專利名稱：一種吸附劑及其在羊毛染色廢水再生循環(huán)利用技術(shù)中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸附劑，本發(fā)明還涉及所述吸附劑在羊毛染色廢水再生循環(huán)利用技術(shù)中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
羊毛染色需要在酸性條件下進(jìn)行，常使用的有硫酸、甲酸、醋酸等，對于酸性金屬 絡(luò)合染料，在羊毛染色過程中會有游離的重金屬離子如鉻離子從染料中釋放，進(jìn)入水溶液 中；對于酸性媒染染料，在羊毛染色中通常需加入重鉻酸鹽做為媒染劑，有較多量的鉻離子 因此進(jìn)入水溶液。羊毛染色廢水再生循環(huán)利用技術(shù)是指羊毛染色單元所產(chǎn)生的廢水經(jīng)上述技術(shù)處 理后回到原來的羊毛染色單元重復(fù)使用。這項技術(shù)的優(yōu)勢在于1.實現(xiàn)廢水資源化，減少新 鮮水使用量。2.實現(xiàn)廢水零排放。其技術(shù)難點在于1.回用水含有較多的酸，不利于羊毛染 色時PH值的控制；使用堿來中和酸不僅增加成本，而且使溶液中鹽分含量上升，富集，對羊 毛染色均勻性有影響。2.回用水含有染色廢水中殘留的金屬離子，如鉻離子、鐵離子、銅離 子等，長期回用將使這些金屬離子富集。從染色實踐觀察，羊毛用含一定濃度上述金屬離子 的水進(jìn)行染色與不含金屬離子的新鮮水染色布樣相比，兩者色差等級隨上述金屬離子濃度 的增加而降低，色差5級最好，1級最差，采用GB250-1995評定變色用灰色樣卡標(biāo)準(zhǔn)測試，當(dāng) 上述色差在四級以下時，無法實現(xiàn)染色的重現(xiàn)性，導(dǎo)致染色質(zhì)量下降。因此從羊毛染色廢水中高效低成本的去除溶液中的酸與鉻、鐵、銅等金屬離子是 關(guān)系到其再生循環(huán)效果的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。毛紡企業(yè)廢水的處理方法主要有三種物理處理法、化學(xué)處理法、生物處理法。吸 附法是廢水處理的一種重要的物化方法，這種方法是將活性炭、粘土等多孔物質(zhì)的粉末或 顆粒與廢水混合，或讓廢水通過由其顆粒狀物組成的濾床，能有效的去除廢水中多種污染 物，經(jīng)處理后出水水質(zhì)好且比較穩(wěn)定，因而吸附法在廢水處理中有著不可取代的作用。隨著 排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格、水資源回收利用的日益迫切，吸附法在廢水處理中的作用將越來越 重要。吸附劑是吸附的物質(zhì)基礎(chǔ)和前提，吸附劑的種類較多，現(xiàn)用的吸附劑主要有活性 炭、天然礦物吸附劑、固體廢棄物吸附劑、無機物吸附劑、樹脂吸附劑、其它新型吸附劑。煤渣是煤和焦炭經(jīng)過燃燒所剩余的殘渣，粉煤灰是煤燃燒所產(chǎn)生的煙氣中的細(xì) 灰。它們的主要成分是二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂等，還有未燃燒的殘?zhí)俊?其結(jié)構(gòu)膨大，有蜂窩狀細(xì)孔，不溶于水，經(jīng)篩選洗凈后可用作過濾材料，可以濾除肉眼可見 的顆粒材料，它對水中臭氣、懸浮物和顯色物質(zhì)的吸附作用良好，因為含有大量的金屬氧化 物，應(yīng)該對酸有較好的吸附作用，可用來處理酸，可以作為一種廉價的過濾、吸附材料。上海交通大學(xué)隋艷明等在《粉煤灰合成沸石用于含C/+廢水處理的應(yīng)用研究》中闡 明合成沸石對低濃度(< 100mg/L)含C:廢水具有良好的去除效果，去除率達(dá)94%以上。當(dāng)廢水中存在其它陽離子(NH4+，Na+, K+，Ni2+和Ca2+)時，即使陽離子濃度達(dá)C/+的4倍，合 成沸石對C/+仍表現(xiàn)出了較高的選擇性，C/+去除效率基本未受影響。對于成分復(fù)雜的實際 含C/+的制革廢水，當(dāng)合成沸石投加量大于5g/L時，對Cr3+去除率高達(dá)99%以上，處理后廢 水中的C/+濃度低于國家規(guī)定的Cr3+排放限值，因此，粉煤灰合成沸石在處理含C/+廢水方 面具有良好的應(yīng)用前景。該技術(shù)使用的吸附劑粉煤灰合成沸石需成型燒結(jié)工序，增加能耗； 使用該技術(shù)處理后的廢水立足于排放而不是回用，不能減少新鮮水的使用量；同時未涉及 銅鐵等金屬離子的去除和對酸吸附的內(nèi)容。山東科技大學(xué)劉心悅等在《粉煤灰的酸處理及其對染料脫色效果的影響》中闡明 用8mol/L的H2SO4處理粉煤灰，可較好地改善其表面狀況，粉煤灰的飽和吸附量明顯增大。 用處理后的粉煤灰對染料進(jìn)行脫色試驗，尋找到最佳的處理條件，取得了較好的脫色效果。 該技術(shù)使用的吸附劑粉煤灰需用8mol/L的H2SO4處理，此過程中需浸泡、洗滌、過濾、烘干。 產(chǎn)生大量廢液，增加耗能；同時也未涉及對染色廢水中酸與金屬離子的吸附內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為羊毛染色廢水再生循環(huán)利用技術(shù)提供一種對酸和金屬離子吸 附能力強、價格便宜、操作簡單的吸附劑。本發(fā)明采用工業(yè)廢棄物煤渣和粉煤灰作為吸附 劑，通過對酸、金屬離子的吸附實驗，有效地解決了羊毛染色廢水再生循環(huán)利用技術(shù)中對酸 和金屬離子的去除問題，從而使羊毛染色廢水經(jīng)再生循環(huán)利用技術(shù)處理后，達(dá)到染色工序 回用的目的。(1)吸附劑吸附劑可以通過未經(jīng)處理的經(jīng)粉碎的煤渣和粉煤灰過6-200目篩獲 得，優(yōu)選120目。(2)該吸附劑在羊毛染色廢水再生循環(huán)利用技術(shù)中的應(yīng)用方式為間歇式操作吸附 方式。其操作過程為在容器中加入一定量的低濃度染色廢水和一定量的吸附劑，在攪拌條 件下，經(jīng)過一定時間后過濾，使兩者分離，此方式多用于少量廢水的情況。(3)本發(fā)明采用(2)中的方式對染色廢水中低濃度的醋酸、甲酸、硫酸、草酸、檸檬 酸進(jìn)行吸附。(4)本發(fā)明采用(2)中的方式對染色廢水中低濃度的鉻離子、鐵離子、銅離子進(jìn)行 吸附。(5)染色廢水中含有殘留的金屬離子，如鉻離子、鐵離子、銅離子等，長期回用將使 這些金屬離子富集。從染色實踐觀察，羊毛織物用含一定濃度上述金屬離子的水進(jìn)行染色 與不含金屬離子的新鮮水染色羊毛織物相比，兩者色差等級隨上述金屬離子濃度的增加而 降低，當(dāng)上述色差在四級以下時，無法實現(xiàn)羊毛染色的重現(xiàn)性，導(dǎo)致染色質(zhì)量下降。使用本 發(fā)明所述的吸附劑可有效的解決從羊毛染色廢水中高效低成本的去除溶液中的鉻、鐵、銅 等金屬離子問題。使染色物與用新鮮水染色后的染色物之間的色差達(dá)到4級以上，同時節(jié) 約了新鮮水用量。上述發(fā)明的使用條件如下其中發(fā)明內(nèi)容⑴粉碎后的煤渣或粉煤灰用35目的篩子過篩，得到吸附劑A，用 120目的篩子過篩，得到吸附劑B。其中發(fā)明內(nèi)容(3)所選吸附條件為吸附劑質(zhì)量l-100g，吸附質(zhì)醋酸、甲酸、硫酸、 草酸、檸檬酸，濃度0. 01-2. Omol/L，溫度20°C _70°C，時間30—300分鐘；優(yōu)選吸附劑質(zhì)量
4l-50g，吸附質(zhì)濃度 0. 1-l.Omol/L，溫度 30°C _60°C，時間 30-120 分鐘其中發(fā)明內(nèi)容(4)所選吸附條件為吸附劑質(zhì)量l-100g，吸附質(zhì)鉻離子、鐵離子、 銅離子，濃度3-300mg/L，溫度20°C -70°C，時間30-300分鐘；優(yōu)選吸附劑質(zhì)量l_50g，吸 附質(zhì)濃度30-300mg/L，溫度30°C _60°C，時間30-120分鐘。該方法所用吸附劑原料易得、價廉，操作設(shè)備簡單，運行成本低，用過的吸附劑易 于處理，節(jié)能效果顯著，適用于毛紡企業(yè)對羊毛染色廢水的循環(huán)利用過程。以下用實施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在具體實施例范圍 內(nèi)。實施例1 采用發(fā)明內(nèi)容⑵中的操作方式，吸附劑A和35目活性炭，吸附劑質(zhì)量 lg，吸附質(zhì)初始濃度0. 2mol/L，在溫度30°C、時間30分鐘條件下對醋酸、甲酸、硫酸、草酸、 檸檬酸進(jìn)行吸附，結(jié)果見表1。表1吸附劑A和35目活性炭對酸的吸附
ft*me/g醋酸甲酸硫酸草酸檸檬酸
吸附劑xXv______
吸附劑 A145133156129205
活性炭98754014679實施例2 采用發(fā)明內(nèi)容⑵中的操作方式，吸附劑B和120目活性炭，吸附劑質(zhì)量 lg，吸附質(zhì)初始濃度0. 2mol/L，在溫度30°C、時間30分鐘條件下對醋酸、甲酸、硫酸、草酸、 檸檬酸進(jìn)行吸附，結(jié)果見表2。表2吸附劑B和120目活性炭對酸的吸附
Wfiftiiig/g醋酸φ酸硫酸草酸檸様酸
吸附劑_ X.
吸附劑 B240236254296394
活性炭__1007550129118實施例3 采用發(fā)明內(nèi)容(2)中的操作方式，吸附劑Α，吸附劑質(zhì)量50g，吸附質(zhì)初 始濃度0. 4mol/L，在溫度30°C、時間30分鐘條件下，吸附劑A對醋酸的吸附量為143mg/g， 對甲酸的吸附量為125mg/g，對硫酸的吸附量為154mg/g，對草酸的吸附量為108mg/g，對檸 檬酸的吸附量為200mg/g。實施例1-2的數(shù)據(jù)表明吸附劑A和B對上述幾種酸的吸附量大于活性炭對相應(yīng) 酸的吸附量的50% -400%;是一種對羊毛染色所用的各種酸的高效低成本的易得的優(yōu)質(zhì)吸 附劑。
實施例4:采用發(fā)明內(nèi)容(2)中的操作方式，吸附劑A和35目活性炭，吸附劑質(zhì)量 50g,吸附質(zhì)初始濃度60mg/L金屬離子，在溫度30°C、時間30分鐘條件下對鉻離子、鐵離子、 銅離子進(jìn)行吸附。結(jié)果見表3。表3吸附劑A和活性炭對金屬離子的吸附
權(quán)利要求
一種用于羊毛染色廢水再生循環(huán)利用技術(shù)中的吸附劑，通過未經(jīng)處理的煤渣和粉煤灰經(jīng)粉碎過6 200目篩獲得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述在羊毛染色廢水再生循環(huán)利用技術(shù)中的吸附劑，優(yōu)選過120目篩獲得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于羊毛染色廢水再生循環(huán)利用技術(shù)中的吸附劑在羊毛染色 廢水再生循環(huán)利用技術(shù)中的應(yīng)用方式為間歇式操作吸附方式，其包括如下步驟在容器中 加入一定量的低濃度染色廢水和一定量的吸附劑，攪拌處理一定時間后過濾，使兩者分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述應(yīng)用，所述吸附吸附劑質(zhì)量l-100g，吸附質(zhì)醋酸、甲酸、硫酸、草 酸或檸檬酸，濃度0. 01-2. Omol/L，處理溫度20°C _70°C，時間30-300分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求3、4所述應(yīng)用，優(yōu)選吸附劑質(zhì)量l_50g，吸附質(zhì)濃度0.1-l.Omol/L，處 理溫度300C _60°C，時間30-120分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述應(yīng)用，所述吸附吸附劑質(zhì)量l-100g，吸附質(zhì)醋酸、甲酸、硫酸、草 酸或檸檬酸，濃度0. 01-2. Omol/L，處理溫度20°C _70°C，時間30-300分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求3、6所述應(yīng)用，優(yōu)選吸附劑質(zhì)量l_50g，吸附質(zhì)濃度0.1-l.Omol/L，溫 度 300C -60°C，時間 30-120 分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、6、7所述應(yīng)用，染色水中含有染色廢水中殘留的金屬離子，如 鉻離子、鐵離子、銅離子等，長期回用將使這些金屬離子富集；從染色實踐觀察，羊毛用含一 定濃度上述金屬離子的水進(jìn)行染色與不含金屬離子的新鮮水染色布樣相比，兩者色差等級 隨上述金屬離子濃度的增加而降低，當(dāng)上述色差在四級以下時，無法實現(xiàn)羊毛染色的重現(xiàn) 性，導(dǎo)致染色質(zhì)量下降；使用吸附劑可有效的解決從羊毛染色廢水中高效低成本的去除溶 液中的鉻、鐵、銅等金屬離子的問題；使染色物與用新鮮水染色后的染色物之間的色差達(dá)到 4級以上，同時節(jié)約了新鮮水用量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5、6、7或8所述應(yīng)用，吸附質(zhì)為醋酸、甲酸、硫酸、草酸、檸檬酸、 鉻離子、鐵離子、銅離子。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種吸附劑及所述吸附劑在羊毛染色廢水再生循環(huán)利用技術(shù)中的應(yīng)用。本發(fā)明的目的是為羊毛染色廢水再生循環(huán)利用技術(shù)提供一種對酸和金屬離子吸附能力強、價格便宜、操作簡單、運行成本低、用過的吸附劑易于處理的吸附劑。采用工業(yè)廢棄物煤渣和粉煤灰作為吸附劑，通過對酸、金屬離子的吸附實驗，有效地解決了羊毛染色廢水再生循環(huán)利用技術(shù)中對酸和金屬離子的去除問題。該吸附劑對醋酸、甲酸、硫酸、草酸、檸檬酸的吸附量是活性炭大于相應(yīng)酸的吸附量的50％-400％；對鉻離子、鐵離子、銅離子的吸附與活性炭處于同一水平，使染色物與用新鮮水染色后的染色物之間的色差達(dá)到4級以上，同時節(jié)約了新鮮水用量。從而使羊毛染色廢水經(jīng)再生循環(huán)利用技術(shù)處理后，達(dá)到染色工序回用的目的。
文檔編號C02F101/22GK101966447SQ20101029253
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者馮步學(xué), 徐燕, 杜迎春, 王柏華, 聶素雙 申請人:北京服裝學(xué)院