铜污染的处理方法

背景及概述^[1]

铜既是植物生长发育的必需微量元素，又是植物多种氧化酶的组成成分。植物缺铜,叶片容易缺绿,并从叶尖开始而且作物不能正常结实。铜是动物正常生长发育的必需元素,若食物缺铜,家畜易致“嗜异癖”的疾病。但同时铜也是需要控制的土壤重金属元素之一。过量的铜会使作物光合作用减弱,枝叶褪绿,根系生长受阻,产量下降。

铜污染处理方法^[1-2]

报道一、

一种处理水中重金属铜污染的方法，其特征在于螯合树脂修饰的介孔氧化硅材料的制备以及脱除水溶液中重金属铜的方法，其步骤是：

(1)含重金属铜的溶液经过滤后引入反应器，调节溶液pH在1～8；

(2)调节溶液温度处于2～60℃；

(3)调节含重金属铜的溶液中铜浓度为<1000mg/L，

(4)将合成的螯合树脂修饰的介孔氧化硅材料MFT/S15-x-y，其中x为有机物与无机物的摩尔比，y为有机物中三聚氰胺与硫脲的摩尔比，有机物与无机物的摩尔比为1:1～20:1，三聚氰胺与硫脲的摩尔比为10:1～1:10，以一定比例投入到过滤后的含重金属铜溶液中，保持固液比在0.1～10g/L；

(5)引入搅拌震荡器，控制速率在0～250rpm；

(6)控制脱附时间在5～120min；

(7)反应后的液体经过固液分离器分离后导入其他反应器中；

(8)取经固液分离器分离后的液体，石墨炉原子吸收分光光度法分析水溶液中残余的铜浓度；

(9)其中，所述螯合树脂修饰的介孔氧化硅材料MFT/S15-x-y的制备方法包括如下步骤：

(1)合成液A的制备：取适量37wt.％的甲醛水溶液和适量的去离子水，用氢氧化钠(0.1mol/L)溶液调整上述溶液pH值至6.5-9.5，之后加入一定量的三聚氰胺和硫脲，于30～80℃下搅拌5～24小时形成溶液A。

(2)合成液B的制备：取适量P123加入烧杯中，再加入适量(4mol/L)HCl溶液和去离子水，在25～60℃下搅拌使P123完全溶解，然后加入适 量正硅酸乙酯，搅拌3～12h，形成溶液B。

(3)将溶液A与溶液B以摩尔比1:1～20:1混和，在30～80℃下继续搅拌12～24h后，再于30～80℃下陈化48小时。将得到的白色沉淀过滤，洗涤，然后干燥，用乙醇索氏抽提24～72小时，即得螯合树脂修饰的介孔氧化硅材料。

(4)MFT/S15-x-y，其中x为有机物与无机物的摩尔比，y为有机物中三聚氰胺与硫脲的摩尔比。有机物与无机物的摩尔比为1:1～20:1，三聚氰胺与硫脲的摩尔比为10:1～1:10。

而采用螯合树脂修饰的介孔氧化硅材料脱除水溶液中重金属铜的方法时，溶液温度为2～60℃，pH范围为1～8，吸附过程振荡频率为0～250r/min，被处理液重金属铜离子浓度为0～1000mg/L，加入螯合树脂修饰的介孔氧化硅材料量为0.1～10g/L，处理时间为5～120min，然后分离吸附有重金属铜离子的螯合树脂修饰的介孔氧化硅材料，即可达到脱除溶液中80％以上的重金属铜。

报道二、

一种养殖业废水中重金属铜的处理工艺，方法步骤如下：

S1：经过前处理使养殖废水的SS值为60mg/L；

S2：经前处理的废水进入吸附反应池，通过向吸附池中投加偶联负磁改性的海泡 石吸附剂对重金属铜进行吸附反应；

S3：反应后的废水进入一体化处理池，通过一体化处理池中设有的磁性钢网将废 水中的海泡石吸附剂滤出，经过滤的废水达到排放标准，可直接从一体化处理池上的 排水口排出；

S4：一段时间后对一体化处理池中富集重金属铜的吸附剂进行处理，一体化处理 池中的废水排空后，向其中加入洗脱液对富集重金属铜的吸附剂进行清洗脱附；

S5：洗脱结束后，向一体化处理池中通入清水，并断开电磁钢网电源使其失去磁 性，负磁吸附剂由于水流冲刷从钢网上脱落，随水流由出水口通过外设的提升泵返回反应 池中，完成吸附剂的循环利用。

S2中偶联负磁改性的海泡石吸附剂的制备方法步骤如下：

1)将海泡石原土颗粒进行焙烧处理，150℃，12h，去除原土中的有机质，增加比表 面积；

2)将焙烧冷却后的海泡石颗粒加入0.08mol/L的铁盐溶液，在40℃条件下搅拌混 匀，然后在通入氮气的条件下，加入氨水调节溶液pH至11.5，使其共同形成沉淀；沉淀结束 后，在110℃条件下进行烘干，过100目筛得到一种负载磁性纳米氧化铁的海泡石颗粒；

3)将磁性海泡石颗粒与硅烷偶联剂溶液按固液比为1:4g/ml进行混合搅拌1h，然 后将所得固体用清水清洗过滤，干燥后过100目筛，得到偶联负磁改性的海泡石颗粒。

铁盐溶液中氯化亚铁和氯化铁按物质的量比为1:2，所述铁盐溶液与海泡石的配 比为0.5L/g。

硅烷偶联剂溶液配比为10％的水，75％的甲醇，15％的硅烷偶联剂。

硅烷偶联剂为1,3-氨丙基三甲氧基硅烷。

S2中废水在吸附反应池中的停留时间为2h。

S3中一体化处理池内设有三层可拆卸的磁化钢网，三层磁化钢网的孔径沿水流方 向依次为10、5、1mm。

三层磁化钢网相互平行，且与水流方向呈45°倾斜。

S4中的洗脱液为0.01mol/L的HNO₃溶液，洗脱时间5h。

参考文献

[1] [中国发明] CN201410155085.0 一种处理水中重金属铜污染的方法

[2] [中国发明] CN201710815534.3 一种养殖业废水中重金属铜的处理工艺