CN101177310A - 一种含有机染料废水处理剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于环境保护的一种含有机染料废水处理剂的制备方法。该方法能提高蒙脱土对含有机染料废水的处理能力，并能有效降低处理剂用量。其技术方案是：按蒙脱土与环糊精质量比为4～8∶1的比例将蒙脱土加入环糊精水溶液中，在20～40℃水浴中进行搅拌，搅拌器转速为1000～3000r/min，时间1～10h，制得蒙脱土/环糊精悬浮液；将悬浮液进行离心分离，离心机转速为1000～4000r/min，时间10～30min，去除清液；最后将沉淀物置于烘箱中干燥，干燥温度70～100℃，时间8～24h，制得层间含环糊精的蒙脱土产品。本发明发挥了环糊精及蒙脱土对含有机染料废水的双重处理效果，提高了处理剂的COD去除率和脱色率，可广泛用于含有机染料废水的处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种含有机染料废水处理剂的制备方法，该方法能够提高蒙脱土对含有机染料废水的处理能力，并能有效降低处理剂用量，属于环境保护领域处理剂的制备法。
技术背景
有机染料是一大类化学性质稳定、难以降解的化学品，一般的物化处理法，常常达不到对含染料废水进行脱色的目的。至今所报道的物化处理方法，主要有辐射法、吸附-萃取法、磁分离法、混凝沉降法和氧化法等。虽然含有机染料废水的处理方法很多，但各自都有一定缺点，必须采用多种方法联用，使处理效率不断提高，并有效降低处理成本。
蒙脱土属硅酸盐类粘土，是典型的2∶1型层状结晶，其单位晶胞由一个铝氧八面体夹在两个二氧化硅四面体中间构成，层间常吸附一些阳离子，随阳离子体积的不同，层间距一般为1～2nm。由于蒙脱土层状结构特点，有机阳离子与粘土的作用机理一般认为是阳离子交换和分子吸附。蒙脱土资源丰富，价格便宜，并拥有良好的阳离子交换性能和高比表面积等特性，已有研究表明蒙脱土经改性后对含有机染料的废水具有较好的处理效果，但其COD去除率和色度去除率仍有待提高。
环糊精是由环糊精葡萄糖基转移酶作用于淀粉得到的一组环状低聚糖。分子形状为略呈锥形的圆环，空腔内侧由氢原子及糖苷键键合的氧原子构成是疏水的，外壁则由于羟基的聚集而呈亲水性，“内亲油、外亲水”的分子结构使其容易包结不同“客体”化合物，形成特殊的包合物。具有疏水基团的有机染料分子是环糊精包合物的合适客体。环糊精用作水处理剂不但可以有效的去除有机染料，而且对一些金属离子同样具有包合作用。
环糊精由于其水溶性，处理后不易分离回收，一般不直接用做有机染料水处理剂，有研究将环糊精聚合后用于水处理，环糊精聚合产物不但成本高而且聚合后的环糊精其包合能力大幅下降。
本发明将蒙脱土和环糊精的特性有机的结合起来，以蒙脱土为载体将环糊精溶液加入蒙脱土中然后过滤干燥制成含有机染料废水处理剂，所制备的处理剂既发挥了蒙脱土对含有机染料废水的处理效果，又结合了环糊精对有机染料分子的高效包合能力，并且由于环糊精进入蒙脱土层间，有效避免了环糊精溶于水中，使处理剂易于从水中分离出来。本发明所制得的含有机染料废水处理剂的COD去除率和色度去除率均优于改性蒙脱土。
发明内容
本发明的目的是：为了有效地发挥环糊精及蒙脱土对含有机染料废水的双重处理效果，提高处理剂的COD去除率和色度去除率，降低处理剂的用量，特提供一种含有机染料废水处理剂的制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种含有机染料废水处理剂的制备方法，其特征是：按蒙脱土与环糊精质量比为4~8∶1的比例，将蒙脱土加入环糊精水溶液中，在20～40℃水浴中进行搅拌，搅拌器转速为1000～3000r/min，搅拌时间1～10h，制得蒙脱土/环糊精悬浮液；将上述悬浮液进行离心分离，离心机转速为1000～4000r/min，转动时间为10～30min。去除上层清液；最后将沉淀物置于烘箱中进行干燥，干燥温度为70～100℃，时间为8～24h，得到层间含环糊精的蒙脱土产品。本发明所使用的环糊精是α-环糊精、β-环糊精或改性的羟丙基环糊精的一种。本发明所使用的环糊精载体为蒙脱土。本发明所采用的制备方法是将蒙脱土与环糊精溶液混合溶液置于水浴中进行搅拌培养，蒙脱土与环糊精质量比最好为4~6∶1，培养温度最好为30～40℃，搅拌器转速最好为2000～3000r/min，培养时间最好为4～8h；将蒙脱土/环糊精悬浮液进行离心分离时，离心机转速最好为2000～3000r/min，转动时间最好为10～20min；将沉淀物置于烘箱中进行干燥时，干燥温度最好为80～100℃，时间最好为12～18h。
一种含有机染料废水处理剂的应用，是将0.1～1g所得产品加入100mL含有机染料废水中，在20～40℃水浴中搅拌1～8h，搅拌器转速为1000～3000r/min，待溶液静置分层后，取上层清夜测定其COD值及吸光度值，计算得其COD去除率达到68％以上，色度去除率达98％以上。
本发明与现有技术相比其有益效果是：将蒙脱土与环糊精有机结合起来，不但发挥了蒙脱土对含有机染料废水的处理效果，又结合了环糊精对有机染料分子的高效包合能力，极大地提高了蒙脱土对含有机染料废水的处理能力，并且由于环糊精进入蒙脱土层间，有效避免了环糊精溶于水中，使处理剂易于从水中分离出来。本发明所提供的含有机染料废水的处理剂的制备方法简单易行、制备成本低廉，并且其处理效果优良，且用量少，对含有机染料废水的脱色率可达到98％以上，COD去除率可达到68％以上，可用于含有机染料废水的处理。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进一步说明。
实施例1
将1 g蒙脱土加入100mLβ-环糊精水溶液中，其中β-环糊精浓度为2g/L，将此混合物置于30℃水浴中进行搅拌，搅拌器转速为2000r/min，搅拌时间6h，得到蒙脱土/环糊精悬浮液，将悬浮液进行离心分离，离心机转速为3000r/min，时间为10min。去除上清液，将沉淀物置于烘箱中进行干燥，干燥温度80℃，时间10h，得到层间含β-环糊精的蒙脱土样品。将0.2g所得样品加入100mL含有机染料废水中，在30℃水浴中搅拌2h，转速为1500r/min，待溶液静止分层后取上清液测定其COD值及吸光度值，计算得其COD去除率达到71.3％，色度去除率达98.6％。
实施例2
将1 g蒙脱土加入100mLα-环糊精水溶液中，其中α-环糊精浓度为2g/L，将此混合物置于30℃水浴中进行搅拌，搅拌器转速为2000r/min，搅拌时间6h，得到蒙脱土/环糊精悬浮液，将悬浮液进行离心分离，离心机转速为3000r/min，时间为10min。去除上清液，将沉淀物置于烘箱中进行干燥，干燥温度80℃，时间10h，得到层间含α-环糊精的蒙脱土样品。将0.2g所得样品加入100mL含有机染料废水中，在30℃水浴中搅拌2h，转速为1500r/min，待溶液静止分层后取上清液测定其COD值及吸光度值，计算得其COD去除率达到68.6％，色度去除率达98.1％。
实施例3
将1g蒙脱土加入100mLβ-环糊精水溶液中，其中β-环糊精浓度为2.5g/L，将此混合物置于30℃水浴中进行搅拌，搅拌器转速为2500r/min，搅拌时间7h，得到蒙脱土/环糊精悬浮液，将悬浮液进行离心分离，离心机转速为3500r/min，时间为15min。去除上清液，将沉淀物置于烘箱中进行干燥，干燥温度90℃，时间10h，得到层间含β-环糊精的蒙脱土样品。将0.2g所得样品加入100mL含有机染料废水中，在35℃水浴中搅拌2h，转速为1500r/min，待溶液静止分层后取上清液测定其COD值及吸光度值，计算得其COD去除率达到72.1％，色度去除率达98.9％。
实施例4
将1g蒙脱土加入100mLα-环糊精水溶液中，其中α-环糊精浓度为2.5g/L，将此混合物置于30℃水浴中进行搅拌，搅拌器转速为2500r/min，搅拌时间7h，得到蒙脱土/环糊精悬浮液，将悬浮液进行离心分离，离心机转速为3500r/min，时间为15min。去除上清液，将沉淀物置于烘箱中进行干燥，干燥温度90℃，时间10h，得到层间含α-环糊精的蒙脱土样品。将0.2g所得样品加入100mL含有机染料废水中，在35℃水浴中搅拌2h，转速为1500r/min，待溶液静止分层后取上清液测定其COD值及吸光度值，计算得其COD去除率达到70.3％，色度去除率达98.2％。
实施例5
将1g蒙脱土加入100mLβ-环糊精水溶液中，其中β-环糊精浓度为2.0g/L，将此混合物置于30℃水浴中进行搅拌，搅拌器转速为2000r/min，搅拌时间6h，得到蒙脱土/环糊精悬浮液，将悬浮液进行离心分离，离心机转速为3000r/min，时间为10min。去除上清液，将沉淀物置于烘箱中进行干燥，干燥温度80℃，时间10h，得到层间含β-环糊精的蒙脱土样品。将0.4g所得样品加入100mL含有机染料废水中，在30℃水浴中搅拌2h，转速为1500r/min，待溶液静止分层后取上清液测定其COD值及吸光度值，计算得其COD去除率达到73.0％，色度去除率达99.1％。
实施例6
将1g蒙脱土加入100mLα-环糊精水溶液中，其中α-环糊精浓度为2.0g/L，将此混合物置于30℃水浴中进行搅拌，搅拌器转速为2000r/min，搅拌时间6h，得到蒙脱土/环糊精悬浮液，将悬浮液进行离心分离，离心机转速为3000r/min，时间为10min。去除上清液，将沉淀物置于烘箱中进行干燥，干燥温度80℃，时间10h，得到层间含α-环糊精的蒙脱土样品。将0.2g所得样品加入100mL含有机染料废水中，在30℃水浴中搅拌2h，转速为1500r/min，待溶液静止分层后取上清液测定其COD值及吸光度值，计算得其COD去除率达到71.6％，色度去除率达98.8％。
Claims (3)
1.一种含有机染料废水处理剂的制备方法，其特征是：按蒙脱土与环糊精质量比为4~8∶1的比例，将蒙脱土加入环糊精水溶液中，在20～40℃水浴中进行搅拌，搅拌器转速为1000～3000r/min，搅拌时间为1～10h，制得蒙脱土/环糊精悬浮液；再将上述悬浮液进行离心分离，离心机转速为1000～4000r/min，转动时间为10～30min，去除上层清液；最后将沉淀物置于烘箱中进行干燥，干燥温度70～100℃，干燥时间为8～24h，制得层间含环糊精的蒙脱土产品。
2.根据权利要求1所述的含有机染料废水处理剂的制备方法，其特征是：所使用的环糊精是α-环糊精、β-环糊精或改性的羟丙基环糊精的一种；所使用的环糊精载体为蒙脱土。
3.根据权利要求1所述的含有机染料废水处理剂的制备方法，其特征是：将蒙脱土与环糊精溶液混合溶液置于水浴中进行搅拌培养，蒙脱土与环糊精质量比最好为4~6∶1，培养温度最好为30～40℃，搅拌器转速最好为2000～3000r/min，培养时间最好为4～8h；将蒙脱土/环糊精悬浮液进行离心分离时，离心机转速最好为2000～3000r/min，转动时间最好为10～20min；将沉淀物置于烘箱中进行干燥时，干燥温度最好为80～100℃，时间最好为12～18h。
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