专利名称：一种利用离子螯合纤维吸附回收水体中重金属离子的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用离子螯合纤维吸附回收水体中重金属离子的方法，属于环保
技术领域。
背景技术：
随着电镀、采矿、冶炼、电子、化工等行业的发展，重金属的应用日益广泛，重金属 废水的排放量也越来越大。过量的重金属对人体危害极大，如过量的三价铬易积存在肺泡 中，引起肺癌；过量的铜会促使肝硬化；过量的镍会引起头痛、恶心甚至高烧、呼吸困难等。 因此，重金属废水的治理越来越受到人们的关注，重金属废水治理技术也不断发展。
对于重金属废水的处理，传统的方法有化学沉淀法、电解法、离子交换法、过滤、反 渗透、溶剂萃取、蒸发回收以及吸附法等。化学沉淀法处理重金属废水，过程简单、技术成 熟、处理成本低、适应性强，其缺点在于占地面积大，产生重金属污泥，若污泥没有得到妥善 的处理还会产生二次污染。电解法流程简单，占地面积小，回收的金属纯度也高，但电解法 耗电多，出水水质较差，适合高浓度废水的处理。中国专利CN1904142公开了一种蚀刻废液 或低含铜废水的提铜方法，采用萃取剂萃取含铜废水，该法操作简单，可回收铜，其缺点在 于萃取剂再生不方便，成本高。吸附法处理含重金属废水，吸附剂来源广泛、成本低、操作方 便、吸附效果好，但吸附剂的使用寿命短，再生困难，难以回收重金属离子。离子交换法是近 年来发展较快的一种方法来，但其主要交换材料之一——离子交换树脂成本较高、吸附速 率慢且对水质有一定的限制，如废水中有机物和氧化物会使树脂失效等，其应用也有一定 的局限性。 此外，以上方法中多数是在工业废水排放之前对其进行处理，使重金属含量达到 排放指标，而对于已经被重金属离子污染的自然水体，如受工业废水污染的池塘和湖泊水 以及重金属矿藏附近的地表水等，还没有合适的方法和设备进行处理。
发明内容
本发明的目的是为了提出一种利用离子螯合纤维吸附回收水体中重金属离子的 方法。 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。 本发明的一种利用离子螯合纤维吸附回收水体中重金属离子的方法，该方法的具 体步骤为 1)将离子螯合纤维制备成反应模块； 2)将制备好的反应模块安装在装有待处理水体的吸附区内进行吸附； 3)当反应模块在吸附区吸附完成后，进入再生区进行再生，再生区内依次有酸洗、
水洗、碱再生和水洗； 4)再生完成后，反应模块返回到吸附区，完成一个循环，然后反应模块进行继续吸 附，形成反应模块对重金属离子吸附回收的连续过程。
经过上述过程排放的水达到了《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的要求。
上述步骤1)中的离子螯合纤维含有胺基、胺肟基或胺腙基； 上述步骤1)中的反应模块由离子螯合纤维直接制成或将离子螯合纤维填充到由
塑料或金属材料制成的板框支架中制成； 上述步骤1)中的反应模块为矩形、扇形或圆形； 上述步骤2)中的反应模块也可以直接投入工业废水或受污染的水体中； 上述步骤3)中的酸洗过程采用浓度为0. 6mo/L-l. 2mo/L的稀盐酸、0. 3mo/
L-0. 6mol/L的稀硫酸或0. 6mo/L_l. 2mo/L稀硝酸； 上述步骤3)中的碱再生过程采用浓度为0. 5mo/L-l. 0mo/L的氨水。
有益效果 本发明的吸附速度快，吸附容量高，处理效率高，可以使工业废水中重金属离子浓 度达到国家排放标准，使污染水体得到净化；酸洗过程洗脱速度快，再生速率快，达到重复 利用纤维反应模块的目的，其中稀酸可以反复利用，最终进行浓縮回收，不会产生二次污 染；本发明回收重金属离子工艺简单，设备容易操作，过程总的能耗低，投资少、见效快。
具体实施方式
实施例1 1)将含有胺基的离子螯合纤维填充到由塑料材料制成的矩形框架中制成反应模 块； 2)将制备好的反应模块直接投入到工业废水的水体中进行吸附，反应模块吸附完 成后进入到再生区，依次进行酸洗、水洗、碱再生和水洗进行再生； 3)再生完成后，反应模块返回到工业废水的水体中，完成一个循环，然后反应模块 进行继续吸附，形成反应模块对重金属离子吸附回收的连续过程。
上述步骤2)中的酸洗过程采用浓度为0. 6mo/L的稀盐酸；
上述步骤2)中的碱再生过程采用浓度为0. 5mo/L的氨水。
实施例2 1)将含有胺肟基的离子螯合纤维填充到由金属材料制成的扇形框架中制成反应 模块； 2)将制备好的反应模块安装在装有待处理水体的吸附区内进行吸附； 3)当反应模块在吸附区吸附完成后进入到再生区，依次进行酸洗、水洗、碱再生和
水洗进行再生； 4)再生完成后，反应模块返回到吸附区，完成一个循环，然后反应模块进行继续吸
附，形成反应模块对重金属离子吸附回收的连续过程。 上述步骤3)中的酸洗过程采用浓度为0. 3mo/L的稀硫酸； 上述步骤3)中的碱再生过程采用浓度为0. 8mo/L的氨水。 实施例3 1)将含有胺腙基的离子螯合纤维直接制成圆形反应模块； 2)将制备好的反应模块直接投入到受污染的水体中进行吸附； 3)当反应模块吸附完成后，进入再生区进行再生，再生区内依次有酸洗、水洗、碱再生和水洗； 4)再生完成后，反应模块返回到吸附区，完成一个循环，然后反应模块进行继续吸
附，形成反应模块对重金属离子吸附回收的连续过程。 上述步骤3)中的酸洗过程采用浓度为0. 6mo/L稀硝酸； 上述步骤3)中的碱再生过程采用浓度为0. 5mo/L的氨水。 实施例4 1)将含有胺肟基的离子螯合纤维填充到由塑料材料制成的圆形框架中制成反应 模块； 2)将制备好的反应模块安装在装有待处理水体的吸附区内进行吸附； 3)当反应模块在吸附区吸附完成后，进入再生区进行再生，再生区内依次有酸洗、
水洗、碱再生和水洗； 4)再生完成后，反应模块返回到吸附区，完成一个循环，然后反应模块进行继续吸
附，形成反应模块对重金属离子吸附回收的连续过程。 上述步骤3)中的酸洗过程采用浓度为1. 2mo/L的稀盐酸； 上述步骤3)中的碱再生过程采用浓度为1. 0mo/L的氨水。 实施例5 1)将含有胺基的离子螯合纤维填充到由塑料材料制成的圆形框架中制成反应模 块； 2)将制备好的反应模块安装在装有待处理水体的吸附区内进行吸附； 3)当反应模块在吸附区吸附完成后，进入再生区进行再生，再生区内依次有酸洗、
水洗、碱再生和水洗； 4)再生完成后，反应模块返回到吸附区，完成一个循环，然后反应模块进行继续吸
附，形成反应模块对重金属离子吸附回收的连续过程。 上述步骤3)中的酸洗过程采用浓度为0. 6mol/L的稀硫酸； 上述步骤3)中的碱再生过程采用浓度为0. 9mo/L的氨水。 实施例6 1)将含有胺基的离子螯合纤维填充到由塑料材料制成的圆形框架中制成反应模 块； 2)将制备好的反应模块安装在装有待处理水体的吸附区内进行吸附； 3)当反应模块在吸附区吸附完成后，进入再生区进行再生，再生区内依次有酸洗、
水洗、碱再生和水洗； 4)再生完成后，反应模块返回到吸附区，完成一个循环，然后反应模块进行继续吸
附，形成反应模块对重金属离子吸附回收的连续过程。 上述步骤3)中的酸洗过程采用浓度为1. 2mo/L稀硝酸；
0061] 上述步骤3)中的碱再生过程采用浓度为0. 9mo/L的氨水。 实施例7 1)将含有胺腙基的离子螯合纤维填充到由塑料材料制成的圆形框架中制成反应 模块； 2)将制备好的反应模块安装在装有待处理水体的吸附区内进行吸附；
3)当反应模块在吸附区吸附完成后，进入再生区进行再生，再生区内依次有酸洗、 水洗、碱再生和水洗； 4)再生完成后，反应模块返回到吸附区，完成一个循环，然后反应模块进行继续吸
附，形成反应模块对重金属离子吸附回收的连续过程。 上述步骤3)中的酸洗过程采用浓度为0. 9mo/L的稀盐酸； 上述步骤3)中的碱再生过程采用浓度为0. 6mo/L的氨水。 实施例8 1)将含有胺腙基的离子螯合纤维填充到由塑料材料制成的圆形框架中制成反应 模块； 2)将制备好的反应模块安装在装有待处理水体的吸附区内进行吸附； 3)当反应模块在吸附区吸附完成后，进入再生区进行再生，再生区内依次有酸洗、
水洗、碱再生和水洗； 4)再生完成后，反应模块返回到吸附区，完成一个循环，然后反应模块进行继续吸
附，形成反应模块对重金属离子吸附回收的连续过程。 上述步骤3)中的酸洗过程采用浓度为0. 5mol/L的稀硫酸； 上述步骤3)中的碱再生过程采用浓度为0. 7mo/L的氨水。 实施例9 1)将含有胺腙基的离子螯合纤维填充到由塑料材料制成的圆形框架中制成反应 模块； 2)将制备好的反应模块安装在装有待处理水体的吸附区内进行吸附； 3)当反应模块在吸附区吸附完成后，进入再生区进行再生，再生区内依次有酸洗、
水洗、碱再生和水洗； 4)再生完成后，反应模块返回到吸附区，完成一个循环，然后反应模块进行继续吸
附，形成反应模块对重金属离子吸附回收的连续过程。 上述步骤3)中的酸洗过程采用浓度为1. 0mo/L稀硝酸； 上述步骤3)中的碱再生过程采用浓度为0. 8mo/L的氨水。
权利要求
一种利用离子螯合纤维吸附回收水体中重金属离子的方法，其特征在于该方法的具体步骤为1)将离子螯合纤维制备成反应模块；2)将制备好的反应模块安装在装有待处理水体的吸附区内进行吸附；3)当反应模块在吸附区吸附完成后，进入再生区进行再生，再生区内依次有酸洗、水洗、碱再生和水洗；4)再生完成后，反应模块返回到吸附区，完成一个循环，然后反应模块进行继续吸附，形成反应模块对重金属离子吸附回收的连续过程。
2. 根据权利要求1所述的一种利用离子螯合纤维吸附回收水体中重金属离子的方法， 其特征在于步骤1)中的离子螯合纤维含有胺基、胺肟基或胺腙基。
3. 根据权利要求1所述的一种利用离子螯合纤维吸附回收水体中重金属离子的方法， 其特征在于步骤1)中的反应模块由离子螯合纤维直接制成或将离子螯合纤维填充到由 塑料或金属材料制成的板框支架中制成。
4. 根据权利要求1所述的一种利用离子螯合纤维吸附回收水体中重金属离子的方法， 其特征在于步骤1)中的反应模块为矩形、扇形或圆形。
5. 根据权利要求1所述的一种利用离子螯合纤维吸附回收水体中重金属离子的方法， 其特征在于步骤2)中的反应模块也可以直接投入工业废水或受污染的水体中。
6. 根据权利要求1所述的一种利用离子螯合纤维吸附回收水体中重金属离子的方 法，其特征在于步骤3)中的酸洗过程采用浓度为0. 6mo/L-l. 2mo/L的稀盐酸、0. 3mo/ L-0. 6mol/L的稀硫酸或0. 6mo/L_l. 2mo/L稀硝酸。
7. 根据权利要求1所述的一种利用离子螯合纤维吸附回收水体中重金属离子的方法， 其特征在于步骤3)中的碱再生过程采用浓度为0. 5mo/L-l. 0mo/L的氨水。
全文摘要
本发明涉及一种利用离子螯合纤维吸附回收水体中重金属离子的方法，属于环保技术领域。将离子螯合纤维制备成反应模块；将制备好的反应模块安装在装有待处理水体的吸附区内进行吸附；当反应模块在吸附区吸附完成后，进入再生区进行再生，再生区内依次有酸洗、水洗、碱再生和水洗；再生完成后，反应模块返回到吸附区，完成一个循环，然后反应模块进行继续吸附，形成反应模块对重金属离子吸附回收的连续过程。经过上述过程排放的水达到了《污水综合排放标准》的要求。本发明的吸附速度快，吸附容量高，处理效率高；酸洗过程洗脱速度快，再生速率快；本发明回收重金属离子工艺简单，设备容易操作，过程总的能耗低，投资少、见效快。
文档编号C02F1/28GK101746843SQ20091021696
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者宋春丽, 张琴, 管迎梅, 翟密橙, 范海明, 陈兆文, 黄华尧 申请人:中国船舶重工集团公司第七一八研究所