一种利用中药废渣制备生物吸附剂的除砷方法

摘要

本发明公开了一种利用中药废渣制备生物吸附剂的除砷方法，包括以下步骤：将中药废渣冲洗后于烘箱中干燥，取出后粉碎过筛得到废渣粉；所得废渣粉加入到FeCl3溶液中搅拌反应，过滤后洗净烘干得到生物吸附剂；所得生物吸附剂加入到待处理的含砷废液中搅拌反应，即可除砷。本发明利用中药行业制药工艺结束后的中药废渣，对其进行物化处理后再进行改性处理，得到生物质吸附材料，将其与低浓度的含砷废水反应，最终除砷效率可高达98％，相比其他方法，本发明成本低，原料易获取，工艺简单，去除效率高。

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种利用中药废渣制备生物吸附剂的除砷方法。

背景技术

砷广泛存在于自然界中，并且有多种途径进入生物圈和食物链，从而对我们的健康以及生态平衡造成影响。其中人类的生产活动是主要途径，人类使用砷及其各种化合物以及化石燃料的燃烧、土壤侵蚀、采矿等，使得砷进入大气、土壤、海洋和陆地。由于砷在冶金、化工、玻璃、农药等领域的广泛应用，使得大量的砷通过排气、排水、排尘和排渣的方式扩散到环境中。到目前为止，市场上广泛使用着含砷农药，国外含砷农药主要用作杀虫剂、除草剂、脱叶剂、杀菌剂和种子消毒剂。

国内外处理含砷废水的化学法主要是沉淀法,它是常用的去除重金属离子的方法,也是应用最普遍的废水处理方法,该方法主要是通过添加一定的沉淀剂,使之与水中的砷发生化学作用,进而以砷酸盐或硫化物的沉淀等。

中和沉淀法的机理是渑过添加碱(一段是可溶性钙盐)，提高度水pH值生成砷酸钙、亚砷酸钙等沉淀物质而将其去除。但缺点是处理废液速度较慢，难以将废液中的含砷量降至国家合砷水的排放标准,且由于砷酸钙溶解度较高,若处理不善易形成二次污染，且不适合长期稳定堆放。

离子交换法是利用树脂上的离子与废水中的离子进行交换而除污的可逆性化学反应方法，但由于水体中ASCV等多数以阴离子形态存在,若水体中还存在其他较高浓度的阴离子,则在离子交换法除砷时由于离子之间的竞争作用,会降低砷的去除效果.因此,离子交换法不适合处理成分复杂、背景离子浓度大的水体。

吸附法是一种工艺成熟、操作简单的水处理技术,利用具有高比表面积的不溶性固体材料作为吸附剂,通过污染物与吸附剂之间较强的亲和力将砷化物固体固定在其表面,从而达到净化除砷的目的。但常规吸附剂成本较高且吸附剂与砷的化合物之间的吸附作用较强，很难进行吸附剂的再生和回收利用。

发明内容

本发明目的在于提供一种生物吸附剂除砷方法，该方法流程简单，成本低廉，除砷效率高，同时为还为中药废渣提供了一种资源化利用的方法。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种利用中药废渣制备生物吸附剂的除砷方法，包括以下步骤：

1)将中药废渣冲洗后于烘箱中干燥，取出后粉碎过筛得到废渣粉；

2)所得废渣粉加入到FeCl

3)所得生物吸附剂加入到待处理的含砷废液中搅拌反应，即可除砷。

按上述方案，所述中药废渣为午时茶生产过程产生的中药废渣；其中包含有红茶、紫苏叶、厚朴、桔梗的废渣。

按上述方案，步骤1中干燥温度为75-85℃，干燥时间为4-6h，过筛大小为100目的标准检验筛。

按上述方案，步骤2中FeCl

按上述方案，步骤2中搅拌时间为10-14h，反应温度为30-50℃，烘干温度为75-85℃，烘干时间为4-6h。

按上述方案，步骤3中搅拌反应时间为1.5-2.5h。

本中药渣为午时茶中药渣，是生产午时茶药品反应后所生成废渣，其中含有药材，包含红茶、紫苏叶、厚朴、桔梗等，其中含量最高的为红茶，故主要反应物质为红茶，茶叶是一种具有网状结构、多孔、比表面积很大的生物吸附剂。红茶中的茶多酚内含有的大量活性羟基能和水溶液中的金属离子形成螯合物，同时其中红茶氧化后最多的物质为茶红素，其可以与重金属反应生产大量的金属络合物，随着发酵时间的延长,红茶中的蛋白质等大分子物质发生一系列水解反应生成氨基酸,使红茶中的游离氨基酸含量增加,这些活性基团在适宜的条件下均能与金属离子交换、结合。另外，红茶中所含的茶皂素、咖啡碱、嘌呤碱、氨基酸等物质也能够与金属离子发生吸附或络合作用。而由于本中药渣还有大量其它中药废渣，可提供大量的木质素，纤维素，这些都可以与重金属砷发生吸附反应，从而使本WSC中药渣达到高效率的除砷效果。

相对于现有技术，本发明有益效果如下：

本发明利用中药行业制药工艺结束后的中药废渣，对其进行物化处理后再进行改性处理，得到生物质吸附材料，将其与低浓度的含砷废水反应，最终除砷效率可高达98％，相比其他方法，本发明成本低，原料易获取，工艺简单，去除效率高。

本发明可有效控制砷污染和遏制了砷在环境中的排放，可大大降低含砷废水的处理成本，同时还为中药废渣提供了一种资源化利用的方法。

本发明具有明显的经济效益和显著的环境效益。

具体实施方式

以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。

实施例1

从制药厂取得午时茶中药药渣，用去离子水侵泡反复冲洗，直至溶液没有颜色，洗去药渣表面残留药液及灰尘，防止对后续实验产生干扰。将过滤后的中药渣在烘箱中75℃烘干6个小时，将烘干后的中药渣磨成粉，过100目筛。装在密封袋备用。

取1g中药渣置于1.5mol/L的FeCl

取1g改性后的中药渣加到100ml砷离子浓度为1mol/L的溶液中，搅拌反应2h，将反应后的溶液过滤，处理后的溶液中砷含量为0.05mol/L，去除率达到95％。

实施例2

从制药厂取得中药药渣，用去离子水侵泡反复冲洗，直至溶液没有颜色，洗去药渣表面残留药液及灰尘，防止对后续实验产生干扰。将过滤后的中药渣在烘箱中80℃烘干5个小时，将烘干后的中药渣磨成粉，过100目筛。装在密封袋备用。

取2g中药渣置于1.5mol/L的FeCl

取1g改性后的中药渣加到100ml砷离子浓度为1mol/L的溶液中，搅拌反应2h，将反应后的溶液过滤，处理后的溶液中砷含量为0.01mol/L，去除率达到99％。

实施例3

从制药厂取得中药药渣，用去离子水侵泡反复冲洗，直至溶液没有颜色，洗去药渣表面残留药液及灰尘，防止对后续实验产生干扰。将过滤后的中药渣在烘箱中85℃烘干4个小时，将烘干后的中药渣磨成粉，过100目筛。装在密封袋备用。

取3g中药渣置于1.5mol/L的FeCl

取1g改性后的中药渣加到100ml砷离子浓度为1mol/L的溶液中，搅拌反应2h，将反应后的溶液过滤，处理后的溶液中砷含量为0.02mol/L，去除率达到98％。