CN105174354B - 一种利用食用菌废弃物去除废水中染料的方法 - Google Patents

一种利用食用菌废弃物去除废水中染料的方法 Download PDF

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本发明提供了一种利用食用菌废弃物去除废水中染料的方法，属于染料废水处理技术领域。一种利用食用菌废弃物去除废水中染料的方法，包括以下步骤：将食用菌废弃物清洗后，浸泡在浓度为0.1~5mol/L的碱性溶液中，搅拌4~48小时，过滤，用水洗至中性；然后浸泡在醇溶液中，搅拌1~48小时，取出放至烘箱中，在40~150℃下干燥，得到吸附剂；将该吸附剂加入到染料废水中，调节pH值，在20~50℃下搅拌或振荡2~24小时后，过滤分离，即完成对废水中染料的吸附去除。本发明对食用菌废弃物进行简单的两步处理即得到吸附剂，然后用于对染料废水中染料的处理，制备方法简单可行，环境效益好，而且处理效果显著。

Description

一种利用食用菌废弃物去除废水中染料的方法
技术领域
本发明属于染料废水处理技术领域，具体涉及一种利用食用菌废弃物去除废水中染料的方法。
背景技术
近年来，染料废水引起的环境污染问题日益威胁着人们的生命健康和生活安全。传统的絮凝、沉淀、吸附等净化方法存在成本高、操作复杂、投资大的缺点。而利用生物质废弃物为吸附材料用于废水中染料分子的净化是一项新技术，具有环境友好、价格低廉、可再生、易获取、原材料来源广泛等优点，同时也可达到“以废治废”的目的。我国是食用菌种植大国，每年在收获或食用过程中会产生大量的食用菌废弃物，若不及时妥善处理，这些废弃物不仅影响食用菌的生长，又污染环境。这些食用菌废弃物大多作为燃料或肥料使用，这样其资源化利用价值远远未被开发出来。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种利用食用菌废弃物去除废水中染料的方法，该方法成本低，易实施，环保安全。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种利用食用菌废弃物去除废水中染料的方法，包括以下步骤：
步骤一：将食用菌废弃物清洗后，浸泡在浓度为0.1~5mol/L的碱性溶液中，搅拌4~48小时，过滤，用水洗至中性，得到处理后的食用菌废弃物；
步骤二：将处理后的食用菌废弃物浸泡在醇溶液中，搅拌1~48小时，取出放至烘箱中，在40~150℃下干燥，得到吸附剂；
步骤三：将所述吸附剂加入到染料废水中，调节pH值，在20~50℃下搅拌或振荡2~24小时后，过滤分离，即完成对废水中染料的吸附去除。
进一步的，步骤一中所述清洗采用蒸馏水清洗。
进一步的，步骤一中所述碱性溶液为锂、钠、钾、钙、镁的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐中的一种或二种以上与水混合形成的溶液。
进一步的，步骤一中所述碱性溶液是氨水。
进一步的，步骤一中所述食用菌废弃物与碱性溶液的质量体积比为10~500g/L。
进一步的，步骤二中所述醇溶液为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、叔丁醇中的一种或二种以上的混合物。
进一步的，步骤二中所述食用菌废弃物与醇溶液的质量体积比为50~200g/L。
进一步的，步骤三中所述pH值为1~11。
进一步的，步骤三中所述pH值为pH在4~8。
进一步的，步骤三中所述染料废水中染料的浓度为1~300mg/L。
进一步的，所述染料为亚甲基蓝。
进一步的，步骤三中所述吸附剂的加入量为5~100g/L染料废水。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1）本发明利用食用菌废弃物为原料制备废水染料吸附剂，原料价格低廉，可以变废为宝，为食用菌废弃物的处理提供了一条更加环保、易于推广的方法。
2）本发明对食用菌废弃物进行简单的两步处理即得到吸附剂，然后用于对染料废水中染料的处理，制备方法简单可行，环境效益好，而且处理效果显著。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容，但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
本发明提供了一种利用食用菌废弃物去除废水中染料的方法方法，包括以下步骤：
步骤一：将食用菌废弃物清洗后，浸泡在浓度为0.1~5mol/L的碱性溶液中，搅拌4~48小时，过滤，用水洗至中性，得到处理后的食用菌废弃物；
步骤二：将处理后的食用菌废弃物浸泡在醇溶液中，搅拌1~48小时，取出放至烘箱中，在40~150℃下干燥，得到吸附剂；
步骤三：将所述吸附剂加入到染料废水中，调节pH值，在20~50℃下搅拌或振荡2~24小时后，过滤分离，即完成对废水中染料的吸附去除。
本发明所用食用菌废弃物包括但不限于香菇根/棒、平菇根/棒、杏鲍菇根/棒、茶树菇根/棒、草菇根/棒、金针菇根/棒、蘑菇根/棒，包括但不限于提取活性成分之后的香菇根/棒、平菇根/棒、杏鲍菇根/棒、茶树菇根/棒、草菇根/棒、金针菇根/棒、蘑菇根/棒，包括但不限于加工过程中和处理后产生的香菇废弃物、平菇废弃物、杏鲍菇废弃物、茶树菇废弃物、草菇废弃物、金针菇废弃物和蘑菇废弃物。
在步骤一中，食用菌废弃物的清洗采用水清洗，优选采用蒸馏水清洗；
其中，碱性溶液指锂、钠、钾、钙、镁的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐中的一种或二种以上与水混合形成的溶液，具体是指氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化镁、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或二种以上与水混合形成的溶液，或，碱性溶液也可以为稀氨水溶液，或，碱性溶液也可以为锂、钠、钾、钙或镁的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐中的一种与水混合形成的溶液与氨水的混合溶液。
其中，食用菌废弃物与碱性溶液的质量体积比为10~500g/L。
在步骤二中，醇溶液为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、叔丁醇中的一种或二种以上的混合物；该混合物中两种醇的勾兑比例无限制。
其中，食用菌废弃物与醇溶液的质量体积比为50~200g/L。
在步骤三中，将制备得到的吸附剂加入到染料废水中，调节pH值为1~11；优选，调节pH值为pH在4~8。
其中，染料废水中染料的浓度为1~300mg/L；所涉及的染料废水中，所说的染料优选为亚甲基蓝。
其中，吸附剂的加入量为5~100g/L染料废水。
本发明对所用化学用品及制剂的来源并无特殊限定，可以为一般市售。
实施例1
取105克香菇废弃物，水清洗，浸入0.5L浓度为2mol/L的氢氧化钠水溶液中，机械搅拌12小时，过滤，用水洗涤至中性；然后浸泡至1L的异丙醇溶液中，机械搅拌12小时，过滤，水洗净，放入烘箱中，在温度为80oC烘干；收集即可作为吸附剂。配制浓度为4mg/L的亚甲基蓝溶液1L作为模拟染料废水，加入吸附剂50克，调节pH为4.0，于室温（25℃）下振荡6小时后，将吸附剂颗粒过滤去除。
滤液及吸附前溶液中亚甲基蓝的浓度通过紫外-可见分光光度计检测，吸附率等于被吸附染料的质量除以吸附前染料的质量，得到其吸附率达到87.2%。
实施例2
取104克蘑菇废弃物，水清洗，浸入0.5L浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液中，机械搅拌16小时，过滤，用水洗涤至中性；然后浸泡至2.08L异丙醇溶液中，机械搅拌14小时，过滤，水洗净，放入烘箱中，在温度为95oC烘干；收集即可作为吸附剂。配制浓度为4mg/L的亚甲基蓝溶液0.5L作为模拟染料废水，加入吸附剂50克，调节pH为6.0，于室温（25℃）下振荡8小时后，将吸附剂颗粒过滤去除。
滤液及吸附前溶液中亚甲基蓝的浓度通过紫外-可见分光光度计检测，吸附率等于被吸附染料的质量除以吸附前染料的质量，得到其吸附率达到78.8%。
实施例3
取108克金针菇废弃物，水清洗，浸入0.54L浓度为4mol/L的氢氧化钾水溶液中，机械搅拌24小时，过滤，用水洗涤至中性；然后浸泡至1.08L2-丁醇溶液中，机械搅拌20小时，过滤，水洗净，放入烘箱中，在温度为105oC烘干；收集即可作为吸附剂。配制浓度为2mg/L的亚甲基蓝溶液4L作为模拟染料废水，加入吸附剂80克，调节pH为8.0，于室温（25℃）下振荡12小时后，将吸附剂颗粒过滤去除。
滤液及吸附前溶液中亚甲基蓝的浓度通过紫外-可见分光光度计检测，吸附率等于被吸附染料的质量除以吸附前染料的质量，得到其吸附率达到83.9%。
实施例4
取100克茶树菇废弃物，用蒸馏水清洗后，浸泡在1L浓度为3mol/L的氢氧化钾溶液中，搅拌32小时，过滤，用水洗至中性；然后浸泡在0.5L叔丁醇溶液中机械搅拌18小时，取出放至烘箱中，在65℃下干燥，得到吸附剂。配制浓度为300mg/L的刚果红溶液5L作为模拟染料废水，加入吸附剂85克，调节pH值为5.0，在40℃下搅拌10小时后，过滤分离，即完成对废水中染料的吸附去除。
滤液及吸附前溶液中刚果红的浓度通过紫外-可见分光光度计检测，吸附率等于被吸附染料的质量除以吸附前染料的质量，得到其吸附率达到92.1%。
实施例5
取50克杏鲍菇废弃物，用蒸馏水清洗后，浸泡在0.5L浓度为0.5mol/L的碳酸氢钠溶液中，搅拌28小时，过滤，用水洗至中性；然后浸泡在0.5L乙醇溶液中机械搅拌22小时，取出放至烘箱中，在105℃下干燥，得到吸附剂。配制浓度为220mg/L的溴甲酚绿溶液1L作为模拟染料废水，加入吸附剂30克，调节pH值为7.0，在50℃下搅拌2小时后，过滤分离，即完成对废水中染料的吸附去除。
滤液及吸附前溶液中溴甲酚绿的浓度通过紫外-可见分光光度计检测，吸附率等于被吸附染料的质量除以吸附前染料的质量，得到其吸附率达到94.7%。
实施例6
取105克香菇废弃物，水清洗，浸入0.5L浓度为4mol/L的氢氧化钙水溶液中，机械搅拌20小时，过滤，用水洗涤至中性；然后浸泡至1L的正丙醇溶液中，机械搅拌16小时，过滤，水洗净，放入烘箱中，在温度为80oC烘干；收集即可作为吸附剂。配制浓度为16mg/L的亚甲基蓝溶液1L作为模拟染料废水，加入吸附剂55克，调节pH为4.6，于室温（25℃）下振荡8小时后，将吸附剂颗粒过滤去除。
滤液及吸附前溶液中亚甲基蓝的浓度通过紫外-可见分光光度计检测，吸附率等于被吸附染料的质量除以吸附前染料的质量，得到其吸附率达到88.6%。
实施例7
取105克香菇废弃物，水清洗，浸入1.05L浓度为0.8mol/L的碳酸钠溶液中，机械搅拌24小时，过滤，用水洗涤至中性；然后浸泡至1L的乙醇溶液中，机械搅拌18小时，过滤，水洗净，放入烘箱中，在温度为80oC烘干；收集即可作为吸附剂。配制浓度为32mg/L的亚甲基蓝溶液2L作为模拟染料废水，加入吸附剂65克，调节pH为5.4，于室温（25℃）下振荡12小时后，将吸附剂颗粒过滤去除。
滤液及吸附前溶液中亚甲基蓝的浓度通过紫外-可见分光光度计检测，吸附率等于被吸附染料的质量除以吸附前染料的质量，得到其吸附率达到86.8%。
实施例8
取30克平菇废弃物，水清洗，浸入0.1L浓度为2mol/L的碳酸钾水溶液中，机械搅拌14小时，过滤，用水洗涤至中性；然后浸泡至0.4L的甲醇溶液中，机械搅拌12小时，过滤，水洗净，放入烘箱中，在温度为95oC烘干；收集即可作为吸附剂。配制浓度为50mg/L的亚甲基蓝溶液1L作为模拟染料废水，加入吸附剂25克，调节pH为6.0，于50℃下振荡4小时后，将吸附剂颗粒过滤去除。
滤液及吸附前溶液中亚甲基蓝的浓度通过紫外-可见分光光度计检测，吸附率等于被吸附染料的质量除以吸附前染料的质量，得到其吸附率达到85.7%。
实施例9
取40克草菇废弃物，水清洗，浸入4L浓度为1mol/L的碳酸氢钾水溶液中，机械搅拌8小时，过滤，用水洗涤至中性；然后浸泡至0.8L的异丙醇溶液中，机械搅拌6小时，过滤，水洗净，放入烘箱中，在温度为65oC烘干；收集即可作为吸附剂。配制浓度为80mg/L的亚甲基蓝溶液1L作为模拟染料废水，加入吸附剂25克，调节pH为6.8，于室温（25℃）下振荡6小时后，将吸附剂颗粒过滤去除。
滤液及吸附前溶液中亚甲基蓝的浓度通过紫外-可见分光光度计检测，吸附率等于被吸附染料的质量除以吸附前染料的质量，得到其吸附率达到88.4%。
实施例10
取80克香菇废弃物，水清洗，浸入0.2L浓度为5mol/L的氢氧化钠水溶液中，机械搅拌15小时，过滤，用水洗涤至中性；然后浸泡至0.5L的异丙醇溶液中，机械搅拌12小时，过滤，水洗净，放入烘箱中，在温度为65oC烘干；收集即可作为吸附剂。配制浓度为5mg/L的亚甲基蓝溶液1L作为模拟染料废水，加入吸附剂40克，调节pH为6.5，于35℃下振荡5小时后，将吸附剂颗粒过滤去除。
滤液及吸附前溶液中亚甲基蓝的浓度通过紫外-可见分光光度计检测，吸附率等于被吸附染料的质量除以吸附前染料的质量，得到其吸附率达到89.8%。
实施例11
取105克香菇废弃物，水清洗，浸入0.3L浓度为4mol/L的氢氧化钠水溶液中，机械搅拌18小时，过滤，用水洗涤至中性；然后浸泡至0.8L的异丙醇溶液中，机械搅拌14小时，过滤，水洗净，放入烘箱中，在温度为80oC烘干；收集即可作为吸附剂。配制浓度为5mg/L的罗丹明B溶液1L作为模拟染料废水，加入吸附剂50克，调节pH为4.2，于35℃下振荡5小时后，将吸附剂颗粒过滤去除。
滤液及吸附前溶液中亚甲基蓝的浓度通过紫外-可见分光光度计检测，吸附率等于被吸附染料的质量除以吸附前染料的质量，得到其吸附率达到45.2%。
实施例12
取104克蘑菇废弃物，水清洗，浸入0.5L浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液中，机械搅拌16小时，过滤，用水洗涤至中性；然后浸泡至2.08L异丙醇溶液中，机械搅拌14小时，过滤，水洗净，放入烘箱中，在温度为95oC烘干；收集即可作为吸附剂。配制浓度为4mg/L的罗丹明B溶液1L作为模拟染料废水，加入吸附剂50克，调节pH为5.0，于室温（25℃）下振荡8小时后，将吸附剂颗粒过滤去除。
滤液及吸附前溶液中亚甲基蓝的浓度通过紫外-可见分光光度计检测，吸附率等于被吸附染料的质量除以吸附前染料的质量，得到其吸附率达到85.2%。
综上可以看出，本发明利用食用菌废弃物制成吸附剂，去除废水中的染料的方法，实施过程易于控制，操作简单，原料来源广泛，对亚甲基的吸附率达到89.8%，对刚果红的吸附率达到92.1%，对溴甲酚绿的吸附率达到94.7%，对罗丹明B的吸附率达到85.2%，效果突出。

Claims (6)

1.一种利用食用菌废弃物去除废水中染料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将食用菌废弃物清洗后，浸泡在浓度为0.1~5mol/L的碱性溶液中，搅拌4~48小时，过滤，用水洗至中性，得到处理后的食用菌废弃物；
步骤二：将处理后的食用菌废弃物浸泡在醇溶液中，所述食用菌废弃物与醇溶液的质量体积比为50~200g/L，搅拌1~48小时，取出放至烘箱中，在40~150℃下干燥，得到吸附剂；
步骤三：将所述吸附剂加入到染料废水中，所述染料废水中染料的浓度为1~300mg/L，所述吸附剂的加入量为5~100g/L染料废水，调节pH值为1~11，在20~50℃下搅拌或振荡2~24小时后，过滤分离，即完成对废水中染料的吸附去除。
2.如权利要求1所述的利用食用菌废弃物去除废水中染料的方法，其特征在于：步骤一中所述碱性溶液为锂、钠、钾、钙、镁的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐中的一种或二种以上与水混合形成的溶液。
3.如权利要求1所述的利用食用菌废弃物去除废水中染料的方法，其特征在于：步骤一中所述碱性溶液是氨水。
4.如权利要求1~3任一项所述的利用食用菌废弃物去除废水中染料的方法，其特征在于：步骤一中所述食用菌废弃物与碱性溶液的质量体积比为10~500g/L。
5.如权利要求1所述的利用食用菌废弃物去除废水中染料的方法，其特征在于：步骤二中所述醇溶液为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、叔丁醇中的一种或二种以上的混合物。
6.如权利要求1所述的利用食用菌废弃物去除废水中染料的方法，其特征在于：所述染料为亚甲基蓝。
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