所存在的困难，本专利技术的目的是提供一种水体 中微量硒的深度去除方法，可应用于地表水或地下水中微量硒污染的深度处理。该专利技术能够在共存竞争阴离子cr、 hco3—、 so/—等的浓度远高于亚硒酸根或硒酸 根离子时，仍能够使出水的硒的含量达到国家规定的饮用水安全控制标准。2. 技术方案，其步骤为A) 将含微量硒的水体pH值调至3.0 9.0，过滤，除去其中的悬浮物；B) 将步骤A)中处理过的水体通过装填有载纳米氧化铁复合树脂的吸附装 置；C) 当吸附达到泄漏点时停止吸附，用NaOH和NaCl混合溶液作为脱附剂进 行脱附，然后再用C02饱和溶液淋洗装填复合树脂的吸附塔使得树脂再 生。步骤A)中含硒水体中硒的为0. 05 10 mg/L,水体中共存的阴离子C1—、HC03—、 S042—等的浓度为硒浓度的300倍以内。步骤B)中在5 50'C下将步骤A)中处理过的水体以2 50 BV/h (BV为树脂 床层体积)通过装填有无机-有机复合树脂材料的吸附装置。所述的复合树脂是 以强碱性阴离子交换树脂为母体，优选为D-201树脂、201X7树脂、IRA900树 脂；担载物为纳米氧化铁颗粒，其含量控制在(以Fe计)2 25%。4步骤C)中泄露点为吸附出水硒的含量10yg/L。脱附剂在15 45'C温度下 以1-5BV/h的流量进行脱附再生。所用的C02饱和溶液的用量为2 5树脂床层 体积。步骤C)中混合溶液中NaOH和NaCl的重量百分比浓度分别为0. 5-10%。 3.有益效果本专利技术以担载纳米水合氧化铁颗粒的有机-无机复合树脂为吸附剂，提供了 一种深度净化水体中微量硒的方法。与现有技术相比，本专利技术的有益效益在于 i、在共存竞争离子cr、 HC03—、 S0/—的浓度远高硒时，仍能实现水体微量硒的深 度处理，使出水的硒含量从0.05-10 mg/L降低至10 ug/L以下。2、该类材料 处理量大，且可再生与反复利用。具体实施例方式以下通过实施例进一步说明本专利技术。实施例l:将100ml (约80克)以大孔强碱性阴离子交换树脂D-201为母体、担载10% 纳米水合氧化铁(以Fe计)的复合树脂装入带夹套的玻璃吸附柱中(O50X360 mm),在25土5。C下，将经过滤后的含微量硒水体(Se0/—的浓度为2卯m， Cl一的 浓度为100ppm， HC03—浓度为100ppm， SO广的浓度为80ppm)的pH值调至7，以 15 BV/h的流量通过树脂床层，处理量为1200 BV,出水Se0/—的浓度降到10ppb 以下。当吸附达到泄漏点(吸附出水的Se0/—浓度等于10ppb)时停止吸附，用500 ml浓度分别为3%的NaOH和NaCl混合溶液在30土5。C的温度下以200ml/h的流 量顺流通过树脂床层进行脱附，脱附率〉99%;随后用500ml的C02饱和溶液进行 再生。吸附材料总体再生率>99.9%。实施例2:吸附装置同实施例l，但是吸附温度控制在5士2'C下，其吸附效果和处理量 基本不变。实施例3:吸附装置同实施例l，但是吸附温度控制在40土5'C下，其吸附效果和处理 量基本不变。实施例4:将20ml (约17克)以大孔强碱性阴离子交换树脂D-201为母体、担载15% 纳米水合氧化铁(以Fe计)的复合树脂装入带夹套的玻璃吸附柱中(020X200 mm)，在30土5。C下，将经过滤后的含微量硒水体(SeO —的浓度为0.5卯m, C1— 的浓度为80ppm， HC(V浓度为100ppm, SO广的浓度为50ppm)的pH值调至6，以 25BV/h的流量通过树脂床层，处理量约为6000BV，出水Se0/—的浓度降到10ppb 以下。当吸附达到泄漏点(吸附出水的SeO/—浓度等于10ppb)时停止吸附，用160ml 浓度分别为5%的NaOH和NaCl混合溶液在40土5'C的温度下以20ml/h的流量顺 流通过树脂床层进行脱附，脱附率>99%;随后用lOOml的C02饱和溶液进行再生。 吸附材料的总体再生率〉99. 9%。实施例5:吸附装置同实施例4，但是将含硒水体的pH值调到4，其处理量可达到 8000BV。实施例6:将20ml (约15克)以大孔强碱性阴离子交换树脂D-201为母体、担载5% 纳米水合氧化铁(以Fe计)的复合树脂装入带夹套的玻璃吸附柱中(O20X200 mm)，在25土5。C下，将经过滤后的含微量硒水体(Se0/—的浓度为0. 5卯m，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水体中微量硒的深度去除方法，其步骤包括：　Ａ）将含微量硒的水体ｐＨ值调至３．０～９．０，过滤，除去其中的悬浮物；　Ｂ）将步骤Ａ）中处理过的水体通过装填有载氧化铁纳米复合树脂的吸附装置；　Ｃ）当吸附达到泄漏点时停止吸附，用ＮａＯＨ和 ＮａＣｌ混合溶液作为脱附剂进行脱附再生，然后用ＣＯ↓［２］饱和溶液淋洗装填复合树脂的吸附塔使得树脂再生。

【技术特征摘要】
1.一种水体中微量硒的深度去除方法，其步骤包括A)将含微量硒的水体pH值调至3.0～9.0，过滤，除去其中的悬浮物；B)将步骤A)中处理过的水体通过装填有载氧化铁纳米复合树脂的吸附装置；C)当吸附达到泄漏点时停止吸附，用NaOH和NaCl混合溶液作为脱附剂进行脱附再生，然后用CO2饱和溶液淋洗装填复合树脂的吸附塔使得树脂再生。2. 根据权利要求l所述的一种水体中微量硒的深度去除方法，其特征在于步骤A) 中含硒水体中硒的存在形式为亚硒酸根或者硒酸根，其含量以Se计为 0. 05-10mg/L;同时含硒水体中可共存其他竟争性阴离子Cl—、 S042—、 HC03—、 PO,或Si032—，其质量浓度为亚硒酸根或者硒酸根浓度的300倍以内。3. 根据权利要求2所述的一种水体中微量硒的深度去除方法，其特征在于步骤B) 的操作温度为5-5(TC,流...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘丙才，潘丙军，肖莉莉，张炜铭，吕路，张全兴，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84[]