一种树脂吸附法去除液体中的砷的方法技术

本发明专利技术公开了一种树脂吸附法去除液体饮料中的砷的方法，包括下述步骤：在10-55℃条件下，液体饮料以1-9BV/H的速度通过载铁类吸附树脂，即得；该方法除砷率高，且不影响果汁的各项理化指标，工艺操作简单，易于产业化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种去除液体中砷的方法，具体涉及一种树脂吸附法去除液体中砷的方法。
技术介绍
我国果品资源丰富，果品加工业正大力发展果汁加工业的产业化、集团化、品牌 化。随着果汁浓缩汁加工业的快速发展和国际贸易中竞争的加剧，果汁浓缩清汁产品的质 量也越来越多地受到了人们的重视。除了色值和透光率作为衡量果汁产品质量高低的两项 最重要的理化指标之外，果汁中甲胺磷、棒曲霉和褐变成分的控制，重金属含量也成为果汁 出口关注的主要问题。果品生产过程中的铅，砷等农药残留问题成为果汁生产企业面临的巨大出口技术 壁垒。众所周知砷和砷的可溶性化合物皆剧毒，而且，毒性的大小随化合物不同而不同，一 般的三价砷毒性高于五价砷，无机砷毒性高于有机砷，低剂量的无机砷摄入，即对身体健康 有很大的负面影响，容易引发皮肤癌、膀胱癌、肾癌等疾病，并且最新研究结果表明，砷对人 体健康的危害远远超过了估计，因此各国均对饮用水及食品中的砷含量有严格要求，这也 对我国的果汁企业提出了一个更高的出口准入门槛。国内外除砷方法目前主要集中于水体中砷的控制研究如沉淀法，氧化法，离子交 换法，生物除砷等。沉淀法主要是利用外加药剂或能量，与水体中砷的污染物发生化学作用或物理化 学作用，形成沉淀或絮凝体矾花从水质中分离出来，从而达到除砷目的。该方法主要包括热 沉淀法、共沉淀法、沉淀絮凝-上浮法等。常用的沉淀剂有硫化物、铁盐、铝盐、钙盐、石灰水 等它们的共同特点是在水体中均可以与砷酸根形成硫化砷或砷酸盐沉淀过滤除去。该方法 的缺陷是需要大量的沉淀剂，产生大量的含砷废渣无法利用，长期堆积则容易造成二次污 染。因此该方法的应用受到一定的限制。氧化法是用游离氯、次氯酸盐、臭氧、高锰酸盐等氧化剂将其三价砷氧化为五价 砷，然后去除。但在饮用水中为尽量限制化学药品的使用，以避免氧化剂的残留或在氧化过 程中产生副产物，因此氧成为饮水除砷过程中首选的氧化剂。但溶解氧的氧化动力学很慢， 需要合适的催化剂来促使反应的进行。该方法的缺陷是饮用水中应尽量限制化学药品的使 用，以避免氧化剂的残留或在氧化过程中产生副产物，因此氧成为饮水除砷过程中首选的 氧化剂。但溶解氧的氧化动力学很慢，需要合适的催化剂来促使反应的进行。氧化法除砷 对三价砷来说，是一种行之有效的方法，但往往是反应动力学缓慢，投资较高，因此在某种 程度上限制其应用。离子交换法也是一种有效的脱砷方法。Suzuki等人在Suzuki TM, Bomani J 0， Matsunaga H, et al. Removal of As (III)and As(V)by a por ous s pherical resin loaded with monoclinic hydrous zirconium oxide[J]. Chemistry Letters,1997,1 119 25.公开了一种利用单斜晶的水合氧化锆填充多孔树脂去除三价砷和五价砷的方法，可将砷的浓度降低到0. lmg/L，达到工业排放标准。CN1660703公开了一种从水中除去 砷的方法，通过使水与强碱性阴离子交换树脂接触而从水中除去砷，该阴离子交换树脂包 含至少一种金属离子或含金属的离子，其砷酸盐的Ksp不大于10_5，条件是该金属不是锆。但 是由于使用离子交换树脂会对果汁的组分、品质造成很大影响，所以不能使用离子交换树 脂去除果汁中的砷；此外该方法只能处理浓度较低、处理量不大、组成单纯且有较高回收价 值的废水，其处理工艺比较复杂，成本较高，所以难以工业化。生物除砷技术砷不但能被生物体富集浓缩，而且也会被这些生物氧化和甲基化。 由于甲基化的砷的毒性比无机砷低得多，因此，水体的微生物对砷富集的过程也是一个对 砷降解脱毒的过程。利用这一特性可以采用生化法对高浓度含砷废水进行处理。该方法虽 然除砷效果好，费用低，处理后二次污染小，但是筛选能够有高效氧化和甲基化砷的菌种需 要花费相当长的时间和不小的研发费用。以上方法均为一般水资源或者废水中砷的去除，如果采用以上处理方法，果汁的 理化指标和果汁品质会发生很大改变。吸附法是以具有高比表面积、不溶性的固体材料作吸附剂，通过物理吸附作用、化 学吸附作用等机制将水中的砷污染物固定在自身的表面上，从而达到除砷的目的。吸附法缺点吸附剂与砷的化合物之间有较强地吸附作用，这往往使吸附剂的再 生、回收和再利用上存在一定的难度。另外，在废水处理时还要考虑到共存离子的竞争作 用，例如当溶液中存在磷酸盐、硫酸盐、硅酸盐、氟化物等物质时，这些物质容易与砷竞争吸 附位点，导致吸附效果降低。因此，在处理之前需将这些物质去除，增加处理步骤。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种树脂吸附法去除液体饮料中的砷的方法，该方法除砷率 高，且不影响果汁的各项理化指标，工艺操作简单，易于产业化。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用下述技术方案一种树脂吸附法去除液体饮料中的砷的方法，所述的方法包括下述步骤在10-55°C条件下，液体饮料以1-9BV/H的速度通过载铁类吸附树脂，即得；优选 为以4BV/H的速度通过载铁类吸附树脂。所述的载铁类吸附树脂是由α、β、Y三种晶型的氢氧化铁与树脂以结合，其中 氢氧化铁与树脂的质量比为10 1至1 1，氢氧化铁优选α晶型。优选地，所述的氢氧 化铁与树脂的质量比为7 1至3 1。优选地，上述方法还包括载铁类吸附树脂的预处理步骤用酸溶液按1-4BV/H流速通过载铁类吸附树脂，再用水洗至ρΗ > 5，所述的酸溶液 的用量为1-3BV。优选地，用酸溶液按2BV/H流速通过载铁类吸附树脂，再用水洗至ρΗ> 5，所述的酸溶液的用量为2BV进一步优选地，上述方法还包括载铁类吸附树脂的再生步骤先用水将树脂柱内的吸附树脂洗干净，用再生液在温度为15_30°C条件下，过柱流 速为1-4BV/H，最后用水洗至ρΗ < 9 ；所述的再生液包含有1. 5-2. 5wt%的氢氧化钠和8-12wt%的氯化钠，所述再生液 的用量为1.5-5BV再生树脂。4优选地，先用水将树脂柱内的吸附树脂洗干净，用再生液在温度为15_30°C条件 下，过柱流速为2BV/H，最后用水洗至pH < 9 ；所述的再生液包含有1. 5-2. 5wt%的氢氧化钠和8_12wt%的氯化钠，所述再生液 的用量为3BV再生树脂。所述的液体饮料为去除果肉果汁饮料的清汁。所述的清汁的浓度为5_25brix。术语解释BV(Bed Volume)树脂床体积，即装填树脂量。具体地，本专利技术的树脂吸附法去除液体饮料中的砷的方法包括1.所述的树脂法去除果汁中砷吸附步骤，指树脂进行酸洗等预处理，然后果汁送 入装有除砷树脂的树脂柱中进行吸附除砷过程，吸附处理体积5-200BV，吸附流速1-9BV/ H，吸附温度10-55 °C。2.所述的吸附剂基体为各个品牌的专用除砷树脂如漂莱特!^errIX A33E树脂，蓝 晓公司LSC-AS等。3.解吸剂为1. 5-2. 5%氢氧化钠+8-12%氯化钠，用量2-5BV ；4.解吸方法为1. 5-2. 5%氢氧化钠+8-12%氯化钠，3BV再生树脂，温度10-50度， 过柱流速为1. 5-3. 5BV/h，再生剂过完后，用纯水洗至pH <本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种树脂吸附法去除液体饮料中的砷的方法，其特征在于所述的方法包括下述步骤：在１０－５５℃条件下，液体饮料以１－９ＢＶ／Ｈ的速度通过载铁类吸附树脂，即得。

【技术特征摘要】
1.一种树脂吸附法去除液体饮料中的砷的方法，其特征在于所述的方法包括下述步骤在10-55°c条件下，液体饮料以1-9BV/H的速度通过载铁类吸附树脂，即得。2.根据权利要求1所述的树脂法去除果汁中砷的方法，其特征在于 所述的液体饮料以4BV/H的速度通过载铁类吸附树脂。3.根据权利要求1或2所述的树脂法去除果汁中砷的方法，其特征在于所述的载铁类吸附树脂是由氢氧化铁α晶型与树脂以结合，其中氢氧化铁与树脂的 质量比为10 1至1 1。4.根据权利要求3所述的树脂法去除果汁中砷的方法，其特征在于 所述的氢氧化铁与树脂的质量比为7 1至3 1。5.根据权利要求3所述的树脂法去除果汁中砷的方法，其特征在于还包括载铁类吸附 树脂的预处理步骤用酸溶液按1-4BV/H流速通过载铁类吸附树脂，再用水洗至ρΗ > 5，所述的酸溶液的用 量为1-3BV06.根据权利要求5所述的树脂法去除果汁中砷的方法，其特征在于所述载铁类吸附树脂的预处理步骤为用酸溶液按2BV/H流速通过载铁类吸附树脂， 再用水洗至PH > 5，...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇晓康，王日升，刘金华，王程，关利敏，李彦，
申请(专利权)人：西安蓝晓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：87