CN104162410A - 一种天然材料吸附剂的制备方法及采用天然材料吸附剂的污水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水处理领域，具体涉及一种天然材料吸附剂的制备方法及采用天然材料吸附剂的污水处理方法。天然材料吸附剂的制备方法包括以下步骤：（1）将丝瓜络、锯末、谷壳、小麦壳、麦秆、稻谷杆和花生壳，按照3-10:1-5:1-5:1-5:1-5:1-5:1-5的重量比例混合，并粉碎到粒径≤1mm；（2）在步骤（1）的混合物中加入3-10倍的水，并在水中加入氢氧化钙；（3）将步骤（2）的混合物在70-80℃熬制30-60min，然后在100℃下煮3-10min；（4）取出用水清洗到pH为中性，除去水分放置15-24h；（5）然后在混合物上均匀喷洒占混合物重量百分比为1-3%的醋酸，并用蒸汽蒸20-30min；（6）最后，在50-100℃下真空烘干，得到天然材料吸附剂。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，具体涉及一种天然材料吸附剂的制备方法及采用天然材料吸附剂的污水处理方法。
背景技术
人类的活动会使大量的工业、农业和生活废弃物排入水中，使水受到污染。全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海，污染了5.5万亿立方米的淡水，这相当于全球径流总量的14%以上。中国有82%的人饮用浅井和江河水，其中水质污染严重细菌超过卫生标准的占75%，受到有机物污染的饮用水人口约1.6亿。长期以来，人们一直认为自来水是安全卫生的。但是，因为水污染，如今的自来水已不能算是卫生的了。一项调查显示，在全世界自来水中，测出的化学污染物有2221种之多，其中有些确认为致癌物或促癌物。从自来水的饮用标准看，中国尚处于较低水平，自来水仅能采用沉淀、过滤、加氯消毒等方法，将江河水或地下水简单加工成可饮用水。自来水加氯可有效杀除病菌，同时也会产生较多的卤代烃化合物，这些含氯有机物的含量成倍增加，是引起人类患各种胃肠癌的最大根源。城市污染的成分十分复杂，受污染的水域中除重金属外，还含有甚多农药、化肥、洗涤剂等有害残留物，即使是把自来水煮沸了，上述残留物仍驱之不去，而煮沸水中增加了有害物的浓度，降低了有益于人体健康的溶解氧的含量，而且也使亚硝酸盐与三氯甲烷等致癌物增加。
重金属是造成水体污染的一类有毒物质，微量的重金属即可产生毒性效应，重金属对人体健康的危害是多方面、多层次的，其毒理作用主要表现在降低人体抵抗力等许多方面。重金属都为非降低型有毒物质，可沿食物链或食物网被生物吸收、蓄集，最终造成人体积累和慢性中毒。水体中重金属污染监测与防治一直是环境科学研究的热点。人们不断地开发、改进治理重金属废水的方法和技术，产生了如物理法、化学法、生物化学法等处理方法。生物吸附法处理重金属废水是一种很有潜力的新型重金属废水处理技术。它具有在低浓度下金属离子可以被选择性去除、处理效率高、pH值和温度条件范围宽、投资小、运行费用低以及可有效地回收一些贵重金属等优点。
在中国，农产品作物的加工残留物大多被抛弃，对于这些物质大多采用焚烧进行处理，不仅污染了环境，还造成了资源的浪费。在农产品残留物中，部分纤维含量较多的种类如丝瓜络、锯末、谷壳、小麦壳、麦秆和稻谷杆等对污水的处理显示出较好的效果，能够有效地吸收废水中的重金属以及其他有害物质，但是如果直接将这些物质用于废水处理，则会有部分副产物产生，此外，这些物质本身含有色素等，容易对水造成二次污染。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前农产品用于污水处理上的不足，提供一种天然材料吸附剂的制备方法及采用天然材料吸附剂的污水处理方法。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种天然材料吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将丝瓜络、锯末、谷壳、小麦壳、麦秆、稻谷杆和花生壳，按照3-10:1-5:1-5:1-5:1-5: 1-5:1-5的重量比例混合，并粉碎到粒径≤1mm；
（2）在步骤（1）的混合物中加入3-10倍的水，并在水中加入氢氧化钙；
（3）将步骤（2）的混合物在70-80℃熬制30-60min，然后在100℃下煮3-10min；
（4）取出用水清洗到pH为中性，除去水分放置15-24h；
（5）然后在混合物上均匀喷洒占混合物重量百分比为1-3%的醋酸，并用蒸汽蒸20-30min；
（6）最后，在50-100℃下真空烘干，得到天然材料吸附剂。
通过上述步骤的处理，丝瓜络、锯末、谷壳、小麦壳、麦秆、稻谷杆和花生壳组成的混合物对重金属离子及含氯有机物的吸附率得到了提高，同时，也去除了各物质中的色素，增加了各物质的稳定性，避免将制备的吸附剂用于污水吸附造成对水的二次污染。
作为优选，丝瓜络、锯末、谷壳、小麦壳、麦秆、稻谷杆和花生壳的重量比例为5:1:1:1:1:1:1。
作为优选，步骤（2）在加入氢氧化钙后控制体系的pH为8-9。
一种采用天然材料吸附剂的污水处理方法，包括以下步骤：
（1）在污水中加入天然材料吸附剂，控制污水的pH为7.5-8，温度为25-30℃，搅拌均匀，静置15-30h；
（2）将污水进行过滤，去除天然材料吸附剂，继续按照步骤（1）的操作加入天然材料吸附剂，直到污水达到处理要求；
（3）然后，过滤除去天然材料吸附剂，并经活性炭吸附后，得到达标水。
本发明与现有技术相比，有益效果是：将废物合理利用，避免了对环境的污染，同时，通过低廉的成本对污染水进行了有效的吸附处理。
通过实际测试，对于含氯有机物和重金属离子的处理效果较好，同时对含有硝酸盐和亚硝酸盐的污水的吸附处理效果也表现较好。通过控制合理地pH、温度和吸附剂的加入量，均能够将污水中的有害成分吸附后得到污水处理最低标准。。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。
如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
实施例1：
一种天然材料吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将丝瓜络、锯末、谷壳、小麦壳、麦秆、稻谷杆和花生壳，按照3:1:5:1:5:1:5的重量比例混合，并粉碎到粒径≤1mm；
（2）在步骤（1）的混合物中加入3倍的水，并在水中加入氢氧化钙；控制体系的pH为9；
（3）将步骤（2）的混合物在70℃熬制60min，然后在100℃下煮3min；
（4）取出用水清洗到pH为中性，除去水分放置24h；
（5）然后在混合物上均匀喷洒占混合物重量百分比为1%的醋酸，并用蒸汽蒸30min；
（6）最后，在50℃下真空烘干，得到天然材料吸附剂。
一种采用天然材料吸附剂的污水处理方法，包括以下步骤：
（1）在污水中加入天然材料吸附剂，控制污水的pH为8，温度为25℃，搅拌均匀，静置30h；
（2）将污水进行过滤，去除天然材料吸附剂，继续按照步骤（1）的操作加入天然材料吸附剂，直到污水达到处理要求；
（3）然后，过滤除去天然材料吸附剂，并经活性炭吸附后，得到达标水。
本实施例的污水为主要含有汞和铅的污水，经过吸附处理后，污水的汞含量降低到0.006mg/L，铅的含量降低到0.01mg/L。
实施例2：
一种天然材料吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将丝瓜络、锯末、谷壳、小麦壳、麦秆、稻谷杆和花生壳，按照10:5:1:5:1:5:1的重量比例混合，并粉碎到粒径≤1mm；
（2）在步骤（1）的混合物中加入10倍的水，并在水中加入氢氧化钙；控制体系的pH为8；
（3）将步骤（2）的混合物在80℃熬制30min，然后在100℃下煮10min；
（4）取出用水清洗到pH为中性，除去水分放置15h；
（5）然后在混合物上均匀喷洒占混合物重量百分比为3%的醋酸，并用蒸汽蒸20-30min；
（6）最后，在50℃下真空烘干，得到天然材料吸附剂。
一种采用天然材料吸附剂的污水处理方法，包括以下步骤：
（1）在污水中加入天然材料吸附剂，控制污水的pH为8，温度为25℃，搅拌均匀，静置30h；
（2）将污水进行过滤，去除天然材料吸附剂，继续按照步骤（1）的操作加入天然材料吸附剂，直到污水达到处理要求；
（3）然后，过滤除去天然材料吸附剂，并经活性炭吸附后，得到达标水。
本实施例的污水为主要含有硝酸盐和亚硝酸盐的污水，经过吸附处理后，污水的硝酸盐和亚硝酸盐含量降低到0.01mg/L。
实施例3：
一种天然材料吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将丝瓜络、锯末、谷壳、小麦壳、麦秆、稻谷杆和花生壳，按照5:1:1:1:1:1:1的重量比例混合，并粉碎到粒径≤1mm；丝瓜络、锯末、谷壳、小麦壳、麦秆、稻谷杆和花生壳的重量比例为5:1:1:1:1:1:1。
（2）在步骤（1）的混合物中加入5倍的水，并在水中加入氢氧化钙；控制体系的pH为8；
（3）将步骤（2）的混合物在80℃熬制30min，然后在100℃下煮10min；
（4）取出用水清洗到pH为中性，除去水分放置20h；
（5）然后在混合物上均匀喷洒占混合物重量百分比为2%的醋酸，并用蒸汽蒸25min；
（6）最后，在75℃下真空烘干，得到天然材料吸附剂。
一种采用天然材料吸附剂的污水处理方法，包括以下步骤：
（1）在污水中加入天然材料吸附剂，控制污水的pH为7.5，温度为28℃，搅拌均匀，静置20h；
（2）将污水进行过滤，去除天然材料吸附剂，继续按照步骤（1）的操作加入天然材料吸附剂，直到污水达到处理要求；
（3）然后，过滤除去天然材料吸附剂，并经活性炭吸附后，得到达标水。
本实施例的污水为含氯有机物的污水，经过吸附处理后，污水的含氯有机物的含量达到国家污水处理标准。
Claims (4)
1.一种天然材料吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将丝瓜络、锯末、谷壳、小麦壳、麦秆、稻谷杆和花生壳，按照3-10:1-5:1-5:1-5:1-5: 1-5:1-5的重量比例混合，并粉碎到粒径≤1mm；
（2）在步骤（1）的混合物中加入3-10倍的水，并在水中加入氢氧化钙；
（3）将步骤（2）的混合物在70-80℃熬制30-60min，然后在100℃下煮3-10min；
（4）取出用水清洗到pH为中性，除去水分放置15-24h；
（5）然后在混合物上均匀喷洒占混合物重量百分比为1-3%的醋酸，并用蒸汽蒸20-30min；
（6）最后，在50-100℃下真空烘干，得到天然材料吸附剂。
2.根据权利要求1所述的一种天然材料吸附剂的制备方法，其特征在于，丝瓜络、锯末、谷壳、小麦壳、麦秆、稻谷杆和花生壳的重量比例为5:1:1:1:1:1:1。
3.根据权利要求1所述的一种天然材料吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）在加入氢氧化钙后控制体系的pH为8-9。
4.一种采用权利要求1所述的制备方法制备的天然材料吸附剂的污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在污水中加入天然材料吸附剂，控制污水的pH为7.5-8，温度为25-30℃，搅拌均匀，静置15-30h；
（2）将污水进行过滤，去除天然材料吸附剂，继续按照步骤（1）的操作加入天然材料吸附剂，直到污水达到处理要求；
（3）然后，过滤除去天然材料吸附剂，并经活性炭吸附后，得到达标水。
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