专利名称：生物吸附剂填充柱分离重金属铅镉的方法
技术领域：
本发明涉及废弃秸杆应用和重金属分离领域，尤其涉及ー种生物吸附剂填充柱分离重金属铅镉的方法。
背景技术：
重金属具有毒性大，在环境中不易被代谢，易被生物富集并有生物放大效应等特点，不但污染水环境，也严重威胁人类和水生生物的生存。冶金废水是含重金属离子废水的主要来源之一。这些未经处理的含镉、铅、铜等重金属的废液ー经排放，将会对环境造成严重污染，并直接影响到人类的生产和 生活。含重金属离子的冶金污水处理方法很多，主要有共沉淀法、絮凝法、离子交換法、溶剂萃取法、吸附法、膜分离法等，但这些方法存在处理成本较高、操作复杂、二次污染严重等问题，因此寻求一种高效、廉价的冶金废水的处理方法迫在眉睫。近年来，生物吸附法因具有原材料来源丰富、处理成本低、无毒、二次污染小、易被生物降解等优点而备受关注。生物吸附法是利用某些生物体本身的化学结构及成分特性，吸附溶于水中的化学污染物，通过固液两相分离来去除水溶液中污染物的方法。生物吸附法作为ー种新兴的重金属污水处理技术，主要是以废弃生物体作为吸附材料。作物秸杆是成熟农作物茎叶(穂)部分的总称，通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花和其它农作物在收获籽实后的剰余部分。这些作物秸杆来源丰富，简单易得，是ー种具有多用途的可再生的生物资源。然而未经改性的这些生物吸附剂存在吸附容量低，吸附选择性差，这些问题的存在限制了生物吸附剂的在实际废水处理中的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供ー种生物吸附剂填充柱分离重金属铅镉的方法，其吸附选择性好、操作简便、应用范围广、利用率高。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是生物吸附剂填充柱分离重金属铅镉的方法，包括有以下步骤采用湿法装柱的方法将羟基表面改性秸杆装入层析柱中，将含有重金属铅镉的废水经蠕动泵逆流至填充柱中进行动态吸附，回收流出液；然后用0. 2mol/L的こニ胺四こ酸ニ钠洗脱液洗脱填充柱，回收洗脱液，通过监测流出液和洗脱液中铅离子和镉离子的浓度即可将铅镉分离，经洗脱后的填充柱可反复使用。按上述方案，所述的羟基表面改性秸杆的制备方法是
1)将农作物秸杆干燥粉碎，过筛，得秸杆粉末；
2)将羟基表面改性剂加入N，N-ニ甲基甲酰胺中，在密闭条件下超声溶解，完全溶解后加入秸杆粉末，其中，秸杆粉末与羟基表面改性剂按质量比为I :(广1.5)，于70で反应4h后，离心，用去离子水、0. I mol/L NaOH溶液，洗涤产物数次，离心后将产物置于烘箱中60で干燥12 h得羟基表面改性秸杆。按上述方案，所述的农作物秸杆为玉米秸杆、水稻秸杆、小麦秸杆或高粱秸杆。
按上述方案，所述的羟基表面改性剂为均苯四甲酸ニ酐或こニ胺四こ酸ニ酐。本发明的基本反应原理以玉米秸杆为例，重金属离子在改性的玉米秸杆吸附剂上通过离子交換完成吸附过程。反应过程如下所示，R表示玉米秸杆，
权利要求
1.生物吸附剂填充柱分离重金属铅镉的方法，其特征在于包括有以下步骤采用湿法装柱的方法将羟基表面改性秸杆装入层析柱中，将含有重金属铅镉的废水经蠕动泵逆流至填充柱中进行动态吸附，回收流出液；然后用O. 2 mol/L的こニ胺四こ酸ニ钠洗脱液洗脱填充柱，回收洗脱液，通过监测流出液和洗脱液中铅离子和镉离子的浓度即可将铅镉分离，经洗脱后的填充柱可反复使用。
2.根据权利要求I所述的生物吸附剂填充柱分离重金属铅镉的方法，其特征在于所述的羟基表面改性秸杆的制备方法是 1)将农作物秸杆干燥粉碎，过筛，得秸杆粉末； 2)将羟基表面改性剂加入N，N-ニ甲基甲酰胺中，在密闭条件下超声溶解，完全溶解后加入秸杆粉末，其中，秸杆粉末与羟基表面改性剂按质量比为I :(广1.5)，于70で反应4h后，离心，用去离子水、O. I mol/L NaOH溶液，洗涤产物数次，离心后将产物置于烘箱中60で干燥12 h得羟基表面改性秸杆。
3.根据权利要求2所述的生物吸附剂填充柱分离重金属铅镉的方法，其特征在于所述的农作物稻杆为玉米稻杆、水稻稻杆、小麦稻杆或闻粱稻杆。
4.根据权利要求2所述的生物吸附剂填充柱分离重金属铅镉的方法，其特征在于所述的羟基表面改性剂为均苯四甲酸ニ酐或こニ胺四こ酸ニ酐。
全文摘要
本发明涉及一种生物吸附剂填充柱分离重金属铅镉的方法，包括有以下步骤采用湿法装柱的方法将羟基表面改性秸秆装入层析柱中，将含有重金属铅镉的废水经蠕动泵逆流至填充柱中进行动态吸附，回收流出液；然后用0.2mol/L的乙二胺四乙酸二钠洗脱液洗脱填充柱，回收洗脱液，通过监测流出液和洗脱液中铅离子和镉离子的浓度即可将铅镉分离，经洗脱后的填充柱可反复使用。本发明的有益效果是(1)羟基表面改性的秸秆填充柱对重金属铅镉具有很大的吸附容量，且能有效的分离铅镉；(2)生物吸附剂来源广泛，廉价易得；(3)填充柱制作方法简单，操作方便；(4)吸附饱和的填充柱得到综合回收利用，可降低废水处理的成本。
文档编号B01J20/30GK102849817SQ20121030377
公开日2013年1月2日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者池汝安, 余军霞, 王丽艳, 张越非, 徐志高, 肖春桥 申请人:武汉工程大学