貴陽污水處理設備：本發(fā)明提供了一種蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應用及使用方法，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，該應用開發(fā)了蛋殼的新用途，利用蛋殼廢棄物創(chuàng)造新的經濟價值。

　　權利要求書

　　1.蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應用。

　　2.如權利要求1所述的蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應用，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.如權利要求1所述的蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應用，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.如權利要求1所述的蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應用，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℃溫度下風干9～11h，再粉碎至0.4～0.5μm，得蛋殼顆粒。

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

　　6.如權利要求1所述的蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應用，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，包括權利要求1～6任一項所述的蛋殼顆粒。

　　8.權利要求1～6任一項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用及使用方法

　　技術領域

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

　　背景技術

　　許多重金屬污染令人擔憂，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，廣泛應用于一些領域，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。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、口炎、頭痛、發(fā)熱、失眠、抑郁、風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致水體無法正常使用。因此，在鉍進入自然環(huán)境之前，有必要對其進行清除和預防。

　　去除污染水中的污染物，有幾種傳統(tǒng)的物理和化學廢水處理技術。在所有技術中，吸附是最受歡迎的技術，因為它方便、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。活性炭、活性氧化鋁和離子交換樹脂對有毒重金屬具有很強的去除能力。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)造新的價值是經濟可行的。

　　發(fā)明內容

　　針對現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種蛋殼顆粒在含鉍污水處理中的應用及使用方法，將蛋殼顆粒作為吸附劑應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，該應用開發(fā)了蛋殼的新用途，利用蛋殼廢棄物創(chuàng)造新的經濟價值。

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

　　進一步，蛋殼顆粒在含鉍污水中的添加比例為3.125～50g/L。

　　進一步，蛋殼顆粒在含鉍污水中的添加比例為6.25g/L。

　　進一步，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℃溫度下風干9～11h，再粉碎至0.4～0.5μm，得蛋殼顆粒。

　　進一步，蛋殼為禽類或鳥類的蛋殼。

　　進一步，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。

　　進一步，攪拌速度為140～160rpm。

　　綜上所述，本發(fā)明具備以下優(yōu)點：

　　1、本發(fā)明將蛋殼顆粒作為吸附劑應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，該應用開發(fā)了蛋殼的新用途，利用蛋殼廢棄物創(chuàng)造新的經濟價值，也降低了管理成本。

　　2、蛋殼對鉍的吸附作用與反應時間、蛋殼添加量和污水的溫度以及pH值有關。蛋殼對鉍的吸附量隨反應時間的延長而增加，在45min時達到平衡，去除率達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合位點，容易對鉍離子產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數(shù)量足夠，隨著反應的進行，這些吸附位點逐漸飽和，因此吸附率降低。溶液pH值會影響蛋殼上與金屬離子結合的官能團以及金屬離子對吸附劑表面活性位點的競爭。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結合。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，因為在更高的用量下可以獲得更多的吸附位點;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)的附加反應在蛋殼表面形成炔烴或烯烴等官能團。

　　4、蛋殼比表面積大，具有高度的多孔結構，因此有較強的吸附能力。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，蛋殼表面的負電荷結合位點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合，類似于細支氣管結構的不均勻粗糙多孔表面。EDS峰表明，吸附前蛋殼內不存在鉍，而吸附后的蛋殼鉍含量達到3.07%。

　　5、蛋殼和鉍之間存在真實的相互作用，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和化學鍵。由FTIR光譜可知，從ythws35到y(tǒng)thws03cm-1的移動是指-OH基團的拉伸，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。