[发明专利]一种由天然材料改性的吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种由天然材料改性的吸附剂及其制备方法和应用。制备过程包括以下步骤：(1)粉碎：将洗净、烘干后的稻谷壳粉碎、过筛；(2)改性：取适量粉碎后稻壳，分别经乙酸、氨水改性处理，清洗烘干，制得改性后的稻壳吸附剂。本发明制备的由天然材料改性的吸附剂可以应用于高含盐蜜饯生产废水中盐分的吸附处理，成本低、环保安全，相比未经改性的稻谷壳，具有较高的亲水性，对Nasupgt;+/supgt;的吸附容量有明显提高，制备简单，对蜜饯生产废水有良好的脱盐效果，在一定程度上解决了蜜饯生产废水难生物降解的难题；同时使用氨水改性有利于稻壳氨化，提高作为家畜饲料的实用价值。

技术领域

本发明涉及一种由天然材料稻谷壳改性的吸附材料,应用于高含盐蜜饯生产废水的处理,旨在提高废水的可生化性,属于污水净化领域。

背景技术

随着时代日新月异的发展,人们对于生活质量的要求越来越高,环境保护愈发严格。水污染问题,特别是食品工业废水的污染受到广泛关注,其中,果脯、蜜戗﹑罐装食品、泡菜等保鲜食品的生产废水中,含有大量的糖类、果胶、果渣、有机酸、可溶性无机盐以及多种游离金属阳离子和非金属阴离子,如Na⁺、Ca²⁺、Cl^-、SO₄^2-等,使得废水中的密度和渗透压很高,如若直接采用生物处理,会导致微生物脱水,并且生物发酵池中活性污泥容易漂浮,造成损失,极大地降低了生化处理的效率。

在文献Earth and Environmental Science 192(2018)012062中,MengxiangZeng等人采用吸附和Fenton氧化相结合的方法处理蜜饯生产废水。研究结果结果表明,在pH＝4,FeS0₄·7H₂O(7g/L)和40mL/L H₂O₂时的COD去除率为81.74％。在35℃,200W的超声功率和10mm下吸附剂达到最大再生率90.73％。但是采用Fenton氧化法不仅处理成本高,还容易造成二次污染,不利于环保。在文献环境科学与管理1674-6139(2017)09-0112-05中,陈子杰等人通过投加PAM和PAC,采用酸化调节池出水→混凝气浮→一级接触氧化池→二级接触氧化池→混凝沉淀→排放方案处理蜜饯废水。此处理方式需要添加絮凝剂,絮凝之后的沉淀无法最大价值化,易造成环境污染。

在文献Journal of Hazardous Materials 149(2007)432-439中,H.SonerAltundogan等人通过用NaOH和柠檬酸预处理甜菜粕,来吸附溶液中的铜离子。改性过程可使甜菜粕的阳离子吸附能力大大提高,实验中Cu²⁺吸附量最大可达110mg/g。经修饰的甜菜粕增强了阳离子交换能力和稳定的水合及溶解性质,实验证实了控制吸附过程的主要机制是离子交换。在文献Desalination 278(2011)18-25中,Ezzat M.Soliman等人使用酒石酸(TA)和柠檬酸(CA)通过微波改性甘蔗渣(SCB)并研究了从水溶液中除去Ca²⁺的能力。实验结果表明,SCB-TA在pH为6.0～8.0时Ca²⁺的去除率达100％,SCB-CA在pH为4.0～7.0时,Ca²⁺的去除率达100％。SCB-TA的反应平衡时间为25min,SCB-CA的反应平衡时间为10min。

由此可见,改性天然材料对于水中阳离子的具有良好的吸附效果,针对目前工业上对于蜜饯废水的处理,主要通过以下方法进行:电解,焚烧,生物膜净化等,不仅处理成本高,且废水中的杂质容易堵塞膜孔道或者离子交换树脂。针对这一问题,如若采用改性天然材料用于高盐废水的处理,不仅原料来源广,且成本低,吸附之后无需脱附﹐安全环保。环境保护的力度日益增加,如何有效地处理高含盐蜜饯生产废水,找到一种廉价、吸附性能优良的吸附剂很有必要。

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种由天然材料改性的吸附剂及其制备方法和应用,用于高含盐蜜饯生产废水中盐分的处理,有效提高了废水的可生化性。