一种处理染料废水的生物吸附剂、制备方法及其应用转让专利

申请号 : CN201510682639.7

文献号 : CN105170109B

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发明人 : 郭永明胡凤萍马勤阁

申请人 : 南阳师范学院

摘要 :

本发明提供了一种处理染料废水的生物吸附剂、制备方法及其应用,属于染料废水处理技术领域。该生物吸附剂包含的原料及其含量为:食用菌废弃物35~40重量份,竹笋废弃物22~30重量份,柚子皮20~25重量份,茶叶渣5~12重量份。将原料预处理后加入碱溶液搅拌,水洗至中性,干燥后加入柠檬酸溶液浸泡、加热搅拌,水洗至中性,干燥后加入醇溶液浸泡,超声波辅助处理,水洗至中性,干燥、粉碎即得处理染料废水的生物吸附剂。该生物吸附剂在处理染料废水中的应用,是将生物吸附剂加入染料水溶液中进行振荡反应,过滤分离,完成对染料水溶液的吸附去除。本发明不仅解决了环境污染的问题,还实现了废物资源化,达到了“以废治废”的目的。

权利要求 :

1.一种处理染料废水的生物吸附剂,其特征在于:包含的原料及其含量为:食用菌废弃物35 40重量份,竹笋废弃物22 30重量份,柚子皮20 25重量份,茶叶渣5 12重量份;

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所述处理染料废水的生物吸附剂的制备方法,包括以下步骤:

1)将35 40重量份的食用菌废弃物、22 30重量份的竹笋废弃物、20 25重量份的柚子~ ~ ~皮、5 12重量份的茶叶渣用蒸馏水清洗干净,然后干燥、粉碎,过20 40目筛,得到生物质材~ ~料粗粉;

2)在步骤1)得到的生物质材料粗粉中加入浓度为0.5~5mol/L的碱溶液,搅拌36 48h,~过滤得到活化产物;

3)将步骤2)得到的活化产物用蒸馏水洗至中性,干燥,加入浓度为0.5 0.8mol/L的柠~檬酸溶液,浸泡12 18h,然后在70 75℃下搅拌3 5h,过滤得到改性产物;

~ ~ ~

4)将步骤3)得到的改性产物用蒸馏水洗至中性,干燥,然后加入体积分数为35 40%的~醇溶液,浸泡24 48h,超声波辅助处理,过滤得到产物;

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5)将步骤4)得到的产物用蒸馏水清洗至中性,干燥、粉碎即得处理染料废水的生物吸附剂。

2.如权利要求1所述的一种处理染料废水的生物吸附剂,其特征在于:所述步骤2)中碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾,所述生物质材料粗粉与碱溶液的质量体积比为10 50g/L。

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3.如权利要求1所述的一种处理染料废水的生物吸附剂,其特征在于:所述步骤3)中活化产物与柠檬酸溶液的质量体积比为15 20g/L。

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4.如权利要求1所述的一种处理染料废水的生物吸附剂,其特征在于:所述步骤4)中醇溶液为甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇中的任意一种,所述改性产物与醇溶液的质量体积比为

5 30g/L。

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5.如权利要求1所述的一种处理染料废水的生物吸附剂,其特征在于:所述步骤4)中超声波辅助处理工艺条件为:超声频率20 30kHz,功率300 500W,时间30 50min,重复3次,每~ ~ ~次间隔10 15min。

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6.如权利要求1所述的一种处理染料废水的生物吸附剂,其特征在于:所述步骤5)中粉碎是经超微粉碎机粉碎,粉碎后生物吸附剂的粒径为10 75μm。

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7.如权利要求1 6任一项所述的处理染料废水的生物吸附剂的应用,其特征在于:包括~以下步骤:配制浓度为0.05 1g/L的染料水溶液,加入所述生物吸附剂,然后进行振荡反应,~过滤分离,完成对染料水溶液的吸附去除。

8.如权利要求7所述的处理染料废水的生物吸附剂的应用,其特征在于:所述生物吸附剂加入量与染料溶液的质量体积比为5 15g/L。

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9.如权利要求7所述的处理染料废水的生物吸附剂的应用,其特征在于:所述振荡反应的条件为:振荡反应pH为2 10,振荡反应温度为20 50℃,振荡反应时间为4 6h,振荡反应转~ ~ ~速为150 170rpm。

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说明书 :

一种处理染料废水的生物吸附剂、制备方法及其应用

技术领域

[0001] 本发明属于染料废水处理技术领域,具体涉及一种处理染料废水的生物吸附剂、制备方法及其应用。

背景技术

[0002] 随着纺织、制革、塑料、造纸等行业的快速发展,染料的需求量日益增多,随之产生的染料废水对环境的危害也日益严重,染料废水引起的环境污染问题日益威胁着人们的生命健康和生活安全。
[0003] 染料废水成分复杂,往往含多种有机染料及其中间体,色度深、毒性大、可生化性差、pH值波动大、组分变化大、浓度高,所以一直是工业废水处理的难题,一些染料废水还具有“致突变、致畸和致癌”作用。染料废水常用的处理方法有吸附法、混凝法、氧化法、生物处理法、膜分离法等,但是混凝法、氧化法、生物处理法、膜分离法处理染料废水的效率较低、处理成本较高,且易造成更难处理的二次污染。吸附法适用于对难生物降解的染料废水的脱色处理,但是传统的吸附方法存在成本高、操作复杂、投资大的缺点。
[0004] 近年来,利用天然物质和农林废弃物作为吸附剂处理染料废水引起了人们的重视。生物质类材料是指农业生产及加工企业的副产物和余物,如核桃壳、蔗渣、香蕉皮、花生壳、茶叶废渣、甘蔗渣、杏仁壳、果渣、谷壳、大豆皮、玉米芯和秸秆等,此类材料表面粗糙、内部多孔,常常含有利于吸附的羟基、羧基、氨基等官能团,可以在一定程度上吸附处理染料废水。生物质材料的天然性质使得生物吸附剂具有价格低、产量大、可再生、再生周期短、可生物降解、环境友好等诸多优点,同时生物废料的再利用是变废为宝,它不仅可以解决环境污染的问题,还可以提高自身的价值,达到“以废治废”的目的。
[0005] 我国是食用菌种植大国,每年在收获或食用过程中会产生大量的食用菌废弃物,若不及时妥善处理,这些废弃物不仅影响食用菌的生长,又污染环境。竹笋是一种资源丰富、产量较高的可食用植物,近年来林地竹笋种植不断推广应用,每年产竹笋500万 600万~吨,除40%鲜销外,其余均用于罐头笋和笋干的加工,在加工过程中,由于笋头和笋壳等粗糙纤维成分含量高被弃去不用,会产生大量的加工废弃物。我国东部、南部盛产柚子,大量柚子皮被丢弃,严重污染环境。由于柚子皮及白色絮状内层含丰富的纤维素、半纤维素、木质素、果胶和多糖等物质,常用来提取果胶,提取后会产生大量废弃物。我国是茶叶原产地和第一生产、消费大国,有上千年的饮茶历史,加工过程会产生大量茶叶废弃物,饮用过程中也会产生大量茶渣。如果这些副产物处理的不好,会造成资源浪费和环境污染,对人们的生产、生活和健康产生不利影响,并且造成生物质资源的浪费。所以,对加工废弃物的资源化利用的研究显得非常重要,利用生物质材料作为吸附剂处理染料废水具有重大的应用前景。

发明内容

[0006] 本发明要解决的技术问题是,针对现有技术的不足,提供一种效果好、成本低廉、安全的处理染料废水的生物吸附剂、制备方法及其应用。
[0007] 为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
[0008] 一种处理染料废水的生物吸附剂,包含的原料及其含量为:食用菌废弃物35 40重~量份,竹笋废弃物22 30重量份,柚子皮20 25重量份,茶叶渣5 12重量份。
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[0009] 本发明还提供了上述处理染料废水的生物吸附剂的制备方法,包括以下步骤:
[0010] 1)将35 40重量份的食用菌废弃物、22 30重量份的竹笋废弃物、20 25重量份的柚~ ~ ~子皮、5 12重量份的茶叶渣用蒸馏水清洗干净,然后干燥、粉碎,过20 40目筛,得到生物质~ ~
材料粗粉;
[0011] 2)在步骤1)得到的生物质材料粗粉中加入浓度为0.5~5mol/L的碱溶液,搅拌36~48h,过滤得到活化产物;
[0012] 3)将步骤2)得到的活化产物用蒸馏水洗至中性,干燥,加入浓度为0.5 0.8mol/L~的柠檬酸溶液,浸泡12 18h,然后在70 75℃下搅拌3 5h,过滤得到改性产物;
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[0013] 4)将步骤3)得到的改性产物用蒸馏水洗至中性,干燥,然后加入体积分数为35~40%的醇溶液,浸泡24 48h,超声波辅助处理,过滤得到产物;
~
[0014] 5)将步骤4)得到的产物用蒸馏水清洗至中性,干燥、粉碎即得处理染料废水的生物吸附剂。
[0015] 优选的,所述步骤2)中碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾,所述生物质材料粗粉与碱溶液的质量体积比为10 50g/L。~
[0016] 优选的,所述步骤3)中活化产物与柠檬酸溶液的质量体积比为15 20g/L。~
[0017] 优选的,所述步骤4)中醇溶液为甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇中的任意一种,所述改性产物与醇溶液的质量体积比为5 30g/L。~
[0018] 优选的,所述步骤4)中超声波辅助处理工艺条件为:超声频率20 30kHz,功率300~ ~500W,时间30 50min,重复3次,每次间隔10 15min。
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[0019] 优选的,所述步骤5)中粉碎是经超微粉碎机粉碎,粉碎后生物吸附剂的粒径为10~75μm。
[0020] 本发明还提供了上述处理染料废水的生物吸附剂的应用,包括以下步骤:配制浓度为0.05 1g/L的染料水溶液,加入所述生物吸附剂,然后进行振荡反应,过滤分离,完成对~染料水溶液的吸附去除。
[0021] 优选的,所述生物吸附剂加入量与染料溶液的质量体积比为5 15g/L。~
[0022] 优选的,所述振荡反应的条件为:振荡反应pH为2 10,振荡反应温度为20 50℃,振~ ~荡反应时间为4 6h,振荡反应转速为150 170rpm。
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[0023] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0024] 1、生物吸附法是一种新型的绿色水处理方法,吸附剂较细菌类和藻类吸附剂而言,吸附粒径大,便于相分离操作,其分布广泛,来源稳定,且量大,安全无毒,原材料廉价,易得,可以大大降低废水处理的成本。
[0025] 2、本发明的生物吸附剂主要原料为食用菌废弃物、竹笋废弃物、柚子皮和茶叶渣,其原料来源广、制备工艺简单、成本低廉,适于连续大规模的批量生产。
[0026] 3、本发明采用超声波辅助处理,超声波可以增大物质分子运动频率和速度,改性产物中的一些易溶解出来的成分溶解速度更快,溶解更加完全,有效缩短溶解时间,增强溶解效果。
[0027] 4、本发明采用超微粉碎技术,粉碎后生物吸附剂粒径小,比表面积大,与染料废水接触面积比较大,反应的位点多,具有优良的吸附效果。
[0028] 5、本发明制备得到的处理染料废水的生物吸附剂具有吸附量大、染料去除率高等特点,且不产生二次污染物,是一种天然环保的生物吸附剂。本发明处理染料废水的方法操作工艺简单、处理效率高,不仅解决了环境污染的问题,还实现了废物资源化,达到了“以废治废”的目的。

具体实施方式

[0029] 下面结合具体实施方式对本发明做进一步的阐述。
[0030] 一种处理染料废水的生物吸附剂,包含的原料及其含量为:食用菌废弃物35 40重~量份,竹笋废弃物22 30重量份,柚子皮20 25重量份,茶叶渣5 12重量份。
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[0031] 所述食用菌废弃物包括香菇、平菇、杏鲍菇、茶树菇、草菇、金针菇的根或棒,提取活性成分之后的香菇、平菇、杏鲍菇、茶树菇、草菇和加工过程中产生的香菇、平菇、杏鲍菇、茶树菇、草菇、金针菇的废弃物;食用菌是大型白腐菌类真菌,有较高的产漆酶能力,食用菌废弃物中不仅有大量的菌丝体还具有较高的漆酶活性,食用菌酶解作用的生物转化过程中产生了多种糖类、有机酸类和生物活性物质,这些物质具有吸附多种染料的能力。所述竹笋废弃物包括笋壳、笋头,提取过活性成分的竹笋、笋壳、笋头,加工过程中产生的竹笋废弃物;竹笋废弃物的主要成分是纤维素,纤维素含的大量活性官能团可以吸附各种合成染料。所述柚子皮包括柚子皮,提取过活性成分的柚子皮;柚子皮及白色絮状内层含有丰富的纤维素、半纤维素、木质素、果胶和多糖等物质,总纤维含量(73.8%)比果皮(6.05%)、稻壳(53.58%)等农副产品废弃物高,这些成分表面含有大量的活性官能团,例如羟基和羧基,极易吸附废水中的染料。所述茶叶渣包括冲泡过的茶叶,变质、发霉不能饮用的茶叶,提取过活性成分的茶叶,加工过程中产生的茶叶废弃物;茶叶渣是一种具有网状结构、多孔、表面积很大的吸附剂,可以有效吸附废水中的染料,茶叶渣最主要的组成成分之一茶叶膳食纤维,尤其是水不溶性膳食纤维,主要包括纤维素、半纤维素、木质素等,是茶叶渣吸附染料的主要活性成分,茶叶渣还有天然的除菌功效,在吸附废水中染料的同时可以除去废水中的大部分细菌,更加有效地处理废水。本发明所用原料来源广泛,成本低廉,实现了废物资源化,通过食用菌废弃物、竹笋废弃物、柚子皮、茶叶渣的有机结合与协同作用,有效提高了生物吸附剂的吸附率。
[0032] 本发明还提供了上述处理染料废水的生物吸附剂的制备方法,包括以下步骤:
[0033] 1)将35 40重量份的食用菌废弃物、22 30重量份的竹笋废弃物、20 25重量份的柚~ ~ ~子皮、5 12重量份的茶叶渣用蒸馏水清洗干净,然后干燥、粉碎,过20 40目筛,得到生物质~ ~
材料粗粉;
[0034] 2)在步骤1)得到的生物质材料粗粉中加入浓度为0.5~5mol/L的碱溶液,搅拌36~48h,过滤得到活化产物;
[0035] 3)将步骤2)得到的活化产物用蒸馏水洗至中性,干燥,加入浓度为0.5 0.8mol/L~的柠檬酸溶液,浸泡12 18h,然后在70 75℃下搅拌3 5h,过滤得到改性产物;
~ ~ ~
[0036] 4)将步骤3)得到的改性产物用蒸馏水洗至中性,干燥,然后加入体积分数为35~40%的醇溶液,浸泡24 48h,超声波辅助处理,过滤得到产物;
~
[0037] 5)将步骤4)得到的产物用蒸馏水清洗至中性,干燥、粉碎即得处理染料废水的生物吸附剂。
[0038] 在步骤1)中,所述干燥可采用真空干燥,所述粉碎可采用常规粉碎机粉碎。
[0039] 在步骤2)中,所述碱溶液优选为氢氧化钠或氢氧化钾,所述生物质材料粗粉与碱溶液的质量体积比优选为10 50g/L,通过对生物质材料的活化及化学改性,能够较大程度~地破坏生物质材料原有的致密结构,暴露出更多的活性基团,增强吸附性能。
[0040] 在步骤3)中,所述活化产物与柠檬酸溶液的质量体积比优选为15 20g/L,柠檬酸~是一种三羧酸类化合物,性质优良、廉价易得,柠檬酸改性可有效提高生物吸附剂对染料分子的吸附效果。
[0041] 在步骤4)中,所述醇溶液优选为甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇中的任意一种,所述改性产物与醇溶液的质量体积比优选为5 30g/L,醇溶液浸泡可以有效去除改性产物中的~一些易溶解出来的成分,避免二次污染。所述超声波辅助处理工艺条件优选为:超声频率20
30kHz,功率300 500W,时间30 50min,重复3次,每次间隔10 15min,超声波可以增大物质~ ~ ~ ~
分子运动频率和速度,有效缩短溶解时间,增强溶解效果。
[0042] 在步骤5)中,所述粉碎是经超微粉碎机粉碎,粉碎后生物吸附剂的粒径优选为10~75μm,超微粉碎后生物吸附剂粒径小,比表面积大,与污水接触面积大,反应的位点多,吸附效果更显著。
[0043] 柠檬酸改性后的食用菌废弃物、竹笋废弃物、柚子皮和茶叶渣,活性基团增加,各个原料协同增效,提高了生物吸附剂的吸附容量。本发明制备得到的生物吸附剂,有相对较宽的pH范围,吸附温度适中,尤其适用于处理染料废水。
[0044] 本发明还提供了上述处理染料废水的生物吸附剂的应用,包括以下步骤:配制浓度为0.05 1g/L的染料水溶液,加入所述生物吸附剂,然后进行振荡反应,过滤分离,完成对~染料水溶液的吸附去除。
[0045] 所述生物吸附剂加入量与染料溶液的质量体积比优选为5 15g/L。~
[0046] 所述振荡反应的条件优选为:振荡反应pH为2 10,振荡反应温度为20 50℃,振荡~ ~反应时间为4 6h,振荡反应转速为150 170rpm。
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[0047] 本发明处理染料废水的方法操作工艺简单、处理效率高,不仅解决了环境污染的问题,还实现了废物资源化,达到了“以废治废”的目的。
[0048] 因此,以农林废弃物为原料制备生物吸附剂,不仅可获得在染料废水处理方面有应用前景的新型生物吸附剂,健康、安全、环保,符合生态环境可持续发展需求,且可大大提高吸附效果,降低废水处理成本,也解决了农林废弃物产生的垃圾问题,为我国农林副产品找到出路,提高了农林产品的经济价值。
[0049] 下面通过具体实施例,使本领域技术人员可以实施。
[0050] 实施例1
[0051] 一种处理染料废水的生物吸附剂的制备方法及其应用,包括以下步骤:
[0052] 1)将35重量份的食用菌废弃物、22重量份的竹笋废弃物、20重量份的柚子皮、5重量份的茶叶渣用蒸馏水清洗干净,然后干燥、粉碎,过20 40目筛,得到生物质材料粗粉;~
[0053] 2)在步骤1)得到的生物质材料粗粉中加入浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液,生物质材料粗粉与氢氧化钠溶液的质量体积比为10g/L,搅拌36h,过滤得到活化产物;
[0054] 3)将步骤2)得到的活化产物用蒸馏水洗至中性,干燥,加入浓度为0.5mol/L的柠檬酸溶液,活化产物与柠檬酸溶液的质量体积比为15g/L,浸泡12h,然后在70℃下搅拌3h,过滤得到改性产物;
[0055] 4)将步骤3)得到的改性产物用蒸馏水洗至中性,干燥,然后加入体积分数为35%的甲醇溶液,改性产物与甲醇溶液的质量体积比为5g/L,浸泡24h,超声波辅助处理,超声频率20kHz,功率300W,时间30min,重复3次,每次间隔10min,过滤得到产物;
[0056] 5)将步骤4)得到的产物用蒸馏水清洗至中性,干燥后经超微粉碎机粉碎即得粒径为10 75μm的处理染料废水的生物吸附剂;~
[0057] 6)配制1L浓度为0.05g/L的亚甲基蓝水溶液,加入5g步骤5)得到的生物吸附剂,然后进行振荡反应,振荡反应pH为2,振荡反应温度为20℃,振荡反应时间为4h,振荡反应转速为150rpm,过滤分离,完成对亚甲基蓝水溶液的吸附去除。
[0058] 通过紫外-可见分光光度计检测,得到吸附后滤液的浓度,计算得到其吸附率为82.5%。
[0059] 实施例2
[0060] 一种处理染料废水的生物吸附剂的制备方法及其应用,包括以下步骤:
[0061] 1)将36重量份的食用菌废弃物、24重量份的竹笋废弃物、22重量份的柚子皮、6重量份的茶叶渣用蒸馏水清洗干净,然后干燥、粉碎,过20 40目筛,得到生物质材料粗粉;~
[0062] 2)在步骤1)得到的生物质材料粗粉中加入浓度为1mol/L的氢氧化钾溶液,生物质材料粗粉与氢氧化钾溶液的质量体积比为15g/L,搅拌40h,过滤得到活化产物;
[0063] 3)将步骤2)得到的活化产物用蒸馏水洗至中性,干燥,加入浓度为0.6mol/L的柠檬酸溶液,活化产物与柠檬酸溶液的质量体积比为16g/L,浸泡14h,然后在72℃下搅拌3.5h,过滤得到改性产物;
[0064] 4)将步骤3)得到的改性产物用蒸馏水洗至中性,干燥,然后加入体积分数为36%的乙醇溶液,改性产物与乙醇溶液的质量体积比为8g/L,浸泡30h,超声波辅助处理,超声频率22kHz,功率350W,时间32min,重复3次,每次间隔12min,过滤得到产物;
[0065] 5)将步骤4)得到的产物用蒸馏水清洗至中性,干燥后经超微粉碎机粉碎即得粒径为10 75μm的处理染料废水的生物吸附剂;~
[0066] 6)配制1L浓度为0.15g/L的亚甲基蓝水溶液,加入8g步骤5)得到的生物吸附剂,然后进行振荡反应,振荡反应pH为4,振荡反应温度为25℃,振荡反应时间为4.5h,振荡反应转速为155rpm,过滤分离,完成对亚甲基蓝水溶液的吸附去除。
[0067] 通过紫外-可见分光光度计检测,得到吸附后滤液的浓度,计算得到其吸附率为89.8%。
[0068] 实施例3
[0069] 一种处理染料废水的生物吸附剂的制备方法及其应用,包括以下步骤:
[0070] 1)将37重量份的食用菌废弃物、25重量份的竹笋废弃物、24重量份的柚子皮、8重量份的茶叶渣用蒸馏水清洗干净,然后干燥、粉碎,过20 40目筛,得到生物质材料粗粉;~
[0071] 2)在步骤1)得到的生物质材料粗粉中加入浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液,生物质材料粗粉与氢氧化钠溶液的质量体积比为20g/L,搅拌42h,过滤得到活化产物;
[0072] 3)将步骤2)得到的活化产物用蒸馏水洗至中性,干燥,加入浓度为0.7mol/L的柠檬酸溶液,活化产物与柠檬酸溶液的质量体积比为17g/L,浸泡15h,然后在73℃下搅拌4h,过滤得到改性产物;
[0073] 4)将步骤3)得到的改性产物用蒸馏水洗至中性,干燥,然后加入体积分数为37%的正丙醇溶液,改性产物与正丙醇溶液的质量体积比为10g/L,浸泡28h,超声波辅助处理,超声频率25kHz,功率400W,时间35min,重复3次,每次间隔14min,过滤得到产物;
[0074] 5)将步骤4)得到的产物用蒸馏水清洗至中性,干燥后经超微粉碎机粉碎即得粒径为10 75μm的处理染料废水的生物吸附剂;~
[0075] 6)配制1L浓度为0.25g/L的刚果红水溶液,加入10g步骤5)得到的生物吸附剂,然后进行振荡反应,振荡反应pH为5,振荡反应温度为30℃,振荡反应时间为5h,振荡反应转速为160rpm,过滤分离,完成对刚果红水溶液的吸附去除。
[0076] 通过紫外-可见分光光度计检测,得到吸附后滤液的浓度,得到其吸附率为92.5%。
[0077] 实施例4
[0078] 一种处理染料废水的生物吸附剂的制备方法及其应用,包括以下步骤:
[0079] 1)将40重量份的食用菌废弃物、25重量份的竹笋废弃物、21重量份的柚子皮、10重量份的茶叶渣用蒸馏水清洗干净,然后干燥、粉碎,过20 40目筛,得到生物质材料粗粉;~
[0080] 2)在步骤1)得到的生物质材料粗粉中加入浓度为2mol/L的氢氧化钾溶液,生物质材料粗粉与氢氧化钾溶液的质量体积比为25g/L,搅拌42h,过滤得到活化产物;
[0081] 3)将步骤2)得到的活化产物用蒸馏水洗至中性,干燥,加入浓度为0.6mol/L的柠檬酸溶液,活化产物与柠檬酸溶液的质量体积比为18g/L,浸泡16h,然后在74℃下搅拌4.5h,过滤得到改性产物;
[0082] 4)将步骤3)得到的改性产物用蒸馏水洗至中性,干燥,然后加入体积分数为39%的异丙醇溶液,改性产物与异丙醇溶液的质量体积比为15g/L,浸泡32h,超声波辅助处理,超声频率26kHz,功率450W,时间38min,重复3次,每次间隔13min,过滤得到产物;
[0083] 5)将步骤4)得到的产物用蒸馏水清洗至中性,干燥后经超微粉碎机粉碎即得粒径为10 75μm的处理染料废水的生物吸附剂;~
[0084] 6)配制1L浓度为0.3g/L的刚果红水溶液,加入12g步骤5)得到的生物吸附剂,然后进行振荡反应,振荡反应pH为6,振荡反应温度为35℃,振荡反应时间为5.5h,振荡反应转速为165rpm,过滤分离,完成对刚果红水溶液的吸附去除。
[0085] 通过紫外-可见分光光度计检测,得到吸附后滤液的浓度,得到其吸附率为93.6%。
[0086] 实施例5
[0087] 一种处理染料废水的生物吸附剂的制备方法及其应用,包括以下步骤:
[0088] 1)将36重量份的食用菌废弃物、28重量份的竹笋废弃物、25重量份的柚子皮、12重量份的茶叶渣用蒸馏水清洗干净,然后干燥、粉碎,过20 40目筛,得到生物质材料粗粉;~
[0089] 2)在步骤1)得到的生物质材料粗粉中加入浓度为3.5mol/L的氢氧化钠溶液,生物质材料粗粉与氢氧化钠溶液的质量体积比为30g/L,搅拌46h,过滤得到活化产物;
[0090] 3)将步骤2)得到的活化产物用蒸馏水洗至中性,干燥,加入浓度为0.5mol/L的柠檬酸溶液,活化产物与柠檬酸溶液的质量体积比为19g/L,浸泡18h,然后在75℃下搅拌4h,过滤得到改性产物;
[0091] 4)将步骤3)得到的改性产物用蒸馏水洗至中性,干燥,然后加入体积分数为40%的甲醇溶液,改性产物与醇溶液的质量体积比为20g/L,浸泡36h,超声波辅助处理,超声频率28kHz,功率350W,时间40min,重复3次,每次间隔14min,过滤得到产物;
[0092] 5)将步骤4)得到的产物用蒸馏水清洗至中性,干燥后经超微粉碎机粉碎即得粒径为10 75μm的处理染料废水的生物吸附剂;~
[0093] 6)配制1L浓度为0.4g/L的甲基橙水溶液,加入15g步骤5)得到的生物吸附剂,然后进行振荡反应,振荡反应pH为7,振荡反应温度为40℃,振荡反应时间为4.8h,振荡反应转速为170rpm,过滤分离,完成对甲基橙水溶液的吸附去除。
[0094] 通过紫外-可见分光光度计检测,得到吸附后滤液的浓度,得到其吸附率为90.2%。
[0095] 实施例6
[0096] 一种处理染料废水的生物吸附剂的制备方法及其应用,包括以下步骤:
[0097] 1)将36重量份的食用菌废弃物、23重量份的竹笋废弃物、24重量份的柚子皮、10重量份的茶叶渣用蒸馏水清洗干净,然后干燥、粉碎,过20 40目筛,得到生物质材料粗粉;~
[0098] 2)在步骤1)得到的生物质材料粗粉中加入浓度为4mol/L的氢氧化钾溶液,生物质材料粗粉与氢氧化钾溶液的质量体积比为35g/L,搅拌40h,过滤得到活化产物;
[0099] 3)将步骤2)得到的活化产物用蒸馏水洗至中性,干燥,加入浓度为0.6mol/L的柠檬酸溶液,活化产物与柠檬酸溶液的质量体积比为20g/L,浸泡15h,然后在74℃下搅拌3.8h,过滤得到改性产物;
[0100] 4)将步骤3)得到的改性产物用蒸馏水洗至中性,干燥,然后加入体积分数为38%的乙醇溶液,改性产物与乙醇溶液的质量体积比为25g/L,浸泡40h,超声波辅助处理,超声频率30kHz,功率300W,时间43min,重复3次,每次间隔10min,过滤得到产物;
[0101] 5)将步骤4)得到的产物用蒸馏水清洗至中性,干燥后经超微粉碎机粉碎即得粒径为10 75μm的处理染料废水的生物吸附剂;~
[0102] 6)配制1L浓度为0.6g/L的甲基橙水溶液,加入13g步骤5)得到的生物吸附剂,然后进行振荡反应,振荡反应pH为7,振荡反应温度为43℃,振荡反应时间为5.2h,振荡反应转速为150rpm,过滤分离,完成对甲基橙水溶液的吸附去除。
[0103] 通过紫外-可见分光光度计检测,得到吸附后滤液的浓度,得到其吸附率为88.6%。
[0104] 实施例7
[0105] 一种处理染料废水的生物吸附剂的制备方法及其应用,包括以下步骤:
[0106] 1)将38重量份的食用菌废弃物、29重量份的竹笋废弃物、23重量份的柚子皮、7重量份的茶叶渣用蒸馏水清洗干净,然后干燥、粉碎,过20 40目筛,得到生物质材料粗粉;~
[0107] 2)在步骤1)得到的生物质材料粗粉中加入浓度为4.5mol/L的氢氧化钠溶液,生物质材料粗粉与氢氧化钠溶液的质量体积比为40g/L,搅拌46h,过滤得到活化产物;
[0108] 3)将步骤2)得到的活化产物用蒸馏水洗至中性,干燥,加入浓度为0.5mol/L的柠檬酸溶液,活化产物与柠檬酸溶液的质量体积比为18g/L,浸泡16h,然后在72℃下搅拌4h,过滤得到改性产物;
[0109] 4)将步骤3)得到的改性产物用蒸馏水洗至中性,干燥,然后加入体积分数为36%的正丙醇溶液,改性产物与正丙醇溶液的质量体积比为28g/L,浸泡46h,超声波辅助处理,超声频率26kHz,功率400W,时间45min,重复3次,每次间隔13min,过滤得到产物;
[0110] 5)将步骤4)得到的产物用蒸馏水清洗至中性,干燥后经超微粉碎机粉碎即得粒径为10 75μm的处理染料废水的生物吸附剂;~
[0111] 6)配制1L浓度为0.8g/L的孔雀石绿水溶液,加入14g步骤5)得到的生物吸附剂,然后进行振荡反应,振荡反应pH为8,振荡反应温度为48℃,振荡反应时间为5.5h,振荡反应转速为160rpm,过滤分离,完成对孔雀石绿水溶液的吸附去除。
[0112] 通过紫外-可见分光光度计检测,得到吸附后滤液的浓度,得到其吸附率为90.9%。
[0113] 实施例8
[0114] 一种处理染料废水的生物吸附剂的制备方法及其应用,包括以下步骤:
[0115] 1)将40重量份的食用菌废弃物、30重量份的竹笋废弃物、25重量份的柚子皮、12重量份的茶叶渣用蒸馏水清洗干净,然后干燥、粉碎,过20 40目筛,得到生物质材料粗粉;~
[0116] 2)在步骤1)得到的生物质材料粗粉中加入浓度为5mol/L的氢氧化钾溶液,生物质材料粗粉与氢氧化钾溶液的质量体积比为50g/L,搅拌48h,过滤得到活化产物;
[0117] 3)将步骤2)得到的活化产物用蒸馏水洗至中性,干燥,加入浓度为0.8mol/L的柠檬酸溶液,活化产物与柠檬酸溶液的质量体积比为20g/L,浸泡18h,然后在75℃下搅拌5h,过滤得到改性产物;
[0118] 4)将步骤3)得到的改性产物用蒸馏水洗至中性,干燥,然后加入体积分数为40%的异丙醇溶液,改性产物与异丙醇溶液的质量体积比为30g/L,浸泡48h,超声波辅助处理,超声频率30kHz,功率500W,时间50min,重复3次,每次间隔15min,过滤得到产物;
[0119] 5)将步骤4)得到的产物用蒸馏水清洗至中性,干燥后经超微粉碎机粉碎即得粒径为10 75μm的处理染料废水的生物吸附剂;~
[0120] 6)配制1L浓度为1g/L的孔雀石绿水溶液,加入15g步骤5)得到的生物吸附剂,然后进行振荡反应,振荡反应pH为10,振荡反应温度为50℃,振荡反应时间为6h,振荡反应转速为170rpm,过滤分离,完成对孔雀石绿水溶液的吸附去除。
[0121] 通过紫外-可见分光光度计检测,得到吸附后滤液的浓度,得到其吸附率为87.5%。
[0122] 综上可以看出,本发明利用食用菌废弃物、竹笋废弃物、柚子皮和茶叶渣制成的吸附剂具有吸附量大、染料去除率高等特点,本发明处理染料废水的方法操作工艺简单、处理效率高,对亚甲基蓝的吸附率达到89.8%,对刚果红的吸附率达到93.6%,对甲基橙的吸附率达到90.2%,对孔雀石绿的吸附率达到90.9%,效果突出,不仅解决了环境污染的问题,还实现了废物资源化,达到了“以废治废”的目的。