貴陽污水處理設(shè)備：本發(fā)明提供了一種蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應(yīng)用及使用方法，蛋殼顆粒通過以下方法制得：將蛋殼用去離子水洗滌2～4次，干燥后在30～50℃溫度下風(fēng)干9～11h，再粉碎至0.4～0.5μm，得蛋殼顆粒。本發(fā)明將蛋殼顆粒作為吸附劑應(yīng)用在含鉍污水的處理中，蛋殼表面的醇羥基、甲基和羰基伸縮帶官能團(tuán)與鉍相互作用，使蛋殼具有吸附鉍的能力，能夠有效降低污水中的鉍含量，同時，蛋殼來源廣泛，成本低，該應(yīng)用開發(fā)了蛋殼的新用途，利用蛋殼廢棄物創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)價值。

　　權(quán)利要求書

　　1.蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應(yīng)用。

　　2.如權(quán)利要求1所述的蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應(yīng)用，其特征在于，所述蛋殼顆粒在含鉍污水中的添加比例為3.125～50g/L。

　　3.如權(quán)利要求1所述的蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應(yīng)用，其特征在于，所述蛋殼顆粒在含鉍污水中的添加比例為6.25g/L。

　　4.如權(quán)利要求1所述的蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應(yīng)用，其特征在于，所述蛋殼顆粒通過以下方法制得：將蛋殼用去離子水洗滌2～4次，干燥后在30～50℃溫度下風(fēng)干9～11h，再粉碎至0.4～0.5μm，得蛋殼顆粒。

　　5.如權(quán)利要求1所述的蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應(yīng)用，其特征在于，所述蛋殼為禽類或鳥類的蛋殼。

　　6.如權(quán)利要求1所述的蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應(yīng)用，其特征在于，所述蛋殼為雞蛋殼。

　　7.一種含鉍污水用吸附劑，其特征在于，包括權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的蛋殼顆粒。

　　8.權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的蛋殼顆粒在含鉍污水中的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：將蛋殼顆粒加入40～50℃、pH值為8±0.5的含鉍污水中，然后攪拌30～60min，完成含鉍污水的處理。

　　9.如權(quán)利要求8所述的蛋殼顆粒在含鉍污水中的使用方法，其特征在于，攪拌速度為140～160rpm。

　　說明書

　　蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應(yīng)用及使用方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應(yīng)用及使用方法。

　　背景技術(shù)

　　許多重金屬污染令人擔(dān)憂，如砷、鉍、鎘、鉻、鈷、鉛、錳、汞、鎳、鉑、銀、釩和鋅。鉍是一種稀有且重要的組分，廣泛應(yīng)用于一些領(lǐng)域，例如冶金和美容劑行業(yè)里作為乳霜和染發(fā)劑的添加物質(zhì)。此外，它在藥物安排中具有明確的特性，可作為抗菌劑對抗人體免疫缺陷感染。然而，鉍對人體有許多不良影響，如腎損害、口臭、金屬味和牙齦炎、惡心、食欲不振、體重下降、不適、蛋白尿、腹瀉、皮膚反應(yīng)、口炎、頭痛、發(fā)熱、失眠、抑郁、風(fēng)濕痛和高劑量致死等。根據(jù)世衛(wèi)組織，天然水中鉍的允許濃度限值為0.028mg/L。鉍被釋放到水體中將導(dǎo)致水體無法正常使用。因此，在鉍進(jìn)入自然環(huán)境之前，有必要對其進(jìn)行清除和預(yù)防。

　　去除污染水中的污染物，有幾種傳統(tǒng)的物理和化學(xué)廢水處理技術(shù)。在所有技術(shù)中，吸附是最受歡迎的技術(shù)，因?yàn)樗奖?、易于操作且具有通用性。天然或植物廢物吸附劑被廣泛用于水處理，以取代目前昂貴的從污染水中去除重金屬的方法?；钚蕴俊⒒钚匝趸X和離子交換樹脂對有毒重金屬具有很強(qiáng)的去除能力。但這些材料存在一定的缺陷，因此需要尋找和開發(fā)低成本、來源廣、數(shù)量大的廢物材料作為替代品。蛋殼每天生產(chǎn)幾噸，大部分被送到垃圾填埋場，得不到有效利用，管理成本也很高。利用蛋殼廢棄物創(chuàng)造新的價值是經(jīng)濟(jì)可行的。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應(yīng)用及使用方法，將蛋殼顆粒作為吸附劑應(yīng)用在含鉍污水的處理中，蛋殼表面的醇羥基、甲基和羰基伸縮帶官能團(tuán)與鉍相互作用，使蛋殼具有吸附鉍的能力，能夠有效降低污水中的鉍含量，同時，蛋殼來源廣泛，成本低，該應(yīng)用開發(fā)了蛋殼的新用途，利用蛋殼廢棄物創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)價值。

　　為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應(yīng)用。

　　進(jìn)一步，蛋殼顆粒在含鉍污水中的添加比例為3.125～50g/L。

　　進(jìn)一步，蛋殼顆粒在含鉍污水中的添加比例為6.25g/L。

　　進(jìn)一步，蛋殼顆粒通過以下方法制得：將蛋殼用去離子水洗滌2～4次，干燥后在30～50℃溫度下風(fēng)干9～11h，再粉碎至0.4～0.5μm，得蛋殼顆粒。

　　進(jìn)一步，蛋殼為禽類或鳥類的蛋殼。

　　進(jìn)一步，蛋殼為雞蛋殼。

　　一種含鉍污水用吸附劑，包括上述的蛋殼顆粒。

　　上述蛋殼顆粒在含鉍污水中的使用方法，包括以下步驟：將蛋殼顆粒加入40～50℃、pH值為8±0.5的含鉍污水中，然后攪拌30～60min，完成含鉍污水的處理。

　　進(jìn)一步，攪拌速度為140～160rpm。

　　綜上所述，本發(fā)明具備以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1、本發(fā)明將蛋殼顆粒作為吸附劑應(yīng)用在含鉍污水的處理中，并提供了具體的使用方法，而蛋殼表面的醇羥基、甲基和羰基伸縮帶官能團(tuán)與鉍相互作用，使蛋殼具有吸附鉍的能力，能夠有效降低污水中的鉍含量，同時，蛋殼來源廣泛，開發(fā)成本低，該應(yīng)用開發(fā)了蛋殼的新用途，利用蛋殼廢棄物創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)價值，也降低了管理成本。

　　2、蛋殼對鉍的吸附作用與反應(yīng)時間、蛋殼添加量和污水的溫度以及pH值有關(guān)。蛋殼對鉍的吸附量隨反應(yīng)時間的延長而增加，在45min時達(dá)到平衡，去除率達(dá)94.10%。最初的快速去除是由于蛋殼表面存在大量有效的的結(jié)合位點(diǎn)，容易對鉍離子產(chǎn)生吸附作用從而快速去除鉍離子。由于吸附劑的表面積較大，意味著在初始階段可用的吸附位點(diǎn)數(shù)量足夠，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，這些吸附位點(diǎn)逐漸飽和，因此吸附率降低。溶液pH值會影響蛋殼上與金屬離子結(jié)合的官能團(tuán)以及金屬離子對吸附劑表面活性位點(diǎn)的競爭。蛋殼對鉍的去除率取決于pH值，pH值為8時，OH-與鉍離子反應(yīng)形成雙氫氧化物沉淀。在pH小于6時，H+與鉍離子的競爭抑制了鉍離子與吸附劑表面的活性位點(diǎn)結(jié)合。在pH=8的條件下得到的最大去除率為93.70%。

　　3、鉍的去除率隨著蛋殼量從3.125g/L逐漸增加到50g/L而增加。去除率與蛋殼用量有關(guān)，因?yàn)樵诟叩挠昧肯驴梢垣@得更多的吸附位點(diǎn);這種趨勢主要是由于蛋殼表面積的增加和吸附活性的增加。在6.25g/L的劑量下，鉍的最大去除率為92.40%;進(jìn)一步增加吸附劑量(6.25～50g/mL)對鉍的吸附速率無顯著影響。溫度在40～50℃之間升高的過程中鉍離子的去除率增加;40℃時去除率為90.45%;20℃時去除率下降是由低溫所致，這是由于分子從吸附劑表面移動到液相的趨勢越來越大，邊界層厚度趨于減小，因此吸附能力下降。吸附發(fā)生的原因之一是熱裂化過程引發(fā)的附加反應(yīng)在蛋殼表面形成炔烴或烯烴等官能團(tuán)。

　　4、蛋殼比表面積大，具有高度的多孔結(jié)構(gòu)，因此有較強(qiáng)的吸附能力。近似地，蛋殼表面空腔中呈現(xiàn)出許多微小的顆粒，說明蛋殼可以從溶液中吸附鉍。此外，蛋殼表面的負(fù)電荷結(jié)合位點(diǎn)使蛋殼具有吸附水溶液中鉍離子的能力。從吸附前后蛋殼的SEM圖像可以看出，吸附后蛋殼表面出現(xiàn)了鉍離子。圖像可以看出蛋殼表面存在小顆粒和大顆粒的結(jié)合，類似于細(xì)支氣管結(jié)構(gòu)的不均勻粗糙多孔表面。EDS峰表明，吸附前蛋殼內(nèi)不存在鉍，而吸附后的蛋殼鉍含量達(dá)到3.07%。

　　5、蛋殼和鉍之間存在真實(shí)的相互作用，吸附劑材料對金屬的吸附是由于該材料上存在的活性基團(tuán)和化學(xué)鍵。由FTIR光譜可知，從ythws35到y(tǒng)thws03cm-1的移動是指-OH基團(tuán)的拉伸，吸附前后差別不大。在蛋殼表面之間發(fā)現(xiàn)了特征峰，但在2140.32cm-1處吸附后出現(xiàn)了-C≡C鍵。這種鍵是指通過熱裂解過程所發(fā)生的反應(yīng)而形成的炔烴或烯烴鍵。蛋殼表面吸附鉍后，在ythws35、2978、2876、2518、1418、774、515和425cm-1處的峰分別移到y(tǒng)thws03、2936、2515、1409、791、588和468cm-1處，說明吸附過程中涉及羧基、酚羥基、芳香環(huán)、氨基和脂肪族烴。