CN101045564A - 一种处理水中有机污染物的天然吸附剂的制备和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理水中有机污染物的天然吸附剂的制备和使用方法。包括如下步骤：1)清洗废弃的植物角质，去除剩余果肉、种子杂质；2)将植物角质干燥，粉碎，过筛20～100目；3)加入1～6mol/L的盐酸，水浴加热处理1～6小时后，过滤，用水冲洗至中性；4)用有机溶剂处理、干燥，处理时间为1～6小时，处理温度为50～70℃，得到天然吸附剂。本发明解决了废弃植物角质的处理负担，又清洁了有机废水，实现了以废治废的目标。其优点在于吸附材料源自天然、含量丰富、无毒害作用、成本低廉，操作流程简单、净化效果显著，吸附处理后，固－液易分离，易回收利用；特别适合于饮用水源水中微量有机污染物的吸附处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种处理水中有机污染物的天然吸附剂的制备和使用方法。
背景技术
目前全世界已发现的700多万种有机化合物中，地面水体中检出的有机物达2000多种，其中具有致畸、致癌的上百种。随着工农业生产和第三行业的发展，新的有机化合物不断产生，越来越多的有机污染物通过“三废”排放、大气降雨进入水体，对水体环境造成不同程度的污染。水体中有机物污染在我国已经成为一个严峻的环境问题。目前我国处理有机废水主要有三类方法，即生物处理、物理化学处理和化学处理。对于工业废水的深度处理研究和应用最多的是物理化学处理技术，包括气提、吹脱、吸附、电解、混凝沉淀、萃取、絮凝等技术。而对有毒难降解有机污染物的物化处理主要采用吸附法、混凝法和萃取法等，其中应用最多的是吸附法。常用的吸附剂有活性炭、吸附树脂、活性炭纤维和改性有机膨润土。目前国内外主要采用活性炭吸附。活性碳对溶解性有机污染物具有很好的处理效果，但由于其吸附容量小，容易饱和，导致使用成本高。因此开发新型高效廉价的有机废水处理剂具有重要意义。
农产品的生产加工过程中，大量的废弃农副产品被抛弃，严重污染环境，而植物角质就是其中主要的组成之一。据统计，废弃的西红柿角质就高达千万公斤。豆皮作为植物角质的一种，已有专利(苏海佳等，2007)指出豆皮对重金属显示出较强的吸附能力。进一步研究发现，除了豆皮之外，很多植物角质都具有很好的吸附性能。经检索，至今仍未见将废弃的天然植物角质用于有机废水处理的相关专利。我们研究发现植物角质能够有效吸附废水中的有机污染物。西红柿角质对甲萘酚的吸附容量可达130mg/g；而苹果角质对甲萘酚的吸附容量为120mg/g，经过简单处理之后可达到170mg/g。利用废弃植物角质处理有机废水，既解决了废弃植物角质的处理负担，又清洁了有机废水，实现了以废治废的目标。该工艺另一重要的优点是吸附平衡后，固液分离容易，污泥容易回收处理。这些优点让该技术具有广阔的应用前景。该吸附剂绿色安全，特别适合于饮用水微量有机污染物的吸附处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种处理水中有机污染物的天然吸附剂的制备和使用方法。
一种处理水中有机污染物的天然吸附剂的制备方法包括如下步骤：
1)清洗废弃的植物角质，去除剩余果肉、种子杂质；
2)将植物角质干燥，粉碎，过筛20～100目。
另一种处理水中有机污染物的天然吸附剂的制备方法包括如下步骤：
1)清洗废弃的植物角质，去除剩余果肉、种子杂质；
2)将植物角质干燥，粉碎，过筛20～100目；
3)加入1～6mol/L的盐酸，水浴加热处理1～6小时后，过滤，用水冲洗至中性，干燥。
再一种水中有机污染物的天然吸附剂的制备方法包括如下步骤：
1)清洗废弃的植物角质，去除剩余果肉、种子杂质；
2)将植物角质干燥，粉碎，过筛20～100目；
3)加入1～6mol/L的盐酸，水浴加热处理1～6小时后，过滤，用水冲洗至中性；
4)用有机溶剂处理、干燥，处理时间为1～6小时，处理温度为50～70℃。
所述的有机溶剂为氯仿、甲醇或它们的混合溶剂。植物角质包括西红柿、苹果、青椒、桔子、土豆、冬瓜的表皮。
处理有机废水的天然吸附剂的使用方法：将吸附剂投加到有机废水池中，经搅拌、沉淀，吸附剂的用量与待处理有机废水量的比例为1∶100～1∶15000；所述的有机废水中的有机污染物为萘、菲、芘、苯酚、甲萘酚
本发明解决了废弃植物角质的处理负担，又清洁了有机废水，实现了以废治废的目标。与已有的技术相比，其优点在于吸附材料源自天然、含量丰富、方便易得、无毒害作用、成本低廉、而且耐酸碱，操作流程简单、净化效果显著，吸附处理后，固-液易分离，易回收处理。特别适合于饮用水中微量有机污染物的吸附处理
具体实施方法
实施例1
1)清洗废弃的植物角质，去除剩余果肉、种子杂质；
2)将植物角质干燥，粉碎，过筛20目；
3)加入1mol/L的盐酸，水浴加热处理1小时后，过滤，用水冲洗至中性；
4)用有机溶剂处理、干燥，处理时间为1小时，处理温度为50℃。
实施例2
1)清洗废弃的植物角质，去除剩余果肉、种子杂质；
2)将植物角质干燥，粉碎，过筛100目；
3)加入6mol/L的盐酸，水浴加热处理6小时后，过滤，用水冲洗至中性；
4)用有机溶剂处理、干燥，处理时间为6小时，处理温度为70℃。
实施例3
1)清洗废弃的植物角质，去除剩余果肉、种子杂质；
2)将植物角质干燥，粉碎，过筛100目。
实施例4
1)清洗废弃的植物角质，去除剩余果肉、种子杂质；
2)将植物角质干燥，粉碎，过筛100目；
3)加入6mol/L的盐酸，水浴加热处理6小时后，过滤，用水冲洗
实施例5
取15mg西红柿角质样品与约8ml的甲萘酚溶液(土水比约为1∶500)加入8ml的样品瓶中，25摄氏度下振荡48小时(吸附达到平衡)。甲萘酚的浓度范围：10-600ppm。实验测得甲萘酚的去除率42-57％。其中甲萘酚的最高吸附量可达170mg/g。当土水比为1∶100时，去除率可达80％。
实施例6
取15mg苹果角质样品与约8ml的甲萘酚溶液(土水比约为1∶500)加入8ml的样品瓶中，25摄氏度下振荡48小时(吸附达到平衡)。甲萘酚的浓度范围：10-600ppm。实验测得甲萘酚的去除率可达50％。其中甲萘酚的最高吸附量为120mg/g。当土水比为1∶100时，去除率可达75％。
实施例7
苹果角质用氯仿和甲醇(1∶1)在70摄氏度下索氏提取6小时后，得到改性的苹果角质。取12mg改性苹果角质样品与约8ml的甲萘酚溶液(土水比约为1∶500)加入8ml的样品瓶中，25摄氏度下振荡48小时(吸附达到平衡)。甲萘酚的浓度范围：10-600ppm。实验测得甲萘酚的去除率可达60％。其中甲萘酚的最高吸附量为120mg/g。当土水比为1∶125时，去除率可达80％。
实施例8
取10mg苹果角质样品与约8ml的萘溶液(土水比约为1∶800)加入8ml的样品瓶中，25摄氏度下振荡48小时(吸附达到平衡)。萘的浓度范围：0.28-28ppm。实验测得萘的去除率可达70-85％。其中萘的最高吸附量为18mg/g。
实施例9
苹果角质用氯仿和甲醇(1∶1)在70摄氏度下索氏提取6小时后，得到改性的苹果角质。取8mg改性苹果角质样品与约8ml的萘溶液(土水比约为1∶1000)加入8ml的样品瓶中，25摄氏度下振荡48小时(吸附达到平衡)。萘的浓度范围：0.28-28ppm。实验测得萘的去除率可达92％。其中萘的最高吸附量为19mg/g。
实施例10
取4mg青椒角质样品与8ml的萘溶液(土水比约为1∶2000)加入8ml的样品瓶中，25摄氏度下振荡48小时(吸附达到平衡)。萘的浓度范围：0.01-28ppm。实验测得萘的去除率50-55％。其中萘的最高吸附量可达60mg/g。当土水比为1∶500时，去除率可达80％；当土水比为1∶100时，去除率可达95％。
实施例11
取1mg青椒角质样品与15ml的菲溶液(土水比约为1∶15000)加入15ml的样品瓶中，25摄氏度下振荡48小时(吸附达到平衡)。菲的浓度范围：0.001-0.8ppm。实验测得菲的去除率80％。其中菲的最高吸附量可达90mg/g。当土水比为1∶1500时，去除率大于98％。
实施例12
取100mg青椒角质样品与20ml的苯酚溶液(土水比约为1∶200)加入20ml的样品瓶中，25摄氏度下振荡48小时(吸附达到平衡)。苯酚的浓度范围：0.003-2000ppm。实验测得苯酚的去除率60％。其中苯酚的最高吸附量可达250mg/g。当土水比为1∶100时，去除率大于75％。
实施例13
取10mg青椒角质样品与8ml的萘酚溶液(土水比约为1∶800)加入8ml的样品瓶中，25摄氏度下振荡48小时(吸附达到平衡)。萘酚的浓度范围：0.06-600ppm。实验测得苯酚的去除率55％。其中萘酚的最高吸附量可达240mg/g。当土水比为1∶100时，去除率大于90％。
Claims (10)
1.一种处理水中有机污染物的天然吸附剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)清洗废弃的植物角质，去除剩余果肉、种子杂质；
2)将植物角质干燥，粉碎，过筛20～100目。
2.根据权利要求1所述的一种处理水中有机污染物的天然吸附剂的制备方法，其特征在于所述的植物角质包括西红柿、苹果、青椒、桔子、土豆、冬瓜的表皮。
3.一种处理水中有机污染物的天然吸附剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)清洗废弃的植物角质，去除剩余果肉、种子杂质；
2)将植物角质干燥，粉碎，过筛20～100目；
3)加入1～6mol/L的盐酸，水浴加热处理1～6小时后，过滤，用水冲洗至中性，干燥。
4.根据权利要求3所述的一种处理水中有机污染物的天然吸附剂的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为氯仿、甲醇或它们的混合溶剂。
5.根据权利要求3所述的一种处理水中有机污染物的天然吸附剂的制备方法，其特征在于所述的植物角质包括西红柿、苹果、青椒、桔子、土豆、冬瓜的表皮。
6.一种处理水中有机污染物的天然吸附剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)清洗废弃的植物角质，去除剩余果肉、种子杂质；
2)将植物角质干燥，粉碎，过筛20～100目；
3)加入1～6mol/L的盐酸，水浴加热处理1～6小时后，过滤，用水冲洗至中性；
4)用有机溶剂处理、干燥，处理时间为1～6小时，处理温度为50～70℃。
7.根据权利要求6所述的一种处理水中有机污染物的天然吸附剂的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为氯仿、甲醇或它们的混合溶剂。
8.根据权利要求6所述的一种处理水中有机污染物的天然吸附剂的制备方法，其特征在于所述的植物角质包括西红柿、苹果、青椒、桔子、土豆、冬瓜的表皮。
9.一种如权利要求1、3、6制备的一种处理水中有机污染物的天然吸附剂的使用方法，其特征在于将吸附剂投加到有机废水池中，搅拌、沉淀，吸附剂的用量与待处理有机废水量的比例为1∶100～1∶15000
10.根据权利要求9所述的一种处理水中有机污染物的天然吸附剂的的使用方法，其特征在于所述的有机废水中的有机污染物为萘、菲、芘、苯酚、甲萘酚。
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