基于铁基生物炭的重金属络合废水处理及其资源化工艺

文档序号:25543567发布日期:2021-06-18 20:40阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于铁基生物炭的重金属络合废水处理及其资源化工艺,其特征在于,包括s1重金属络合废水处理工艺和s2重金属资源化处理工艺;

所述s1重金属络合废水处理工艺包括如下步骤:

s1-1、添加铁基生物炭到重金属络合废水中发生吸附反应;

s1-2、添加氧化剂1到s1-1反应液中发生催化破络合反应,反应完成后分离残渣1和净化液,所述净化液排放,所述残渣1送s2重金属资源化处理工艺;

所述s2重金属资源化处理工艺包括如下步骤:

s2-1、所述残渣1使用淋洗液淋洗,得到活化的铁基生物炭和含重金属的废液,所述活化的铁基生物炭循环使用;

s2-2、添加氧化剂2到s2-1所述含重金属的废液中发生氧化反应,反应30-60min后调节溶液ph至3-5,分离残渣2和上清液,将所述上清液蒸干得高纯度重金属盐。

2.根据权利要求1所述的重金属络合废水处理及其资源化工艺,其特征在于,所述铁基生物炭的制备方法包括如下步骤:

(1)制备生物炭:将生物质晾干、研磨并过筛后,在用氮气净化10-30min的管式炉中以300-500℃温度低温碳化30-60min,自然冷却,依次经稀酸、稀碱溶液处理,然后洗涤、干燥得生物炭;

(2)制备铁和生物炭的混合物:将步骤(1)制得的生物炭分散在亚铁溶液中搅拌得铁和生物炭的混合物,其中碳与铁的质量比为0.1-3:1;

(3)生物炭还原:调节步骤(2)混合物ph值ph值不高于6,将所述混合物转移到连续搅拌回流装置中,在保护气氛下将质量百分比为0.01-10%的还原剂溶液连续滴入混合物中,滴加完后继续搅拌30-60min;

(4)制备铁基生物炭:将羧基酸溶液加入到步骤(3)所得混合溶液中,在15-45℃温度下搅拌30-60min,通过外加磁场固液分离后得黑色固体物,然后将黑色固体物洗涤后置于空气条件下进行再氧化得铁基生物炭。

3.根据权利要求2所述的重金属络合废水处理及其资源化工艺,其特征在于,所述稀酸溶液浓度为1mol/l,所述稀碱溶液浓度为1mol/l。

4.根据权利要求2所述的重金属络合废水处理及其资源化工艺,其特征在于,所述生物质为稻壳;和/或,所述亚铁溶液为硫酸亚铁、氯化亚铁和硝酸亚铁中的一种或多种,所述亚铁溶液ph值不高于6。

5.根据权利要求2所述的重金属络合废水处理及其资源化工艺,其特征在于,所述还原剂为硼氢化钠、氯化亚锡、硼氢化钾和硫代硫酸钠中的一种或多种。

6.根据权利要求2所述的重金属络合废水处理及其资源化工艺,其特征在于,所述羧基酸溶液为柠檬酸、草酸、甲酸和乙酸中的一种或多种,所述羧酸溶液浓度为1.0-5.0g/l。

7.根据权利要求1所述的重金属络合废水处理及其资源化工艺,其特征在于,所述铁基生物炭添加量为300-1000mg/l,所述氧化剂1添加量100-800mg/l,所述氧化剂1为双氧水。

8.根据权利要求1所述的重金属络合废水处理及其资源化工艺,其特征在于,所述淋洗液为浓度为0.1-1.0mol/l的盐酸溶液。

9.根据权利要求1所述的重金属络合废水处理及其资源化工艺,其特征在于,所述氧化剂2为氧气、双氧水和臭气中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的重金属络合废水处理及其资源化工艺,其特征在于,所述重金属络合废水为含cd-edta或cd(ii)的重金属络合废水。


技术总结
本发明公开了一种基于铁基生物炭的重金属络合废水处理及其资源化工艺,包括重金属络合废水处理工艺和重金属资源化处理工艺。重金属络合废水处理工艺包括:先添加铁基生物炭到重金属络合废水中发生吸附反应,然后添加氧化剂1发生催化破络合反应,完成后分离残渣和净化液,净化液排放,残渣送重金属资源化处理工艺。重金属资源化处理工艺包括:通过淋洗液对残渣进行淋洗,得到活化的铁基生物炭和含重金属的废液,活化的铁基生物炭重复利用,含重金属的废液加入氧化剂2发生氧化反应,再调节pH值,分离残渣和上清液,将上清液蒸干得高纯度的重金属盐。本发明解决现有技术中氧化效率低,重金属分离后难以资源化的问题,易于规模化推广应用。

技术研发人员:陈润华;程钰莹;兰志强;董淮海;吴灵蕴;王娇;李四海
受保护的技术使用者:中南林业科技大学
技术研发日:2021.02.05
技术公布日:2021.06.18
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