氯型阴离子交换树脂去除Ca-EDTA土壤淋洗液中Cu、Zn、Pb、Cd的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氯型阴离子交换树脂去除Ca-EDTA土壤淋洗液中Cu、Zn、Pb、Cd的方法。
【背景技术】
[0002]目前，在土壤淋洗过程中会产生许多淋洗液，由于淋洗液中含有EDTA与重金属，如果将淋洗液直接进行排放的话会对环境造成污染，同时考虑到EDTA价格比较昂贵，当处理大量受污染土壤时，所需成本较高。因此对Η)ΤΑ进行回收利用，可以降低土壤淋洗的成本。
[0003]目前处理EDTA洗出液的方法常见的有沉淀法，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法、化学还原法、电化学还原法和高分子重金属捕集剂法等。另有使废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行吸附、浓缩、分离的方法，包括吸附、溶剂萃取、蒸发和凝固法、离子交换和膜分离等。或是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法(陈锦绣等，2013)。其中一种方法为Na〗S沉淀法，该方法是在喊性环境下，使Ca-EDTA土壤淋洗液与Na2S溶液发生反应，使淋洗液中重金属形成硫化物沉淀从而被回收利用，随后用HNO3调节回收的EDTA溶液的pH值，然后将回收的EDTA溶液继续用以土壤淋洗，但是与第一次淋洗时相比，各重金属元素的去除率都有所降低，同时产生的大量沉淀物的后继处理带来问题(曾清如，2003)。宋吉明等(2000)研究发现，螯合交换树脂能够去除水中的重金属离子，并且树脂可以再生，进行重复利用。但该方法对于回收处理Η)ΤΑ存在条件下溶液中的重金属尚存在处理效率低的缺陷。至今，本发明所用的氯型阴离子交换树脂尚未用于处理Ca-EDTA土壤淋洗液，以此作为本发明的创新点。
[0004]本发明所用的氯型阴离子交换树脂通过对Ca-EDTA土壤淋洗液中重金属盐的吸附，从而可以达到去除Ca-EDTA土壤淋洗液中重金属和回收EDTA的效果。另外，吸附后树脂可以通过与一定浓度的(酸、碱或盐)溶液发生交换反应，脱除掉树脂上吸附的离子，从而使树脂层内失效的树脂重新恢复吸附交换的能力，使其再生并用于后续淋洗试验，同样具备较好的淋洗效果。这样也有利于节约处理淋洗液的成本，同时操作更为简便。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种氯型阴离子交换树脂去除Ca-EDTA土壤淋洗液中Cu、Zn、Pb、Cd的方法
本发明提供的氯型阴离子交换树脂去除Ca-EDTA 土壤淋洗液中Cu、Zn、Pb、Cd的方法步骤为:
1)2.5mmoI/LCa-EDTA溶液由EDTA(二乙胺四乙酸)，氧化钙，按照1:2摩尔比例配置；
2)淋洗液的制备:取风干后过2mm筛的土壤300g加入到2L的烧杯中，加入1500ml2.5mmol.L-1的Ca-EDTA溶液，在室温条件下电动搅拌机以150 r.min-Ι的速度搅拌2 h，静置12h，将烧杯中的洗出液倒入10ml离心管中以4000 r.min-Ι离心15min，过滤，淋洗液收集后用于后续回收实验。
[0006]3)阴离子交换树脂吸附:称取2.0Og阴离子交换树脂装入一系列60 ml离心瓶中，分别按照固液比1:5、1:10、1:20加入已制备好的淋洗液，然后在振荡器上以150 r.min-1恒温(25°C)振荡2 h，过滤，将树脂与淋洗液分离，树脂收集以备重复使用，淋洗液中的重金属含量待测。每个处理重复三次，结果取平均值。
[0007]4)阴离子交换树脂再生试验:取收集的已使用过的树脂，通过过柱实验，采用两步再生法:第一步，用酸将重金属离子从树脂上洗脱下来;本试验采用0.lmol/L HCl。第二步，用碱液将树脂恢复到其初始状态;本试验采用0.lmol/L NaOH。随后用蒸馏水冲洗，洗净树脂层中残留的碱液。将再生后的树脂继续用于对淋洗液的吸附试验，操作步骤同上。
[0008]本发明采用物理方法制备2.5mmol/L的Ca-EDTA溶液，并与土壤混合后，收集其淋洗液，并用2.0Og氯型阴离子交换树脂以不同固液比与Ca-EDTA淋洗液混合，随后将树脂与淋洗液分离，树脂收集以备重复使用。本发明利用氯型阴离子交换树脂吸附Ca-EDTA淋洗液中重金属，并且树脂在用量较低的情况下能对淋洗液中的重金属有很好的吸附效果。同时树脂可以通过再生进行重复利用，并且同样具有较好的吸附效果，也有利于降低成本，减少对环境的二次污染。
【具体实施方式】
[0009]实例一:阴离子交换树脂吸附:称取2.0Og阴离子交换树脂装入一系列60ml离心瓶中，分别按照固液比1:5、1:10、1:20加入已制备好的淋洗液，然后在振荡器上以150 r.min-Ι恒温(25°C )振荡2 h，过滤，将树脂与淋洗液分离，树脂收集以备重复使用，淋洗液中的重金属含量待测。每个处理重复三次，结果取平均值。经测定:氯型阴离子交换树脂对淋洗液中的Cu、Zn、Pb、Cd都有较好的吸附效果，且在不同的固液比下，对重金属的去除效率基本一致，在固液比为1: 20的条件下，淋洗液中Cu、Pb、Cd的去除率分别为100%，96%，95%。而Zn的去除率要稍低一些，在相同条件下，其去除率为74%。
[0010]实例二:EDTA的回收及再利用:试验操作步骤同上。经测定:经过回收得到的EDTA溶液仍有一定去除土壤中重金属的能力。回收的Η)ΤΑ溶液对Cd的去除率仍接近50%，但是与第一次淋洗时相比，各重金属元素的去除率都大幅降低，其去除效率均减少超过30%。
[0011]实例三:阴离子交换树脂再生:考虑到成本与效率的关系，采用固液比1:20进行吸附试验。取收集的已使用过的树脂，通过过柱实验，采用两步再生法:第一步，用酸将重金属离子从树脂上洗脱下来;本试验采用0.1mo 1/L盐酸。第二步，用碱液将树脂恢复到其初始状态;本试验采用0.lmol/L氢氧化钠。随后用蒸馏水冲洗，洗净树脂层中残留的碱液。将再生后的树脂继续用于对淋洗液的吸附试验，操作步骤同上。经测定分析:经过再生后的树脂对淋洗液中的重金属均有较好的吸附效果，对Cu、Zn、Pb、Cd的去除率分别为:95.65%, 74.56%、99.69%、100%。
[0012]本发明采用物理方法制备2.5mmol/L的Ca-EDTA溶液，并与土壤混合后，收集其淋洗液，并用氯型阴离子交换树脂土壤淋洗液混合，随后将树脂与淋洗液分离，收集以备重复使用。本发明所用的氯型阴离子交换树脂能对淋洗液中金属离子具有较好的吸附能力，并且树脂在用量较低的情况下能对淋洗液中的重金属有很好的吸附效果。同时树脂可以通过两步再生法进行再生，从而重复利用，并且同样具有较好的吸附效果，也有利于降低成本，减少对环境的二次污染。
【主权项】
1.一种氯型阴离子交换树脂去除Ca-EDTA土壤淋洗液中Cu、Zn、Pb、Cd的方法其特征包括如下步骤: (1)2.5mmol/L溶液由EDTA(二乙胺四乙酸)，氧化钙，按照1:2摩尔比例配置； (2)淋洗液的制备:取风干后过2mm筛的土壤300g加入到2L的烧杯中，加入1500ml2.5mmol.L-1的Ca-EDTA溶液，在室温条件下电动搅拌机以150 r.min-Ι的速度搅拌2 h，静置12h，将烧杯中的洗出液倒入10ml离心管中以4000 r.min-Ι离心15min，过滤，淋洗液收集后用于后续回收实验。2.(3)阴离子交换树脂吸附:称取2.0Og阴离子交换树脂装入一系列60 ml离心瓶中，分别按照固液比1:5、1:10、1:20加入已制备好的淋洗液，然后在振荡器上以150 r.min_l恒温(25°C)振荡2 h，过滤，将树脂与淋洗液分离，树脂收集以备重复使用，淋洗液中的重金属含量待测。3.每个处理重复三次，结果取平均值。4.(4)阴离子交换树脂再生试验:取收集的已使用过的树脂，通过过柱实验，采用两步再生法:第一步，用酸将重金属离子从树脂上洗脱下来;本试验采用0.lmol/L盐酸。5.第二步，用碱液将树脂恢复到其初始状态;本试验采用0.lmol/L氢氧化钠。6.随后用蒸馏水冲洗，洗净树脂层中残留的碱液。7.将再生后的树脂继续用于对淋洗液的吸附试验，操作步骤同上。
【专利摘要】摘要:本发明采用物理方法制备2.5mmol/L的Ca-EDTA溶液，并淋洗污染土壤，收集其淋洗液，并用氯型阴离子交换树脂与Ca-EDTA土壤淋洗液混合，随后将树脂与淋洗液分离，树脂收集以备重复使用。本发明所用的氯型阴离子交换树脂对Ca-EDTA淋洗液中重金属具有较好的吸附能力，并且树脂在用量较低的情况下能对淋洗液中的重金属有很好的吸附效果。同时树脂可以通过两步再生法进行再生，从而重复利用，并且同样具有较好的吸附效果，也有利于降低成本，减少对环境的二次污染。
【IPC分类】C02F101/20, C02F1/42
【公开号】CN105668702
【申请号】CN201610046850
【发明人】曾清如, 严律己, 葛一陈
【申请人】湖南农业大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月25日