申请日2016.11.02
公开(公告)日2017.01.18
IPC分类号B01J20/24; B01J20/30; C02F1/28; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种用于去除染料废水中刚果红吸附材料的制备方法，属于污水处理技术领域。本发明首先通过桐籽榨取桐油，并与凹凸棒土进行混合得混合浊液，配置一定比例的硝酸亚铁与硝酸镍混合液，加入上述所得混合浊液，并滴入氢氧化钠溶液，沉淀过滤烘干并高温煅烧得到颗粒物，取厨房生活污水浸泡颗粒物过滤，在厌氧条件下发酵，随后用桐油不断淋洗颗粒物，使之生长霉菌，并置于紫外线下用氮气隔绝空气高温活化，即得去除去除染料废水中刚果红吸附材料。本发明提供了一种处理刚果红染料的方法，操作简单，成本低，制得的吸附剂具有吸附性能好、刚果红浓度下降明显等优点，以实现资源的综合利用和低成本，高效率的染料废水净化。
权利要求书
1.一种用于去除染料废水中刚果红吸附材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
(1)精选1～2kg成熟的桐籽，置于太阳下暴晒至桐籽裂开，随后去壳，拣选出桐籽仁，将其洗净后晾晒至桐籽仁含水量为2～5%，将处理过的桐籽仁放入粉碎机内粉碎，并过20～25目筛，得桐籽粉，将其置于榨油机中，在130～160℃下进行榨油，随后出油，得到粗制桐油，经过滤，去除桐油中的杂质，得滤液，并将所得的滤液于温度为30～40℃条件下，静置沉淀5～10天，取上层清液，即得精制桐油;
(2)按质量比1:10，将凹凸棒土浸泡于上述所得精制桐油中12~24h，待凹凸棒土饱和后，过滤，得饱和桐油凹凸棒土，将饱和桐油凹凸棒土与去离子水按质量比1:8混合，置于超声波振荡仪中搅拌15～30min，再移入50～80℃恒温振荡床中超声振荡25～45min，得混合浊液;
(3)量取300～400mL质量分数35%~55%硝酸亚铁溶液与300～400mL 质量分数为35%~55%硝酸镍溶液混合，得混合溶液，混合后按混合溶液与上述制备的混合浊液体积比为3:7，以300~500r/min搅拌均匀得到混合液;
(4)在上述制备的混合液中不断滴加 0.5～1.0mol/L氢氧化钠溶液，并以400~700r/min搅拌直至沉淀完全，过滤，收集滤饼，并在烘箱中，温度为105～110℃进行烘干2～3h，得到干燥物，将其移入煅烧炉中，在800～900℃下氮气保护条件下煅烧2～3h后，粉碎并过120~180目筛，得到过筛颗粒物;
(5)将上述所得过筛颗粒物浸泡于生活污水中并置于密封的厌氧罐内厌氧发酵12~24h，期间，每隔1～2h加入10～15mL厨余垃圾，再继续厌氧发酵2~3天，发酵完成后，过滤，得过滤物，晾干，并在通风的情况下，取质量分数为3%~5%苹果酸溶液在温度20~25℃，相对湿度为80%～90%环境下每隔2～3h 淋洗一次，观察颗粒物表面霉菌生长;
(6)待上述颗粒物表面霉菌生长至5～10mm，置强烈太阳光下暴晒30～60min再移入180~200℃烘箱中，在氮气保护条件下连续烘烤1～2h，即得一种吸附刚果红的吸附材料。
说明书
一种去除染料废水中刚果红吸附材料的制备方法
技术领域
本发明公开了一种用于去除染料废水中刚果红吸附材料的制备方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
染料在人们的日常生活中扮演了非常重要的角色，在纺织、造纸等工业上有极大的应用，正因为它的存在，使我们的生活变得绚丽多彩。目前，我国各种染料产量已达90万吨，染料废水已成为环境重点污染源之一。其废水中含有大量的有机物和盐份，具有CODCr高，色泽深，酸碱性强等特点，一直是废水处理中的难题。这不仅造成了极大的经济损失，也给环境带来了严重的污染，在众多的燃料中，偶氮染料是应用最广、数量最多的一种有机合成燃料，其中刚果红是一种典型的联苯胺类直接偶氮的阴离子染料，其在生产和使用过程中流失率高，易进入水体，对生态环境有破坏作用。刚果红染料废水具有水质变化大、色度和COD高等特点，是染料废水中常见的污染物之一，副作用多，成分复杂，难以降解处理。
现有处理技术比如絮凝剂，脱色剂、氧化还原、吸附、水滑石吸附材料等方法。一般的絮凝剂、脱色剂无法对废水中的刚果红进行去除，用的比较好的吸附剂再生困难，氧化剂用量比较大的弊端，而吸附法因不会引入新的污染物,能耗较低且能从废水中富集分离有机污染物,因而受到广泛关注。白腐真菌(White rot fungi)是一类腐生的丝状真菌，由于其分泌的胞外木质素降解酶具有非特异性和无需底物诱导的独特性能，使得它对许多结构不同、高毒性、高分子难降解有机物，如偶氮类染料具有降解能力。但白腐真菌存在强度较低，传质性能较差，影响细胞活性，再生困难，易被生物分解等问题。本发明中所用的凹凸棒土改性与其它吸附材料相比，具有明显的专一吸附性，且吸附量大，去除率高，同时制备成本低，实现了资源的综合利用。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对印染废水中易溶性刚果红染料难以去除，而传统吸附刚果红材料存在吸附量低，易饱和、再生困难这一弊端，提供了一种利用天然有机物改性介孔吸附材料孔隙结构，微生物发酵固化介孔吸附材料比表面积、负载相应与刚果红相溶的有机基团的吸附材料制备方法。本发明以硝酸亚铁和硝酸镍为基料，添加适量桐油改性的凹凸棒土，在碱性环境中得以沉淀，通过高温煅烧获取介孔物质;再以介孔材料为承载体，厨房生活污水为微生物源，桐油为微生物有机营养液，持续厌氧发酵发霉，直至霉菌在太阳光射下灭活，固化具有相应功能基团的有机物在其表面，达到去除印染废水中刚果红的目的;本发明与其它吸附材料相比，具有明显的专一吸附性，且吸附量大，去除率高，循环吸附10次以上其去除率没有明显下降，同时制备成本低，实现了资源的综合利用。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
(1)精选1～2kg成熟的桐籽，置于太阳下暴晒至桐籽裂开，随后去壳，拣选出桐籽仁，将其洗净后晾晒至桐籽仁含水量为2～5%，将处理过的桐籽仁放入粉碎机内粉碎，并过20～25目筛，得桐籽粉，将其置于榨油机中，在130～160℃下进行榨油，随后出油，得到粗制桐油，经过滤，去除桐油中的杂质，得滤液，并将所得的滤液于温度为30～40℃条件下，静置沉淀5～10天，取上层清液，即得精制桐油;
(2)按质量比1:10，将凹凸棒土浸泡于上述所得精制桐油中12～24h，待凹凸棒土饱和后，过滤，得饱和桐油凹凸棒土，将饱和桐油凹凸棒土与去离子水按质量比1:8混合，置于超声波振荡仪中以300～600r/min转速搅拌15～30min，，再移入50～80℃恒温振荡床中超声振荡25～45min，得混合浊液;
(3)量取300～400mL质量分数35%～55%硝酸亚铁溶液与300～400mL 质量分数为35%～55%硝酸镍溶液混合，得混合溶液，混合后按混合溶液与上述制备的混合浊液体积比为3:7，以300～500r/min搅拌均匀得到混合液;
(4)在上述制备的混合液中不断滴加 0.5～1.0mol/L氢氧化钠溶液，并以400～700r/min搅拌直至沉淀完全，过滤，收集滤饼，并在烘箱中，温度为105～110℃进行烘干2～3h，得到干燥物，将其移入煅烧炉中，在800～900℃下氮气保护条件下煅烧2～3h后，粉碎并过120～180目筛，得到过筛颗粒物;
(5)将上述所得过筛颗粒物浸泡于生活污水中并置于密封的厌氧罐内厌氧发酵12～24h，期间，每隔1～2h加入10～15mL厨余垃圾，再继续厌氧发酵2～3天，发酵完成后，过滤，得过滤物，晾干，并在通风的情况下，取质量分数为3%~5%苹果酸溶液在温度20~25℃，相对湿度为80%～90%环境下每隔2～3h 淋洗一次，观察颗粒物表面霉菌生长;
(6)待上述颗粒物表面霉菌生长至5～10mm，置强烈太阳光下暴晒30～60min再移入180～200℃烘箱中，在氮气保护条件下连续烘烤1～2h，即得一种吸附刚果红的吸附材料。
本发明的应用方法：取1～3L印染厂废水，测定其亚甲基蓝含量为300～500mg/L，在400～600r/min搅拌下加入1～3g本发明制得的去除印染废水中亚甲基蓝的吸附材料，再移入振荡床振动5～10min，静止15～30min，测定其废水中亚甲基含量为0.5mg/L以下，去除率达到99%以上;循环吸附10次实验，其去除率仍然在99%以上，反复重复吸附直至吸附达到饱和，分别用0.5M氢氧化钠和质量分数为18%盐酸洗涤后晾干，在150～180°C烘箱中烘烤2～3h，即可再生，再生后对印染废水中亚甲基蓝去除率可达98%以上。
本发明的有益效果是：
(1)本发明所得去除染料废水中刚果红的吸附材料操作简单，处理效果明显且稳定性好，刚果红脱色降解彻底，脱色率可达98%以上;
(2)本发明所得去除染料废水中刚果红的吸附材料废弃后能被环境微生物降解，不会造成二次污染。