氯型陰離子交換樹脂去除Ca-EDTA土壤淋洗液中Cu、Zn、Pb、Cd的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氯型陰離子交換樹脂去除Ca-EDTA土壤淋洗液中Cu、Zn、Pb、Cd的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在土壤淋洗過程中會產(chǎn)生許多淋洗液，由于淋洗液中含有EDTA與重金屬，如果將淋洗液直接進(jìn)行排放的話會對環(huán)境造成污染，同時考慮到EDTA價(jià)格比較昂貴，當(dāng)處理大量受污染土壤時，所需成本較高。因此對Η)ΤΑ進(jìn)行回收利用，可以降低土壤淋洗的成本。
[0003]目前處理EDTA洗出液的方法常見的有沉淀法，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法、化學(xué)還原法、電化學(xué)還原法和高分子重金屬捕集劑法等。另有使廢水中的重金屬在不改變其化學(xué)形態(tài)的條件下進(jìn)行吸附、濃縮、分離的方法，包括吸附、溶劑萃取、蒸發(fā)和凝固法、離子交換和膜分離等。或是借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法(陳錦繡等，2013)。其中一種方法為Na〗S沉淀法，該方法是在喊性環(huán)境下，使Ca-EDTA土壤淋洗液與Na2S溶液發(fā)生反應(yīng)，使淋洗液中重金屬形成硫化物沉淀從而被回收利用，隨后用HNO3調(diào)節(jié)回收的EDTA溶液的pH值，然后將回收的EDTA溶液繼續(xù)用以土壤淋洗，但是與第一次淋洗時相比，各重金屬元素的去除率都有所降低，同時產(chǎn)生的大量沉淀物的后繼處理帶來問題(曾清如，2003)。宋吉明等(2000)研究發(fā)現(xiàn)，螯合交換樹脂能夠去除水中的重金屬離子，并且樹脂可以再生，進(jìn)行重復(fù)利用。但該方法對于回收處理Η)ΤΑ存在條件下溶液中的重金屬尚存在處理效率低的缺陷。至今，本發(fā)明所用的氯型陰離子交換樹脂尚未用于處理Ca-EDTA土壤淋洗液，以此作為本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明所用的氯型陰離子交換樹脂通過對Ca-EDTA土壤淋洗液中重金屬鹽的吸附，從而可以達(dá)到去除Ca-EDTA土壤淋洗液中重金屬和回收EDTA的效果。另外，吸附后樹脂可以通過與一定濃度的(酸、堿或鹽)溶液發(fā)生交換反應(yīng)，脫除掉樹脂上吸附的離子，從而使樹脂層內(nèi)失效的樹脂重新恢復(fù)吸附交換的能力，使其再生并用于后續(xù)淋洗試驗(yàn)，同樣具備較好的淋洗效果。這樣也有利于節(jié)約處理淋洗液的成本，同時操作更為簡便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種氯型陰離子交換樹脂去除Ca-EDTA土壤淋洗液中Cu、Zn、Pb、Cd的方法
本發(fā)明提供的氯型陰離子交換樹脂去除Ca-EDTA 土壤淋洗液中Cu、Zn、Pb、Cd的方法步驟為:
1)2.5mmoI/LCa-EDTA溶液由EDTA(二乙胺四乙酸)，氧化鈣，按照1:2摩爾比例配置；
2)淋洗液的制備:取風(fēng)干后過2mm篩的土壤300g加入到2L的燒杯中，加入1500ml2.5mmol.L-1的Ca-EDTA溶液，在室溫條件下電動攪拌機(jī)以150 r.min-Ι的速度攪拌2 h，靜置12h，將燒杯中的洗出液倒入10ml離心管中以4000 r.min-Ι離心15min，過濾，淋洗液收集后用于后續(xù)回收實(shí)驗(yàn)。
[0006]3)陰離子交換樹脂吸附:稱取2.0Og陰離子交換樹脂裝入一系列60 ml離心瓶中，分別按照固液比1:5、1:10、1:20加入已制備好的淋洗液，然后在振蕩器上以150 r.min-1恒溫(25°C)振蕩2 h，過濾，將樹脂與淋洗液分離，樹脂收集以備重復(fù)使用，淋洗液中的重金屬含量待測。每個處理重復(fù)三次，結(jié)果取平均值。
[0007]4)陰離子交換樹脂再生試驗(yàn):取收集的已使用過的樹脂，通過過柱實(shí)驗(yàn)，采用兩步再生法:第一步，用酸將重金屬離子從樹脂上洗脫下來;本試驗(yàn)采用0.lmol/L HCl。第二步，用堿液將樹脂恢復(fù)到其初始狀態(tài);本試驗(yàn)采用0.lmol/L NaOH。隨后用蒸餾水沖洗，洗凈樹脂層中殘留的堿液。將再生后的樹脂繼續(xù)用于對淋洗液的吸附試驗(yàn)，操作步驟同上。
[0008]本發(fā)明采用物理方法制備2.5mmol/L的Ca-EDTA溶液，并與土壤混合后，收集其淋洗液，并用2.0Og氯型陰離子交換樹脂以不同固液比與Ca-EDTA淋洗液混合，隨后將樹脂與淋洗液分離，樹脂收集以備重復(fù)使用。本發(fā)明利用氯型陰離子交換樹脂吸附Ca-EDTA淋洗液中重金屬，并且樹脂在用量較低的情況下能對淋洗液中的重金屬有很好的吸附效果。同時樹脂可以通過再生進(jìn)行重復(fù)利用，并且同樣具有較好的吸附效果，也有利于降低成本，減少對環(huán)境的二次污染。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)例一:陰離子交換樹脂吸附:稱取2.0Og陰離子交換樹脂裝入一系列60ml離心瓶中，分別按照固液比1:5、1:10、1:20加入已制備好的淋洗液，然后在振蕩器上以150 r.min-Ι恒溫(25°C )振蕩2 h，過濾，將樹脂與淋洗液分離，樹脂收集以備重復(fù)使用，淋洗液中的重金屬含量待測。每個處理重復(fù)三次，結(jié)果取平均值。經(jīng)測定:氯型陰離子交換樹脂對淋洗液中的Cu、Zn、Pb、Cd都有較好的吸附效果，且在不同的固液比下，對重金屬的去除效率基本一致，在固液比為1: 20的條件下，淋洗液中Cu、Pb、Cd的去除率分別為100%，96%，95%。而Zn的去除率要稍低一些，在相同條件下，其去除率為74%。
[0010]實(shí)例二:EDTA的回收及再利用:試驗(yàn)操作步驟同上。經(jīng)測定:經(jīng)過回收得到的EDTA溶液仍有一定去除土壤中重金屬的能力?；厥盏摩?ΤΑ溶液對Cd的去除率仍接近50%，但是與第一次淋洗時相比，各重金屬元素的去除率都大幅降低，其去除效率均減少超過30%。
[0011]實(shí)例三:陰離子交換樹脂再生:考慮到成本與效率的關(guān)系，采用固液比1:20進(jìn)行吸附試驗(yàn)。取收集的已使用過的樹脂，通過過柱實(shí)驗(yàn)，采用兩步再生法:第一步，用酸將重金屬離子從樹脂上洗脫下來;本試驗(yàn)采用0.1mo 1/L鹽酸。第二步，用堿液將樹脂恢復(fù)到其初始狀態(tài);本試驗(yàn)采用0.lmol/L氫氧化鈉。隨后用蒸餾水沖洗，洗凈樹脂層中殘留的堿液。將再生后的樹脂繼續(xù)用于對淋洗液的吸附試驗(yàn)，操作步驟同上。經(jīng)測定分析:經(jīng)過再生后的樹脂對淋洗液中的重金屬均有較好的吸附效果，對Cu、Zn、Pb、Cd的去除率分別為:95.65%, 74.56%、99.69%、100%。
[0012]本發(fā)明采用物理方法制備2.5mmol/L的Ca-EDTA溶液，并與土壤混合后，收集其淋洗液，并用氯型陰離子交換樹脂土壤淋洗液混合，隨后將樹脂與淋洗液分離，收集以備重復(fù)使用。本發(fā)明所用的氯型陰離子交換樹脂能對淋洗液中金屬離子具有較好的吸附能力，并且樹脂在用量較低的情況下能對淋洗液中的重金屬有很好的吸附效果。同時樹脂可以通過兩步再生法進(jìn)行再生，從而重復(fù)利用，并且同樣具有較好的吸附效果，也有利于降低成本，減少對環(huán)境的二次污染。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氯型陰離子交換樹脂去除Ca-EDTA土壤淋洗液中Cu、Zn、Pb、Cd的方法其特征包括如下步驟: (1)2.5mmol/L溶液由EDTA(二乙胺四乙酸)，氧化鈣，按照1:2摩爾比例配置； (2)淋洗液的制備:取風(fēng)干后過2mm篩的土壤300g加入到2L的燒杯中，加入1500ml2.5mmol.L-1的Ca-EDTA溶液，在室溫條件下電動攪拌機(jī)以150 r.min-Ι的速度攪拌2 h，靜置12h，將燒杯中的洗出液倒入10ml離心管中以4000 r.min-Ι離心15min，過濾，淋洗液收集后用于后續(xù)回收實(shí)驗(yàn)。2.(3)陰離子交換樹脂吸附:稱取2.0Og陰離子交換樹脂裝入一系列60 ml離心瓶中，分別按照固液比1:5、1:10、1:20加入已制備好的淋洗液，然后在振蕩器上以150 r.min_l恒溫(25°C)振蕩2 h，過濾，將樹脂與淋洗液分離，樹脂收集以備重復(fù)使用，淋洗液中的重金屬含量待測。3.每個處理重復(fù)三次，結(jié)果取平均值。4.(4)陰離子交換樹脂再生試驗(yàn):取收集的已使用過的樹脂，通過過柱實(shí)驗(yàn)，采用兩步再生法:第一步，用酸將重金屬離子從樹脂上洗脫下來;本試驗(yàn)采用0.lmol/L鹽酸。5.第二步，用堿液將樹脂恢復(fù)到其初始狀態(tài);本試驗(yàn)采用0.lmol/L氫氧化鈉。6.隨后用蒸餾水沖洗，洗凈樹脂層中殘留的堿液。7.將再生后的樹脂繼續(xù)用于對淋洗液的吸附試驗(yàn)，操作步驟同上。
【專利摘要】摘要:本發(fā)明采用物理方法制備2.5mmol/L的Ca-EDTA溶液，并淋洗污染土壤，收集其淋洗液，并用氯型陰離子交換樹脂與Ca-EDTA土壤淋洗液混合，隨后將樹脂與淋洗液分離，樹脂收集以備重復(fù)使用。本發(fā)明所用的氯型陰離子交換樹脂對Ca-EDTA淋洗液中重金屬具有較好的吸附能力，并且樹脂在用量較低的情況下能對淋洗液中的重金屬有很好的吸附效果。同時樹脂可以通過兩步再生法進(jìn)行再生，從而重復(fù)利用，并且同樣具有較好的吸附效果，也有利于降低成本，減少對環(huán)境的二次污染。
【IPC分類】C02F101/20, C02F1/42
【公開號】CN105668702
【申請?zhí)枴緾N201610046850
【發(fā)明人】曾清如, 嚴(yán)律己, 葛一陳
【申請人】湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月25日