上设置有出水口，第一吸附柱和第二吸附柱的外壳中均装有柱填料，第一吸附柱的出水口通过管件3与第二吸附柱的进水口连通，管件3上设置有控制阀4，第一吸附柱的柱填料为实施例3制备的硝酸改性的核桃壳基颗粒活性炭5，其填充厚度为5cm，第二吸附柱的柱填料为实施例6制备的钛精矿改性的核桃壳基颗粒活性炭6，其填充厚度为5cm ;所述第一吸附柱I和第二吸附2的柱填料的下方均设置有厚度为0.5cm的第一玻璃纤维层7，第一吸附柱和第二吸附柱的柱填料的上方均设置有厚度为0.5cm的第二玻璃纤维层8，第一吸附柱和第二吸附柱中均设置有与进水口相连通的布水器9。
[0057]实施例10:串联吸附柱结构
[0058]本实施例中，所述选择性富集分离电镀废水中Cu(II)和Cr(VI)的串联吸附柱的结构如图3所示，包括第一吸附柱I和第二吸附柱2，第一吸附柱I和第二吸附柱2的内径均为10mm，第一吸附柱和第二吸附柱外壳的上端面上均设置有进水口、下端面上设置有出水口，第一吸附柱和第二吸附柱的外壳中均装有柱填料，第一吸附柱的出水口通过管件3与第二吸附柱的进水口连通，管件3上设置有控制阀4和取样口 10，第一吸附柱的柱填料为实施例2制备的硝酸改性的核桃壳基颗粒活性炭5，其填充厚度为2cm，第二吸附柱的柱填料为实施例5制备的核桃壳基钛精矿改性的颗粒活性炭6，其填充厚度为2cm ;所述第一吸附柱I和第二吸附2的柱填料的下方均设置有厚度为0.2cm的第一玻璃纤维层7，第一吸附柱和第二吸附柱的柱填料的上方均设置有厚度为0.2cm的第二玻璃纤维层8，第一吸附柱I和第二吸附柱2中均设置有与进水口相连通的布水器9。
[0059]实施例11
[0060]本实施例中，采用实施例10中的串联吸附柱处理实验室配制的模拟电镀废水，模拟电镀废水为二价铜离子和六价铬离子的混合液，其中，二价铜离子的浓度Ceum) = 25mg/L、六价络离子的浓度C&(VI)= 25mg/L。
[0061]将第一吸附柱I与第二吸附柱2之间的管件3上的控制阀4打开，在25°C下采用蠕动泵将模拟电镀废水按照lOmL/min的流量从第一吸附柱的入口泵入第一吸附柱，于不同时间点从取样口 10取第一吸附柱的出水，以及在不同时间点从第二吸附柱的出水口处去第二吸附柱的出水，并测定第一吸附柱和第二吸附柱出水的水质情况，动态吸附90min后，第一吸附柱对模拟废水中Cu(II)的去除率高于94%，对Cr (VI)的去除率低于0.5%，而此时，第一吸附柱的出水经第二吸附柱吸附处理后，模拟废水中的Cr(VI)的去除率达100%，Cu(II)的去除率为95%，即第二吸附柱对Cu (II)的去除率仅为1%。这说明第一吸附柱能选择性吸附Cu(II)，而第二吸附柱能选择性吸附Cr(VI)，并且二者均具有非常好的选择性吸附能力。
[0062]利用50mL浓度为0.lmol/L的HNO3溶液对模拟电镀废水吸附饱和后的第一吸附柱的柱填料进行洗脱，测定洗脱液中的二价铜离子浓度，洗脱液中Cu(II)浓度为模拟废水中Cu(II)浓度的34倍。
[0063]测定于不同时间点取样的第一吸附柱和第二吸附柱出口处的模拟废水的pH值，结果表明:模拟电镀废水的初始pH值约为5.4，经第一吸附柱处理后，第一吸附柱出水的pH值降低至2?4，该pH值范围正好是第二吸附柱吸附Cr (VI)的最佳pH值区间，有利于第二吸附柱有效地吸附Cr (VI)，经第二吸附柱处理后，第二吸附柱出水的pH值回升至4?6。
【主权项】
1.一种选择性富集分离电镀废水中Cu(II)和Cr(VI)的串联吸附柱，其特征在于包括第一吸附柱(I)和第二吸附柱(2)，所述第一吸附柱和第二吸附柱的外壳上设置有进水口和出水口，所述第一吸附柱和第二吸附柱的外壳中装有柱填料，第一吸附柱外壳上设置的出水口通过管件(3)与第二吸附柱外壳上设置进水口相连，所述管件(3)上设置有控制阀(4); 第一吸附柱外壳中的柱填料为硝酸改性的核桃壳基颗粒活性炭(5)，硝酸改性的核桃壳基颗粒活性炭(5)的制备方法为:将核桃壳基活性炭与浓度为I?9mol/L的硝酸混合，在60?80°C搅拌至干燥，然后用水洗涤至洗出液的pH值恒定后干燥、过筛，浓度为I?9mol/L的硝酸的用量为:每Ikg核桃壳基活性炭加入5?15L所述硝酸； 第二吸附柱外壳中的柱填料为钛精矿改性的核桃壳基颗粒活性炭￠)，钛精矿改性的核桃壳基颗粒活性炭出)的制备方法为:将核桃壳颗粒与钛精矿粉末混合均匀，然后将其与浓度为10?60wt.%的磷酸混合，烘干后在氮气保护下加热至400?600°C并在该温度保温30?90min，再用水洗涤至洗出液的pH值恒定后干燥、过筛，每Ikg核桃壳颗粒加入I?3L所述磷酸。
2.根据权利要求1所述的选择性富集分离电镀废水中Cu(II)和Cr(VI)的串联吸附柱，其特征在于所述第一吸附柱(I)和第二吸附柱(2)的柱填料下方设置有第一玻璃纤维层(7)，所述第一吸附柱(I)和第二吸附柱(2)的柱填料上方设置有第二玻璃纤维层(8)。
3.根据权利要求2所述的选择性富集分离电镀废水中Cu(II)和Cr(VI)的串联吸附柱，其特征在于所述第一吸附柱和第二吸附柱外壳上设置的进水口位于第二玻璃纤维层(8)的上方，第一吸附柱和第二吸附柱外壳上设置的出水口位于第一玻璃纤维层(7)的下方；或者，第一吸附柱和第二吸附柱外壳上设置的进水口位于第一玻璃纤维层的(7)的下方，第一吸附柱和第二吸附柱外壳上设置的出水口位于第二玻璃纤维层(8)的上方。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的选择性富集分离电镀废水中Cu(II)和Cr(VI)的串联吸附柱，其特征在于所述第一吸附柱(I)和第二吸附柱(2)外壳中设置有与所述进水口相通的布水器(9)。
5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的选择性富集分离电镀废水中Cu(II)和Cr(VI)的串联吸附柱，其特征在于连接第一吸附柱(I)和第二吸附柱(2)的管件(3)上设置有取样口(10)。
6.根据权利要求1至3中任一权利要求所述用于选择性富集分离电镀废水中Cu(II)和Cr (VI)的串联吸附柱，其特征在于制备钛精矿改性的核桃壳基颗粒活性炭(6)时，钛精矿粉添加的量为核桃壳颗粒质量的0.1%?5%。
7.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的选择性富集分离电镀废水中Cu(II)和Cr(VI)的串联吸附柱，其特征在于所述过筛是指过5?20目的筛。
8.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的选择性富集分离电镀废水中Cu(II)和Cr(VI)的串联吸附柱，其特征在于所述核桃壳基活性炭的制备方法为:将核桃壳颗粒与浓度为10?60wt.%的磷酸混合，在400?600°C活化反应30?90min，浓度为10?60wt.%的磷酸的用量为??每Ikg核桃壳颗粒加入I?3L所述磷酸。
9.根据权利要求8所述的选择性富集分离电镀废水中Cu(II)和Cr(VI)的串联吸附柱，其特征在于所述核桃壳颗粒的颗粒大小为5?20目。
10.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的选择性富集分离电镀废水中Cu(II)和Cr(VI)的串联吸附柱，其特征在于所述核桃壳颗粒的颗粒大小为5?20目。
【专利摘要】本发明提供了一种选择性富集分离电镀废水中Cu(II)和Cr(VI)的串联吸附柱，包括第一吸附柱和第二吸附柱，第一吸附柱和第二吸附柱的外壳上设置有进水口和出水口，第一吸附柱和第二吸附柱的外壳中装有柱填料，第一吸附柱外壳上设置的出水口通过管件与第二吸附柱外壳上设置进水口相连，管件上设置有控制阀；第一吸附柱外壳中的柱填料为硝酸改性的核桃壳基颗粒活性炭，第二吸附柱外壳中的柱填料为钛精矿改性的核桃壳基颗粒活性炭。本发明所述串联吸附柱能够实现对电镀废水中的Cu(II)和Cr(VI)进行选择性吸附，降低分离、富集Cu(II)和Cr(VI)的成本。
【IPC分类】C02F1-28, C02F9-02, B01J20-20
【公开号】CN104787913
【申请号】CN201510141676
【发明人】谢汝桢, 蒋文举, 张永丽, 陈尧
【申请人】四川大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月27日