申请日2018.01.23
公开(公告)日2018.07.10
IPC分类号B01J20/20; B01J20/30; C02F9/04; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种去除废水中有机物的方法，包括以下步骤：首先以香蕉皮、橘子皮、柚子皮为原料，依次经过含造孔剂的溶液中进行浸泡处理，然后冻干处理，最后在惰性气体下煅烧处理，在含氮气体气氛下球磨，制得的混合粉末依次进行酸洗、水洗，处理液浸泡，制得吸附剂，向含有机物的废水中加入沉淀剂，800‑1000rpm下搅拌沉淀处理1‑2h，然后静置沉淀30min，固液分离;收集上清液;向上述上清液中加入步骤(3)制得的吸附剂，搅拌吸附处理30min，然后固液分离，收集的吸附剂重复利用。本发明可有效去除废水中的有机物，对水体无二次污染，处理成本低。
权利要求书
1.一种去除废水中有机物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将香蕉皮、橘子皮和柚子皮洗净，在含有造孔剂的溶液中10-50℃下浸泡处理0.5-10h，然后在-50～-55℃冻干12-24h，粉碎，制得混合颗粒;
(2)将上述制得的混合颗粒置于高温炉中，在惰性气体气氛下煅烧处理，然后在含氮气体气氛下，30-80rpm下球磨4-20h，过100-200目筛，制得混合粉末;
(3)将上述制得的混合粉末依次进行酸洗、水洗，最后在处理液中浸泡，最后进行烘干处理，得到吸附剂;
(4)向含有机物的废水中加入沉淀剂，800-1000rpm下搅拌沉淀处理1-2h，然后静置沉淀30min，固液分离;收集上清液;
(5)向上述上清液中加入步骤(3)制得的吸附剂，搅拌吸附处理30min，然后固液分离，收集的吸附剂重复利用。
2.如权利要求1所述的一种去除废水中有机物的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述造孔剂为氢氧化钠、碳酸氢铵、尿素、聚甲基丙烯酸甲酯、淀粉中的一种或多种混合，造孔剂的浓度为5-20wt%。
3.如权利要求1所述的一种去除废水中有机物的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述溶液为水、乙醇、乙酸、丙酮中的一种或多种混合。
4.如权利要求1所述的一种去除废水中有机物的方法，其特征在于：香蕉皮、橘子皮、柚子皮的质量比为3:1：(1-2)。
5.如权利要求1所述的一种去除废水中有机物的方法，其特征在于：步骤(1)中，香蕉皮、橘子皮、柚子皮在溶液中的总浓度为100-1000mg/ml。
6.如权利要求1所述的一种去除废水中有机物的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述惰性气体的流速为50-200sccm。
7.如权利要求1所述的一种去除废水中有机物的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述含氮气体为氮气、氨气、二氧化氮中的一种或多种混合，其流速为50-500sccm。
8.如权利要求1所述的一种去除废水中有机物的方法，其特征在于：步骤(3)中，酸洗时采用的酸为稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸、稀氢氟酸中的一种，其浓度为1-3mol/L。
9.如权利要求1所述的一种去除废水中有机物的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述处理液以重量份计，由以下组分组成：
去离子水20-35份，十二烷基硫酸钠2-4份，
腐植酸钠0.5-1.5份，聚丙烯酸钠0.1-0.6份。
10.如权利要求1所述的一种去除废水中有机物的方法，其特征在于：步骤(5)中，所述吸附剂的添加量为0.5-2mg/L。
说明书
一种去除废水中有机物的方法
技术领域：
本发明涉及废水处理领域，具体的涉及一种去除废水中有机物的方法。
背景技术：
随着工业迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。由于工业有机废水的成分更复杂，有些还有毒性，工业有机废水处理比城市污水处理更困难也更重要。
工业产生的高浓度有机废水中，酸、碱类众多，往往具有强酸或强碱性。主要有以下危害：一是需氧性危害：由于生物降解作用，高浓度有机废水会使受纳水体缺氧甚至厌氧，多数水生物将死亡，从而产生恶臭，恶化水质和环境。二是感观性污染：高浓度有机废水不但使水体失去使用价值，更严重影响水体附近人民的正常生活。三是致毒性危害：超高浓度有机废水中含有大量有毒有机物，会在水体、土壤等自然环境中不断累积、储存，最后进入人体，危害人体健康。
中国专利200810051419.4公开了一种去除水中低浓度天然有机物的方法，其是将二氧化钛吸附，紫外线催化氧化和膜过滤技术进行有机组合，经本发明技术方案处理后的出水，天然有机物的去除率能够达到92以上，但是该方法成本较高。
发明内容：
本发明的目的是提供一种去除废水中有机物的方法，该方法可有效除去废水中的有机物，对水体无二次污染，且成本低。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种去除废水中有机物的方法，包括以下步骤：
(1)将香蕉皮、橘子皮和柚子皮洗净，在含有造孔剂的溶液中10-50℃下浸泡处理0.5-10h，然后在-50～-55℃冻干12-24h，粉碎，制得混合颗粒;
(2)将上述制得的混合颗粒置于高温炉中，在惰性气体气氛下煅烧处理，然后在含氮气体气氛下，30-80rpm下球磨4-20h，过100-200目筛，制得混合粉末;
(3)将上述制得的混合粉末依次进行酸洗、水洗，最后在处理液中浸泡，最后进行烘干处理，得到吸附剂;
(4)向含有机物的废水中加入沉淀剂，800-1000rpm下搅拌沉淀处理1-2h，然后静置沉淀30min，固液分离;收集上清液;
(5)向上述上清液中加入步骤(3)制得的吸附剂，搅拌吸附处理30min，然后固液分离，收集的吸附剂重复利用。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述造孔剂为氢氧化钠、碳酸氢铵、尿素、聚甲基丙烯酸甲酯、淀粉中的一种或多种混合，造孔剂的浓度为5-20wt%。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述溶液为水、乙醇、乙酸、丙酮中的一种或多种混合。
作为上述技术方案的优选，香蕉皮、橘子皮、柚子皮的质量比为3:1：(1-2)。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，香蕉皮、橘子皮、柚子皮在溶液中的总浓度为100-1000mg/ml。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述惰性气体的流速为50-200sccm。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述含氮气体为氮气、氨气、二氧化氮中的一种或多种混合，其流速为50-500sccm。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，酸洗时采用的酸为稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸、稀氢氟酸中的一种，其浓度为1-3mol/L。
作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，所述处理液以重量份计，由以下组分组成：
去离子水20-35份，十二烷基硫酸钠2-4份，
腐植酸钠0.5-1.5份，聚丙烯酸钠0.1-0.6份。
作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，所述吸附剂的添加量为0.5-2mg/L。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用香蕉皮、橘子皮和柚子皮为原料制备吸附剂，在煅烧处理前首先采用含有造孔剂的溶液进行浸泡处理，从而调节孔道结构和尺寸，制得的吸附剂具有更加丰富的孔径;
本发明对炭化后的粉末在含氮的气氛下进行球磨处理，在粉末中有效引入氮源;最后对处理的粉末采用处理液进行浸泡处理，制得的吸附剂在废水中可有效与有机物进行接触，从而有效去除废水中的有机物，而且本发明采用的吸附剂原料价格低廉，成本低，对水体无二次污染。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种去除废水中有机物的方法，包括以下步骤：
(1)将香蕉皮、橘子皮和柚子皮洗净，在含有造孔剂的溶液中10℃下浸泡处理10h，然后在-50℃冻干12h，粉碎，制得混合颗粒;其中，所述造孔剂为氢氧化钠，造孔剂的浓度为5wt%，溶液为水，香蕉皮、橘子皮、柚子皮的质量比为3:1：1，香蕉皮、橘子皮、柚子皮在溶液中的总浓度为100mg/ml;
(2)将上述制得的混合颗粒置于高温炉中，在惰性气体气氛下煅烧处理，然后在含氮气体气氛下，30rpm下球磨4h，过100目筛，制得混合粉末;
(3)将上述制得的混合粉末依次进行酸洗、水洗，最后在处理液中浸泡，最后进行烘干处理，得到吸附剂;其中，酸洗时采用的酸为稀盐酸，其浓度为1mol/L;所述处理液以重量份计，由以下组分组成：去离子水20份，十二烷基硫酸钠2份，腐植酸钠0.5份，聚丙烯酸钠0.1份。
(4)向含有机物的废水中加入沉淀剂，800rpm下搅拌沉淀处理1h，然后静置沉淀30min，固液分离;收集上清液;
(5)向上述上清液中加入步骤(3)制得的吸附剂，搅拌吸附处理30min，然后固液分离，收集的吸附剂重复利用;其中，吸附剂的添加量为0.5mg/L。
经检测，有机物去除率为97.9%。
实施例2
一种去除废水中有机物的方法，包括以下步骤：
(1)将香蕉皮、橘子皮和柚子皮洗净，在含有造孔剂的溶液中50℃下浸泡处理0.5h，然后在-55℃冻干24h，粉碎，制得混合颗粒;其中，所述造孔剂为碳酸氢铵，造孔剂的浓度为20wt%，溶液为乙醇、，香蕉皮、橘子皮、柚子皮的质量比为3:1：2，香蕉皮、橘子皮、柚子皮在溶液中的总浓度为1000mg/ml;
(2)将上述制得的混合颗粒置于高温炉中，在惰性气体气氛下煅烧处理，然后在含氮气体气氛下，80rpm下球磨20h，过200目筛，制得混合粉末;
(3)将上述制得的混合粉末依次进行酸洗、水洗，最后在处理液中浸泡，最后进行烘干处理，得到吸附剂;其中，酸洗时采用的酸为稀硝酸，其浓度为3mol/L;所述处理液以重量份计，由以下组分组成：去离子水35份，十二烷基硫酸钠4份，腐植酸钠1.5份，聚丙烯酸钠0.6份。
(4)向含有机物的废水中加入沉淀剂，1000rpm下搅拌沉淀处理2h，然后静置沉淀30min，固液分离;收集上清液;
(5)向上述上清液中加入步骤(3)制得的吸附剂，搅拌吸附处理30min，然后固液分离，收集的吸附剂重复利用;其中，吸附剂的添加量为2mg/L。
经检测，有机物去除率为98.1%。
实施例3
一种去除废水中有机物的方法，包括以下步骤：
(1)将香蕉皮、橘子皮和柚子皮洗净，在含有造孔剂的溶液中20℃下浸泡处理2h，然后在-51℃冻干15h，粉碎，制得混合颗粒;其中，所述造孔剂为尿素，造孔剂的浓度为10wt%，溶液为乙酸，香蕉皮、橘子皮、柚子皮的质量比为3:1：1.5，香蕉皮、橘子皮、柚子皮在溶液中的总浓度为300mg/ml;
(2)将上述制得的混合颗粒置于高温炉中，在惰性气体气氛下煅烧处理，然后在含氮气体气氛下，40rpm下球磨6h，过100目筛，制得混合粉末;
(3)将上述制得的混合粉末依次进行酸洗、水洗，最后在处理液中浸泡，最后进行烘干处理，得到吸附剂;其中，酸洗时采用的酸为稀硫酸，其浓度为1.5mol/L;所述处理液以重量份计，由以下组分组成：去离子水23份，十二烷基硫酸钠2.5份，腐植酸钠0.7份，聚丙烯酸钠0.2份。
(4)向含有机物的废水中加入沉淀剂，850rpm下搅拌沉淀处理1.2h，然后静置沉淀30min，固液分离;收集上清液;
(5)向上述上清液中加入步骤(3)制得的吸附剂，搅拌吸附处理30min，然后固液分离，收集的吸附剂重复利用;其中，吸附剂的添加量为1mg/L。
经检测，有机物去除率为98.9%。
实施例4
一种去除废水中有机物的方法，包括以下步骤：
(1)将香蕉皮、橘子皮和柚子皮洗净，在含有造孔剂的溶液中30℃下浸泡处理5h，然后在-52℃冻干18h，粉碎，制得混合颗粒;其中，所述造孔剂为聚甲基丙烯酸甲酯，造孔剂的浓度为10wt%，溶液为丙酮，香蕉皮、橘子皮、柚子皮的质量比为3:1：1.5，香蕉皮、橘子皮、柚子皮在溶液中的总浓度为500mg/ml;
(2)将上述制得的混合颗粒置于高温炉中，在惰性气体气氛下煅烧处理，然后在含氮气体气氛下，50rpm下球磨10h，过100目筛，制得混合粉末;
(3)将上述制得的混合粉末依次进行酸洗、水洗，最后在处理液中浸泡，最后进行烘干处理，得到吸附剂;其中，酸洗时采用的酸为稀氢氟酸，其浓度为2mol/L;所述处理液以重量份计，由以下组分组成：去离子水25份，十二烷基硫酸钠3份，腐植酸钠0.9份，聚丙烯酸钠0.3份。
(4)向含有机物的废水中加入沉淀剂，900rpm下搅拌沉淀处理1.5h，然后静置沉淀30min，固液分离;收集上清液;
(5)向上述上清液中加入步骤(3)制得的吸附剂，搅拌吸附处理30min，然后固液分离，收集的吸附剂重复利用;其中，吸附剂的添加量为1mg/L。
经检测，有机物去除率为98.5%。
实施例5
一种去除废水中有机物的方法，包括以下步骤：
(1)将香蕉皮、橘子皮和柚子皮洗净，在含有造孔剂的溶液中40℃下浸泡处理7h，然后在-53℃冻干19h，粉碎，制得混合颗粒;其中，所述造孔剂为淀粉，造孔剂的浓度为10wt%，溶液为水，香蕉皮、橘子皮、柚子皮的质量比为3:1：1.5，香蕉皮、橘子皮、柚子皮在溶液中的总浓度为700mg/ml;
(2)将上述制得的混合颗粒置于高温炉中，在惰性气体气氛下煅烧处理，然后在含氮气体气氛下，60rpm下球磨15h，过100目筛，制得混合粉末;
(3)将上述制得的混合粉末依次进行酸洗、水洗，最后在处理液中浸泡，最后进行烘干处理，得到吸附剂;其中，酸洗时采用的酸为稀盐酸，其浓度为2mol/L;所述处理液以重量份计，由以下组分组成：去离子水30份，十二烷基硫酸钠3份，腐植酸钠1.1份，聚丙烯酸钠0.4份。
(4)向含有机物的废水中加入沉淀剂，900rpm下搅拌沉淀处理1.6h，然后静置沉淀30min，固液分离;收集上清液;
(5)向上述上清液中加入步骤(3)制得的吸附剂，搅拌吸附处理30min，然后固液分离，收集的吸附剂重复利用;其中，吸附剂的添加量为1mg/L。
经检测，有机物去除率为98.0%。
实施例6
一种去除废水中有机物的方法，包括以下步骤：
(1)将香蕉皮、橘子皮和柚子皮洗净，在含有造孔剂的溶液中45℃下浸泡处理9h，然后在-54℃冻干22h，粉碎，制得混合颗粒;其中，所述造孔剂为聚甲基丙烯酸甲酯，造孔剂的浓度为17wt%，溶液为乙醇，香蕉皮、橘子皮、柚子皮的质量比为3:1：1.8，香蕉皮、橘子皮、柚子皮在溶液中的总浓度为850mg/ml;
(2)将上述制得的混合颗粒置于高温炉中，在惰性气体气氛下煅烧处理，然后在含氮气体气氛下，75rpm下球磨18h，过200目筛，制得混合粉末;
(3)将上述制得的混合粉末依次进行酸洗、水洗，最后在处理液中浸泡，最后进行烘干处理，得到吸附剂;其中，酸洗时采用的酸为稀氢氟酸，其浓度为2.5mol/L;所述处理液以重量份计，由以下组分组成：去离子水32份，十二烷基硫酸钠3.5份，腐植酸钠1.3份，聚丙烯酸钠0.5份。
(4)向含有机物的废水中加入沉淀剂，900rpm下搅拌沉淀处理1.8h，然后静置沉淀30min，固液分离;收集上清液;
(5)向上述上清液中加入步骤(3)制得的吸附剂，搅拌吸附处理30min，然后固液分离，收集的吸附剂重复利用;其中，吸附剂的添加量为1.5mg/L。
经检测，有机物去除率为98.8%。
对比例
一种去除废水中有机物的方法，包括以下步骤：
(1)将香蕉皮、橘子皮和柚子皮洗净，在含有造孔剂的溶液中45℃下浸泡处理9h，然后在-54℃冻干22h，粉碎，制得混合颗粒;其中，所述造孔剂为聚甲基丙烯酸甲酯，造孔剂的浓度为17wt%，溶液为乙醇，香蕉皮、橘子皮、柚子皮的质量比为3:1：1.8，香蕉皮、橘子皮、柚子皮在溶液中的总浓度为850mg/ml;
(2)将上述制得的混合颗粒置于高温炉中，在惰性气体气氛下煅烧处理，然后在含氮气体气氛下，75rpm下球磨18h，过200目筛，制得混合粉末;
(3)将上述制得的混合粉末依次进行酸洗、水洗，最后进行烘干处理，得到吸附剂;其中，酸洗时采用的酸为稀氢氟酸，其浓度为2.5mol/L;
(4)向含有机物的废水中加入沉淀剂，900rpm下搅拌沉淀处理1.8h，然后静置沉淀30min，固液分离;收集上清液;
(5)向上述上清液中加入步骤(3)制得的吸附剂，搅拌吸附处理30min，然后固液分离，收集的吸附剂重复利用;其中，吸附剂的添加量为1.5mg/L。
经检测，有机物去除率为71.5%。