CN108298663B - 利用玉米秸秆预处理所产废气高效去除亚甲基蓝的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用玉米秸秆预处理所产废气高效去除亚甲基蓝的方法，其包括如下步骤：收集玉米秸秆预处理所产废气，通入装有亚甲基蓝废液中的密闭容器中，于30～80℃中进行降解反应；所述玉米秸秆预处理的方法为：将玉米秸秆放入反应釜中，加入浓磷酸‑过氧化氢混合试剂进行预处理反应，其中，浓磷酸的质量分数为60.0～70.0％，过氧化氢的质量分数为5.0～8.0％。本发明对于常见的亚甲基蓝具有优秀的去除效果，避免了现有固基和液基处理技术需要对原料进行特殊改性处理的弊端，真正意义上实现了“以废直接治废”的技术目的，实现了生物乙醇制备和废水处理两个产业的有机结合。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种利用玉米秸秆预处理所产废气高效去除亚甲基蓝的方法。
背景技术
我国是传统纺织大国，近些年，随着对经济结构转型要求的提出，纺织物生产废弃物处理技术的改进将会越来越受到重视。染料，是纺织物生产过程中主要的污染物之一，其成分复杂，多具有生物毒性和难降解性，是较难处理的一类废水。
现阶段，对污染的处理的传统方法为吸附法、膜分离法、臭氧氧化法和光催化法。
授权公告号为CN 102659235 B的中国专利提供了一种染料废水的处理方法，通过多相Fenton催化氧化的方式，解决了普通均相Fenton氧化的不足，大为提升了对于有机废水处理的效率。
授权公告号为CN 103588307 B的中国专利提供了一种处理染料废水的方法，利用微生物电化学耦合系统，实现了对染料废水的降解效率的提升，其对酸性橙7和甲基橙的去除效率分别达到79％和89.8％。
授权公告号为CN 104725897 B的中国专利提供了一种染料或染料中间体的生态环保处理方法，通过对偶氮染料或者芳香胺染料中加入水、碱剂和有机溶剂，加温反应后，可获得较高的去除效果。
授权公告号为CN 103739035 B的中国专利提供了一种染料废水的微波快速处理方法，利用纳米零价铁结合微波处理的技术，实现了对染料的降解处理效率的提升。
授权公告号为CN 104310559 B的中国提供了一种利用改性秸秆处理染料废水的方法，其利用改性秸秆对染料的吸附，实现了对橙黄II、铬黑T染料废水脱色率达到95％以上，对亚甲基蓝染料废水脱色率达到75％以上的去除效果。
通过以上对现有的染料废水的处理技术的举例说明可知，目前对于染料废水的处理，通常基于固体吸附剂或者液体反应试剂进行。虽然，现有技术实现了一定程度上的“以废治废”，通过对一些工农业生产废弃物进行改性处理，可以获得清除染料的产品，但是这些改性处理的成本通常较高，推广应用的价值较低。因此，开发一种以现行生产活动产生的直接废物进行“以废直接治废”来处理染料，是下一阶段重点研究的课题。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种利用玉米秸秆预处理所产废气高效去除亚甲基蓝的方法，所述方法包括如下步骤：
收集玉米秸秆预处理所产废气，通入装有亚甲基蓝废液中的密闭容器中，于30～80℃中进行降解反应；
所述玉米秸秆预处理的方法为：
将玉米秸秆放入反应釜中，加入浓磷酸-过氧化氢混合试剂进行预处理反应，其中，浓磷酸的质量分数为60.0～70.0％，过氧化氢的质量分数为5.0～8.0％。
本发明的发明人在授权号为CN 103555774 B中进行了利用浓磷酸联合过氧化氢预处理木质纤维素类原料用于酶水解的研究，并取得了优秀的技术效果。令发明人惊喜的是，当发明人利用该专利中的方法，以玉米秸秆为原料进行所述预处理过程中产生的废气通入含有亚甲基蓝的废水时，发现废水中亚甲基蓝发生快速降解。
进一步的，发明人对亚甲基蓝的降解程度进行了测试，发现亚甲基蓝的去除效率竟然达到了100％。也就是说，本发明对于亚甲基蓝的去除效果优于现有的一般的固基和液基材料。本领域人员可知，本发明无疑是开辟了一种新型的废水中亚甲基蓝的处理方式。
CN 103555774 B中虽然显著的提升了糖转化率，为生物乙醇行业做出了重要的贡献。然而，该技术在实际应用时，不可避免的产生一些废气，造成一定程度上的污染。因此，本发明的意义还在于，解决了CN 103555774 B中的废气的回收利用问题。
目前，本发明的发明人仍然在对其中的气体成分进行测试，并探究其中的污染物去除机理，同时还进行相应的规模化应用改进。
所述玉米秸秆与亚甲基蓝废液的重量体积比为1:0.5～2。如无特别说明，本发明中所指的重量体积比为g/mL，或kg/L。
作为本发明的一个优选方案，所述玉米秸秆与亚甲基蓝废液的重量体积比为8:7.5
作为本发明的一个优选方案，浓磷酸的质量分数为65.0％，过氧化氢的质量分数为7.0％。
作为本发明的优选方案，进行所述降解反应时，反应温度为50～80℃。
如本发明的一个实施例所示，当降解反应的温度为30℃时，亚甲基蓝的去除效率出现了较为显著的下降，仅为91.3％。不过，需要指出的是，91.3％的去除率仅仅是相对于在降解反应温度为50℃时所能达到98％的去除率而言，是比较低的，但相对于其它的废水处理技术，该去除率是比较优秀的。
另外，当预处理时间缩短时，亚甲基蓝的去除率也出现较大幅度的下降。
作为本发明的一个优选方案，进行所述降解反应时，反应温度为50℃。因在50℃下，污染物的去除率已经非常优秀，从节约反应成本的角度而言，在该温度下进行污染物的去除处理是比较经济的。
所述降解反应是与所述预处理同步进行，预处理所产生的废气同步的通入所述密闭容器中进行降解反应，也就是说预处理时间即为降解反应时间。
一般而言，进行玉米秸秆预处理时，所述预处理反应的时间为1～5h。
作为本发明的一个优选方案，进行玉米秸秆预处理时，所述预处理反应的时间为4h。
本发明的有益效果：
本发明对于常见的亚甲基蓝具有优秀的去除效果，避免了现有固基和液基处理技术需要对原料进行特殊改性处理的弊端，真正意义上实现了“以废直接治废”的技术目的，实现了生物乙醇制备和废水处理两个产业的有机结合。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
将玉米秸秆粉碎过40目筛，得到玉米秸秆粉末；将8g玉米秸秆粉末放入反应釜，按固液比为1:10的比例，向反应釜中加入磷酸与过氧化氢混合液80g，其中浓磷酸的质量分数为65.0％，过氧化氢的质量分数为7.0％，预处理的温度为50℃，预处理时间为4h；收集预处理时产生的气体；并同步将所得气体通入装有7.5ml亚甲基蓝废液(100ppm)中的密闭容器(50ml规格)中，于50℃中进行降解反应。
基于前后反应浓度变化，亚甲基蓝的去除率进行测定，得到的去除率为100％。
实施例2
调整浓磷酸的质量分数为70.0％，过氧化氢的质量分数为5.0％，其余保持与实施例1一致。对亚甲基蓝的去除率仍均达到99％以上。
实施例3
调整玉米秸秆粉末的重量为10g，亚甲基蓝废液的体积为5ml，其余保持与实施例1一致。对亚甲基蓝的去除率仍均达到99％以上。
实施例4
调整玉米秸秆粉末的重量为4g，亚甲基蓝废液的体积为8ml，其余保持与实施例1一致。对亚甲基蓝的去除率仍均达到99％以上。
实施例5
调整降解反应时的温度为30℃，其余保持与实施例1一致。亚甲基蓝的去除率为91.2％。
实施例6
调整预处理时间为1h，调整浓磷酸的质量分数为60.0％，过氧化氢的质量分数为8.8％，其余保持与实施例1一致。亚甲基蓝的去除率为90.2％。
实施例7
调整预处理时间为3h，调整浓磷酸的质量分数为60.0％，过氧化氢的质量分数为8.8％，其余保持与实施例1一致。亚甲基蓝的去除率为92.7％。
实施例8
调整预处理时间为5h，调整浓磷酸的质量分数为60.0％，过氧化氢的质量分数为8.8％，其余保持与实施例1一致。亚甲基蓝的去除率为98.2％。
实施例9
调整浓磷酸的质量分数为75.0％，过氧化氢的质量分数为3.6％，其余保持与实施例1一致。对亚甲基蓝的去除率达到100％。
Claims (10)
1.利用玉米秸秆预处理所产废气高效去除亚甲基蓝的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
收集玉米秸秆预处理所产废气，通入装有亚甲基蓝废液中的密闭容器中，于30～80℃中进行降解反应；
所述玉米秸秆预处理的方法为：
将玉米秸秆放入反应釜中，加入浓磷酸-过氧化氢混合试剂进行预处理反应，其中，浓磷酸的质量分数为60.0～70.0％，过氧化氢的质量分数为5.0～8.0％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玉米秸秆与亚甲基蓝废液的重量体积比为1:0.5～2。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述玉米秸秆与亚甲基蓝废液的重量体积比为8:7.5。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，浓磷酸的质量分数为65.0％，过氧化氢的质量分数为7.0％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行所述降解反应时，反应温度为50～80℃。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进行所述降解反应时，反应温度为50℃。
7.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，所述降解反应是与所述预处理同步进行，预处理所产生的废气同步的通入所述密闭容器中进行降解反应。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行玉米秸秆预处理时，所述预处理反应的时间为1～5h。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进行玉米秸秆预处理时，所述预处理反应的时间为4h。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亚甲基蓝的浓度至少为100ppm。
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