一種處理印染廢水的粉煤灰殼聚糖復(fù)合吸附劑制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種處理印染廢水的粉煤灰殼聚糖復(fù)合吸附劑制備方法，可廣泛適用于工業(yè)以及其他含活性艷紅X?3B廢水的處理。該技術(shù)原料之一來源廣泛、價格便宜；含活性艷紅X?3B廢水處理方法簡潔、處理效率高、成本低。用于處理含活性艷紅X?3B廢水的吸附材料即改性粉煤灰是由殼聚糖改性制的，改性方法簡單、成本低。本研究方法既可以節(jié)省殼聚糖的使用量，降低成本，也能將粉煤灰進(jìn)行改性以提高粉煤灰的吸附性能，達(dá)到廢物利用，具有很高的環(huán)保價值。
【專利說明】
-種處理印染廢水的粉煤灰亮聚糖復(fù)合吸附劑制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于印染廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種處理印染廢水的粉煤灰殼聚糖復(fù)合 吸附劑制備方法，可廣泛適用于工業(yè)W及其他印染廢水的處理。
【背景技術(shù)】
[0002] 印染廢水是加工棉、麻、化學(xué)纖維及其混紡產(chǎn)品為主的印染廠排出的廢水。印染廢 水水量較大，每印染加工1噸紡織品耗水100~200噸，其中80~90%成為廢水。紡織印染廢 水具有水量大、有機(jī)污染物含量高、堿性大、水質(zhì)變化大等特點(diǎn)，屬難處理的工業(yè)廢水之一， 廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質(zhì)、砂類物質(zhì)、無機(jī)鹽等。根據(jù)生產(chǎn)工藝步 驟，印染廢水可分為：
[0003] ①退漿廢水，水量較小，污染物濃度高，主要含有漿料及其分解物、纖維屑、酸、淀 粉堿和酶類污染物，濁度大。廢水呈堿性，pH值為12左右。用淀粉漿料時B0D、COD均高，可生 化性較好;用合成漿料時COD很高，B0D小于5mg/L，水可生化性較差。
[0004] ②煮煉廢水，水量大，污染物濃度高，主要含有纖維素、果酸、蠟質(zhì)、油脂、堿、表面 活性劑、含氮化合物等。廢水堿性很強(qiáng)，水溫高，呈褐色，COD與B0D很高，達(dá)每升數(shù)千毫克。
[0005] ③漂白廢水，水量大，污染較輕，主要含有殘余的漂白劑、少量醋酸、草酸、硫代硫 酸鋼等。
[0006] ④絲光廢水，含堿量高，NaOH含量在3 %-5 %，多數(shù)印染廠通過蒸發(fā)濃縮回收化0H， 所W絲光廢水一般很少排出，經(jīng)過工藝多次重復(fù)使用最終排出的廢水仍呈強(qiáng)堿性，B0D、 C0D、SS均較高。
[0007] ⑤染色廢水，水質(zhì)多變，有時含有使用各種染料時的有毒物質(zhì)(硫化堿、吐酒石、苯 胺、硫酸銅、酪等），堿性，PH有時達(dá)10W上(采用硫化、還原染料時），含有有機(jī)染料、表面活 性劑等。色度很高，而SS少，COD較B0D高，可生化性較差。
[000引⑥印染廢水，含漿料、B0D、C0D高。
[0009] ⑦整理工序廢水，主要含有纖維屑、樹脂、甲醒、油劑和漿料，水量少。
[0010] ⑧堿減量廢水:是涂絕仿真絲堿減量工序產(chǎn)生的，主要含涂絕水解物對苯二甲酸、 乙二醇等，其中對苯二甲酸含量高達(dá)75%。堿減量廢水不僅pH值高(一般>12)，而且有機(jī)物 濃度高，堿減量工序排放的廢水中CODcr可高達(dá)9萬mg/L，高分子有機(jī)物及部分染料很難被生 物降解。
[0011] 在環(huán)境問題日益突出的今天，紡織工業(yè)發(fā)展的主要阻礙之一是環(huán)保節(jié)能(低碳）問 題，環(huán)保的主要問題是廢水，而約80%紡織廢水來自于印染行業(yè)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2008年紡 織工業(yè)廢水排放量23億噸，居各工業(yè)行業(yè)第3位，占全國工業(yè)廢水排放量的10.60 %。紡織工 業(yè)排放廢水中化學(xué)需氧量(CODcr)排放量31.4萬噸，居各工業(yè)行業(yè)第4位，占全國工業(yè)廢水 CODcr的7.76%。實(shí)際上印染行業(yè)是W中小企業(yè)為主的競爭性行業(yè)，中小企業(yè)比重占99.6%， 非公有制企業(yè)占95%，大量小企業(yè)數(shù)據(jù)并未統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。若W纖維加工量的70%進(jìn)行印染加 工統(tǒng)計(jì)，則年排放廢水約在30億噸左右。目前用于印染廢水處理的主要方法有物化法、生化 法、化學(xué)法w及幾種工藝結(jié)合的處理方法，而廢水處理中的預(yù)處理主要是為了改善廢水水 質(zhì)，去除懸浮物及可直接沉降的雜質(zhì)，調(diào)節(jié)廢水水質(zhì)及水量、降低廢水溫度等，提高廢水處 理的整體效果，確保整個處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性，故預(yù)處理在印染廢水處理中具有極其重要的 地位。
[0012] 所W研究出新的效率高、成本低、方法簡潔的預(yù)處理印染廢水的方法迫在眉睫，受 相關(guān)研究成果的啟發(fā)，利用殼聚糖改性粉煤灰用于印染廢水的預(yù)處理，不僅可W節(jié)省殼聚 糖的使用量，降低成本，還可W將粉煤灰進(jìn)行改性W提高粉煤灰的吸附性能，達(dá)到綜合利用 的目的，具有環(huán)保節(jié)能的實(shí)際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種處理印染廢水的粉煤灰殼聚糖復(fù)合吸 附劑制備方法。
[0014] 本發(fā)明采用技術(shù)方案如下：
[0015] -種處理印染廢水的粉煤灰殼聚糖復(fù)合吸附劑制備方法，包括有W下工藝步驟：
[0016] a.將爐底粉煤灰過300目篩后備用；
[0017] b.取S.OOOOg備用的爐底粉煤灰，與2mol/L化0田容液和Imol/L化2〇)3溶液的混合 溶液或單獨(dú)2mol/L NaO田容液按照固液比1:10進(jìn)行混合，然后在常溫下超聲處理化，將超聲 處理后的混合溶液水洗至中性、抽濾，在80°C下干燥備用，制得混合堿改性粉煤灰；
[0018] C.取2. OOOOg混合堿改性粉煤灰，按質(zhì)量比為1:10混合粉煤灰、殼聚糖，混合后加 入20ml殼聚糖醋酸溶液。先將混合溶液快速攬拌30min，同時用2mol/L化0H溶液滴定至pH =9,再慢速攬拌20min。攬拌結(jié)束，將混合溶液水洗至中性、抽濾，然后將濾餅放置在恒溫干 燥箱中在80°C干燥，制得殼聚糖改性粉煤灰。
[0019] d.取0.0500g殼聚糖改性粉煤灰，按水灰比1ml: Img加入50ml的lOOmg/L模擬含活 性艷紅X-3B廢水。混合后在常溫下用磁力攬拌器攬拌60min，然后使用離屯、機(jī)在3000r/min 的轉(zhuǎn)速下將灰水混合物離屯、lOmin，離屯、后的上清液倒入燒杯中常溫放置，沉淀物在80°C的 鼓風(fēng)干燥箱中干燥、備用。
[0020] 所述爐底粉煤灰為淮南地區(qū)所產(chǎn)爐底粉煤灰，爐底粉煤灰是分離出來的比較粗的 顆粒，或是爐渣，顆粒級配、孔隙率、比表面積較大，組成成分包括Si〇2、Al2〇3、Fe2〇3、CaO等。
[0021] 所述殼聚糖為市售，分子式Cs姐103化化9，分子量1526.4539，白色無定形透明物質(zhì)， 無味無臭，溶于PH<6.5的稀酸，不溶于水和堿溶液。
[0022] 所述NaOH為市售分析純NaOH，密度2.130g/cm3，烙點(diǎn)318.4°C，沸點(diǎn)1390°C。
[0023] 所述Na2C〇3為市售分析純Na2C〇3，密度2.532g/cm3，烙點(diǎn)85rC。
[0024] 所述水灰比中水為含活性艷紅X-3B廢水，lOOmg/L模擬含活性艷紅X-3B廢水。
[0025] 所述水灰比中灰為殼聚糖改性后的粉煤灰，即為殼聚糖改性粉煤灰。
[00%]本發(fā)明與現(xiàn)有的含活性艷紅X-3B廢水處理方法相比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0027]在改性方法上，本發(fā)明運(yùn)用混合堿改性劑與超聲處理相結(jié)合的方式，進(jìn)一步增加 粉煤灰的比表面積，提高了其吸附性能。其中，超聲處理輔助手段的運(yùn)用提高了改性效率， 加速了粉煤灰內(nèi)部玻璃網(wǎng)絡(luò)聚合體的解體，促進(jìn)Si-0-Al鍵的斷裂，提高了其吸附活性?；?合堿改性劑的使用，可W進(jìn)一步破壞粉煤灰表面的玻璃體，促進(jìn)Si-0鍵和A1-0鍵的斷裂。同 時，在粉煤灰的表面聚集-OH, C032\HC(V等離子基團(tuán)，它們與殼聚糖暴露的基團(tuán)間相互作 用，為提高殼聚糖的負(fù)載率提供保證。此研究方法既可W節(jié)省殼聚糖的用量，降低成本，也 將粉煤灰進(jìn)行了必要改性，提高了粉煤灰的吸附性能及利用率。利用混合堿及殼聚糖作為 表面改性劑改性粉煤灰，由于殼聚糖價格較高，雖然其處理效果好但用于處理廢水的吸附 劑來說成本較高。而爐底粉煤灰是大量產(chǎn)生的固體廢棄物，數(shù)量多而廉價且對環(huán)境有一定 的污染。因此，綜合考慮成本及環(huán)保問題W及粉煤灰自身具有的吸附性能，可W使殼聚糖與 粉煤灰結(jié)合，W殼聚糖作為表面改性劑改性粉煤灰制得殼聚糖改性粉煤灰，對含活性艷紅 X-3B廢水進(jìn)行處理。此研究方法既可W節(jié)省殼聚糖的使用量，降低成本，也能將粉煤灰進(jìn)行 改性W提高粉煤灰的吸附性能。
【附圖說明】
[002引圖1粉煤灰沈Μ照片。
[0029] 圖2活性艷紅Χ-3Β標(biāo)準(zhǔn)曲線。
[0030] 其中圖1中（a)為原灰、（b)為混合堿改性粉煤灰、（C)為殼聚糖改性粉煤灰；圖2擬 合曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式為￥ = 0.0112乂+0.0828，護(hù)=0.9978，即可^使用該曲線來確定處理前 后樣品溶液中活性艷紅X-3B的濃度。
【具體實(shí)施方式】
[0031] -種處理印染廢水的粉煤灰殼聚糖復(fù)合吸附劑制備方法，包括有W下工藝步驟：
[0032] a.將爐底粉煤灰過300目篩后備用；
[0033] b.取S.OOOOg備用的爐底粉煤灰，與2mol/L化細(xì)溶液和Imol/L化2〇)3溶液的混合 溶液或單獨(dú)2mol/L NaO田容液按照固液比1:10進(jìn)行混合，然后在常溫下超聲處理化，將超聲 處理后的混合溶液水洗至中性、抽濾，在80°C下干燥備用，制得混合堿改性粉煤灰；
[0034] C.取2. OOOOg混合堿改性粉煤灰，按質(zhì)量比為1:10混合粉煤灰、殼聚糖，混合后加 入20ml殼聚糖醋酸溶液，先將混合溶液快速攬拌30min，同時用2mol/L化0H溶液滴定至pH =9,再慢速攬拌20min。攬拌結(jié)束，將混合溶液水洗至中性、抽濾，然后將濾餅放置在恒溫干 燥箱中在80°C干燥，制得殼聚糖改性粉煤灰；
[00巧]d.取0.0500g殼聚糖改性粉煤灰，按水灰比1ml: Img加入50ml的lOOmg/L模擬含活 性艷紅X-3B廢水。混合后在常溫下用磁力攬拌器攬拌60min，然后使用離屯、機(jī)在3000r/min 的轉(zhuǎn)速下將灰水混合物離屯、lOmin，離屯、后的上清液倒入燒杯中常溫放置，沉淀物在80°C的 鼓風(fēng)干燥箱中干燥，備用。
[0036] 所述爐底粉煤灰為淮南地區(qū)所產(chǎn)爐底粉煤灰，爐底粉煤灰是分離出來的比較粗的 顆粒，或是爐渣，顆粒級配、孔隙率、比表面積較大，組成成分包括Si化、Ah化、Fe2化、化0等。 殼聚糖為市售，分子式Cs姐1〇3抓化9,分子量1526.4539,白色無定形透明物質(zhì)，無味無臭，溶于 PH<6.5的稀酸，不溶于水和堿溶液。NaOH為市售分析純化0H，密度2.130g/cm3，烙點(diǎn)318.4 。(：，沸點(diǎn)1390°C?；?〇)3為市售分析純化2C〇3，密度2.532g/cm3，烙點(diǎn)85rC。水灰比中水為含 活性艷紅X-3B廢水，lOOmg/L模擬含活性艷紅X-3B廢水。水灰比中灰為殼聚糖改性后的粉煤 灰，即為殼聚糖改性粉煤灰。
[0037] 按本發(fā)明殼聚糖改性粉煤灰處理含活性艷紅X-3B廢水的工藝條件進(jìn)行測試，結(jié)果 如表1所示。
[003引 其中；
[0039] 1.步驟b中所用化0H溶液和化2〇)3溶液的配制方法是：分別稱取20 . OOOOg化0H固 體、26.5000g化2C〇3固體，用250ml容量瓶定容，配制成2mol/L化0H溶液和Imol/L化2C〇3 溶液。
[0040] 2.步驟b中的所述按體積比化0H:化2〇)3 = 1:1、1: 2、1:3、2:1、3:1的比例W及單獨(dú) 的2mol/L NaO田容液制得不同的混合堿改性粉煤灰，然后按步驟C制備殼聚糖改性粉煤灰。
[0041] 3.步驟C中所用殼聚糖為殼聚糖醋酸溶液，配制方法是：用微量移液器量取 2.531ml冰乙酸，定容至250ml，配制成1 %的醋酸溶液;稱取5. OOOOg殼聚糖固體，與250ml醋 酸溶液混合攬拌，直至殼聚糖完全溶解，配制成2%的殼聚糖醋酸溶液。
[0042] 4步驟d中l(wèi)OOmg/L模擬含活性艷紅X-3B廢水的配制方法是:稱取0.2500g活性艷紅 X-3B固體，沸水充分溶解后用250ml容量瓶定容，配制成Ig/L含活性艷紅X-3B溶液備用。然 后用量筒量取50ml濃度為Ig/L活性艷紅X-3B溶液，定容至500ml，得到lOOmg/L模擬活性艷 紅X-3B廢水。
[0043] 5.采用濃度-吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線法確定模擬廢水中活性艷紅X-3B的濃度。
[0044] 表1按本發(fā)明殼聚糖改性粉煤灰處理含活性艷紅X-3B廢水的測試結(jié)果：
[0045]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種處理印染廢水的粉煤灰殼聚糖復(fù)合吸附劑制備方法，其特征在于，包括有以下 工藝步驟： a. 將爐底粉煤灰過300目篩后備用； b. 取5.0000g備用的爐底粉煤灰，與2mol/L NaOH溶液和lmol/L Na2C03溶液的混合溶 液或單獨(dú)2mol/ L NaOH溶液按照固液比1:10進(jìn)行混合，然后在常溫下超聲處理2h，將超聲 處理后的混合溶液水洗至中性、抽濾，在80°C下干燥備用，制得混合堿改性粉煤灰； c .取2 . OOOOg混合堿改性粉煤灰，按質(zhì)量比為1:10混合粉煤灰、殼聚糖，混合后加入 20ml殼聚糖醋酸溶液，先將混合溶液快速攪拌30min，同時用2mo 1/L NaOH溶液滴定至pH=9， 再慢速攪拌20min，攪拌結(jié)束，將混合溶液水洗至中性、抽濾，然后將濾餅放置在恒溫干燥箱 中在80°C干燥，制得殼聚糖改性粉煤灰； d.取0.0500g殼聚糖改性粉煤灰，按水灰比lml: lmg加入50ml的100mg/L模擬含活性艷 紅X-3B廢水，混合后在常溫下用磁力攪拌器攪拌60 min，然后使用離心機(jī)在3000r/min的轉(zhuǎn) 速下將灰水混合物離心l〇min，離心后的上清液倒入燒杯中常溫放置，沉淀物在80°C的鼓風(fēng) 干燥箱中干燥，備用。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述爐底粉煤灰為淮南地區(qū)所產(chǎn)爐底 粉煤灰，爐底粉煤灰是分離出來的比較粗的顆粒，或是爐渣，顆粒級配、孔隙率、比表面積較 大，組成成分包括Si0 2、Al2〇3、Fe2〇3、CaO等。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述殼聚糖為市售，分子式 C56H1Q3N9〇39，分子量1526.4539，白色無定形透明物質(zhì)，無味無臭，溶于PH〈6.5的稀酸，不溶于 水和堿溶液。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述NaOH為市售分析純NaOH，密度 2.13(^/〇113，熔點(diǎn)318.4°(：，沸點(diǎn)1390°(：。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述Na2C〇3為市售分析純Na2C〇3，密度 2.5328/〇11 3，熔點(diǎn)851°(：。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述水灰比中水為含活性艷紅X-3B 廢水，100mg/L模擬含活性艷紅X-3B廢水。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述水灰比中灰為殼聚糖改性后的粉 煤灰，即為殼聚糖改性粉煤灰。
【文檔編號】C02F1/28GK105983393SQ201610102612
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年2月24日
【發(fā)明人】王慶平, 劉佳麗, 張晴晴, 閔凡飛
【申請人】安徽理工大學(xué)