CN109574247A - 一种负载镁和磷酸根离子的生物碳材料及其在皮革废水脱氮中的应用 - Google Patents

一种负载镁和磷酸根离子的生物碳材料及其在皮革废水脱氮中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种负载镁和磷酸根离子的生物碳材料及其在皮革废水脱氮中的应用，所述生物碳材料的制备方法包括如下步骤：(1)将干酵母粉与葡萄糖溶于去离子水中，于30‑35℃下培养0.5‑1.0h后，离心、去离子水洗涤得酵母菌；(2)步骤(1)得到的酵母菌中加入MgCl2溶液和H3PO4溶液，室温下，搅拌0.5h后，升温至170‑180℃，反应5‑8h后，离心、去离子水洗涤、干燥、研磨得前驱体；(3)将步骤(2)得到的前驱体置于管式炉中，在氮气保护下，以10℃/min的升温速率升至800℃煅烧4h后，恢复至室温，即得所述负载镁和磷酸根离子的生物碳材料。

Description

一种负载镁和磷酸根离子的生物碳材料及其在皮革废水脱氮 中的应用
技术领域
本发明属于材料及废水处理领域，具体涉及一种负载镁和磷酸根离子的生物碳材料及其在皮革废水脱氮中的应用。
背景技术
皮革废水处理过程产生的氨氮污染主要来自两个方面一是在加工过程中加入的各种铵盐；二是由皮革本身有机氮转化而来的。废水中含氨氮的工序有浸水、脱毛、鞣制、中和染色等工序，其中在脱灰软化中使用硫酸铵、氯化铵等在中和、染色工序还使用碳酸氢铵和液氨；而浸酸和鞣制工序中的氨氮则来自皮革中铵盐残余物的不断释放。由于制革原料中的动物皮本身也带有许多氨氮，在处理时原皮中的部分动物蛋白质将会在加工过程中分离出来，不断分解而产生较多的氨氮。目前制革废水的处理方法大多采用物化、生化或二者相结合的工艺流程。其中向含氨氮废水中加入含Mg2+、PO4 3-的试剂，可生成MgNH4PO4，但是该方法对 Mg2+、NH4 +、PO4 3-的比例有严格要求，试剂加入量少了，不能有效去除废水中的氨氮，加入量多了会造成二次污染。因此，开发一种能有效释放Mg2+、PO4 3-的生物碳材料用于废水脱氮成为一个难题。
发明内容
本发明提供一种负载镁和磷酸根离子的生物碳材料，其特征在于所述负载镁和磷酸根离子的生物碳材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将干酵母粉与葡萄糖溶于去离子水中，于30-35℃下培养0.5-1.0h后，离心、去离子水洗涤得酵母菌；
(2)步骤(1)得到的酵母菌中加入MgCl2溶液和H3PO4溶液，室温下，搅拌0.5h后，升温至170-180℃，反应5-8h后，离心、去离子水洗涤、干燥、研磨得前驱体；
(3)将步骤(2)得到的前驱体置于管式炉中，在氮气保护下，以10℃/min 的升温速率升至800℃煅烧4h后，恢复至室温，即得所述负载镁和磷酸根离子的生物碳材料。
步骤(1)中干酵母粉与葡萄糖的质量比优选1:2，每克干酵母粉使用100mL 去离子水；
步骤(2)中MgCl2溶液和H3PO4溶液的浓度均为1mol/L，其用量为每克干酵母粉使用MgCl2溶液100mL，使用H3PO4溶液100mL；步骤(2)的反应优选在高压反应釜中进行。
本发明的另一实施方案提供一种负载镁和磷酸根离子的生物碳材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将干酵母粉与葡萄糖溶于去离子水中，于30-35℃下培养0.5-1.0h后，离心、去离子水洗涤得酵母菌；
(2)步骤(1)得到的酵母菌中加入MgCl2溶液和H3PO4溶液，室温下，搅拌0.5h后，升温至170-180℃，反应5-8h后，离心、去离子水洗涤、干燥、研磨得前驱体；
(3)将步骤(2)得到的前驱体置于管式炉中，在氮气保护下，以10℃/min 的升温速率升至800℃煅烧4h后，恢复至室温，即得所述负载镁和磷酸根离子的生物碳材料。
步骤(1)中干酵母粉与葡萄糖的质量比优选1:2，每克干酵母粉使用100mL 去离子水；
步骤(2)中MgCl2溶液和H3PO4溶液的浓度均为1mol/L，其用量为每克干酵母粉使用MgCl2溶液100mL，使用H3PO4溶液100mL；步骤(2)的反应优选在高压反应釜中进行。
本发明的另一实施方案提供上述负载镁和磷酸根离子的生物碳材料在废水脱氮中的应用。
本发明的另一实施方案提供上述负载镁和磷酸根离子的生物碳材料在皮革废水脱氮中的应用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)本发明以球形或椭球形酵母菌作为模板剂和生物碳源，酵母菌细胞壁由大量的蛋白质和多糖构成，使得酵母菌具有许多生物大分子和表面电荷，这些生物大分子和表面电荷与金属离子或带电离子群相互作用，激发沉积，提供定向的核位点，固定离子，最终形成微球形结构。细胞壁和细胞内部的COOH－、OH－、NH4 +具有亲水性，可以提高酵母菌的矿化能力，调节晶体的成核和生长，通过静电作用组装到酵母细胞壁表面和细胞内部；水热后煅烧、H3PO4溶液浸泡即得可有效释放Mg2+、PO4 3-的生物碳材料。(2) 本发明制备的离子负载型生物碳材料在废水脱氮的同时，还能有效除磷。(3)本发明处理废水后得到的沉淀可作为添加剂与磷酸铵镁混合用于制备高效复合肥。
具体实施方式
为了便于对本发明的进一步理解，下面提供的实施例对其做了更详细的说明。但是这些实施例仅供更好的理解发明而并非用来限定本发明的范围或实施原则，本发明的实施方式不限于以下内容。本发明实施例中使用的干酵母粉购自安琪酵母股份有限公司(高活性干酵母)。
实施例1
(1)将干酵母粉(100g)与葡萄糖(200g)溶于去离子水(10L)中，于 30℃下培养1.0h后，离心、去离子水洗涤得酵母菌；
(2)步骤(1)得到的酵母菌中加入MgCl2溶液(10L，1mol/L)和H3PO4溶液(10L，1mol/L)，室温下，搅拌0.5h后，升温至180℃，反应5h后，离心、去离子水洗涤、干燥、研磨得前驱体；
(3)将步骤(2)得到的前驱体置于管式炉中，在氮气保护下，以10℃/min 的升温速率升至800℃煅烧4h后，恢复至室温后，即得所述负载镁和磷酸根离子的生物碳材料(以下简称产品A)。
实施例2
(1)将干酵母粉(100g)与葡萄糖(200g)溶于去离子水(10L)中，于 35℃下培养0.5h后，离心、去离子水洗涤得酵母菌；
(2)步骤(1)得到的酵母菌中加入MgCl2溶液(10L，1mol/L)和H3PO4溶液(10L，1mol/L)，室温下，搅拌0.5h后，升温至170℃，反应8h后，离心、去离子水洗涤、干燥、研磨得前驱体；
(3)将步骤(2)得到的前驱体置于管式炉中，在氮气保护下，以10℃/min 的升温速率升至800℃煅烧4h后，恢复至室温后，即得所述负载镁和磷酸根离子的生物碳材料(以下简称产品B)。
实施例3
(1)将干酵母粉(100g)与葡萄糖(200g)溶于去离子水(10L)中，于 30℃下培养1.0h后，离心、去离子水洗涤得酵母菌；
(2)步骤(1)得到的酵母菌中加入MgCl2溶液(10L，0.1mol/L)和H3PO4溶液(10L，0.1mol/L)，室温下，搅拌0.5h后，升温至180℃，反应5h后，离心、去离子水洗涤、干燥、研磨得前驱体；
(3)将步骤(2)得到的前驱体置于管式炉中，在氮气保护下，以10℃/min 的升温速率升至800℃煅烧4h后，恢复至室温后，即得负载镁和磷酸根离子的生物碳材料(以下简称产品C)。
实施例4负载镁和磷酸根离子的生物碳材料的活化
取产品A(10g)置于H3PO4溶液(3mol/L)中浸泡12h后，过滤、洗涤、干燥后得活化材料(以下简称产品a1)；
取产品A(10g)置于HCl溶液(3mol/L)中浸泡12h后，过滤、洗涤、干燥后得活化材料(以下简称产品a2)；
取产品B(10g)置于H3PO4溶液(6mol/L)中浸泡12h后，过滤、洗涤、干燥后得活化材料(以下简称产品b)；
取产品C(10g)置于H3PO4溶液(3mol/L)中浸泡12h后，过滤、洗涤、干燥后得活化材料(以下简称产品c)。
实施例5
废水(取自江苏某皮革厂的二级出水)，其氨氮(NH4 +-N)采用纳氏试剂光度法测定、总磷(TP)采用离子色谱法测定，指标见表。
NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N(mg/L) TP(mg/L)
59.62±0.30 6.95±0.10
例1：取废水1.0L向其中加入产品A(2.0g)，室温下搅拌1h后(无沉淀继续生成)，过滤(检测滤液中NH4 +-N、TP各项指标)，收集沉淀，干燥得产品1。
例2：取废水1.0L向其中加入产品B(2.0g)，室温下搅拌1h后(无沉淀继续生成)，过滤(检测滤液中NH4 +-N、TP各项指标)，收集沉淀，干燥得产品2。
例3：取废水1.0L向其中加入产品C(2.0g)，室温下搅拌1h后(无沉淀继续生成)，过滤(检测滤液中NH4 +-N、TP各项指标)，收集沉淀，干燥得产品3。
例4：取废水1.0L向其中加入产品a1(2.0g)，室温下搅拌1h后(无沉淀继续生成)，过滤(检测滤液中NH4 +-N、TP各项指标)，收集沉淀，干燥得产品4。
例5：取废水1.0L向其中加入产品a2(2.0g)，室温下搅拌1h后(无沉淀继续生成)，过滤(检测滤液中NH4 +-N、TP各项指标)，收集沉淀，干燥得产品5。
例6：取废水1.0L向其中加入产品b(2.0g)，室温下搅拌1h后(无沉淀继续生成)，过滤(检测滤液中NH4 +-N、TP各项指标)，收集沉淀，干燥得产品6。
例7：取废水1.0L向其中加入产品c(2.0g)，室温下搅拌1h后(无沉淀继续生成)，过滤(检测滤液中NH4 +-N、TP各项指标)，收集沉淀，干燥得产品7。
例8：取废水1.0L向其中加入与NH4 +-N等物质量的MgCl2·6H2O和 Na2HPO4·12H2O，室温下搅拌1h后，过滤(检测滤液中NH4 +-N、TP各项指标)。
例1-例8中滤液中NH4 +-N、TP指标见下表。
滤液 NH<sub>4</sub><sup>+</sup>-N(mg/L) TP(mg/L)
例1 42.25±0.30 6.32±0.10
例2 43.50±0.30 6.35±0.10
例3 46.20±0.30 6.43±0.10
例4 5.16±0.10 2.20±0.10
例5 35.26±0.30 6.25±0.10
例6 5.48±0.10 2.31±0.10
例7 24.69±0.30 4.58±0.10
例8 27.82±0.30 22.42±0.30
实施例6本发明处理废水后得到的产品4、磷酸铵镁及其复合肥的大田实验采用田间随机区组试验，各小区面积均为4.0m×5.0m，以施用磷酸铵镁复合肥作为对照，每组的施肥量均是50Kg/亩，生菜品种为泰国4季；结果如下表。

Claims (7)

1.一种负载镁和磷酸根离子的生物碳材料，其特征在于所述负载镁和磷酸根离子的生物碳材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将干酵母粉与葡萄糖溶于去离子水中，于30-35℃下培养0.5-1.0h后，离心、去离子水洗涤得酵母菌；
(2)步骤(1)得到的酵母菌中加入MgCl2溶液和H3PO4溶液，室温下，搅拌0.5h后，升温至170-180℃，反应5-8h后，离心、去离子水洗涤、干燥、研磨得前驱体；
(3)将步骤(2)得到的前驱体置于管式炉中，在氮气保护下，以10℃/min的升温速率升至800℃煅烧4h后，恢复至室温，即得所述负载镁和磷酸根离子的生物碳材料。
2.权利要求1所述的负载镁和磷酸根离子的生物碳材料，其特征在于步骤(1)中干酵母粉与葡萄糖的质量比优选1:2，每克干酵母粉使用100mL去离子水。
3.权利要求1-2任一项所述的负载镁和磷酸根离子的生物碳材料，其特征在于步骤(2)中MgCl2溶液和H3PO4溶液的浓度均为1mol/L，其用量为每克干酵母粉使用MgCl2溶液100mL，使用H3PO4溶液100mL。
4.权利要求1-3任一项所述的负载镁和磷酸根离子的生物碳材料，其特征在于步骤(2)的反应优选在高压反应釜中进行。
5.权利要求1-4任一项所述的负载镁和磷酸根离子的生物碳材料的制备方法。
6.权利要求1-5任一项所述的负载镁和磷酸根离子的生物碳材料在废水脱氮中的应用。
7.权利要求1-5任一项所述的负载镁和磷酸根离子的生物碳材料在皮革废水脱氮中的应用。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000264615A (ja) * 1999-03-18 2000-09-26 Tokyo Gas Co Ltd 酵母類又は酵母類含有材料の炭化物およびガス吸着材
CN102836748A (zh) * 2012-09-17 2012-12-26 湖北省环境科学研究院 利用废啤酒酵母制备臭氧氧化催化剂的方法
CN103523769A (zh) * 2013-10-08 2014-01-22 中国农业大学 一种复合生物炭及其制备方法与应用
CN106006819A (zh) * 2016-07-01 2016-10-12 北京林业大学 含磷废水中除磷并生产缓释型炭基磷肥的方法
CN106185922A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 江苏大学 一种酵母菌基多级孔碳材料的制备方法及其用途
CN106914231A (zh) * 2017-01-22 2017-07-04 长安大学 单层纳米TiO2@酵母碳球的自组装合成方法及其应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000264615A (ja) * 1999-03-18 2000-09-26 Tokyo Gas Co Ltd 酵母類又は酵母類含有材料の炭化物およびガス吸着材
CN102836748A (zh) * 2012-09-17 2012-12-26 湖北省环境科学研究院 利用废啤酒酵母制备臭氧氧化催化剂的方法
CN103523769A (zh) * 2013-10-08 2014-01-22 中国农业大学 一种复合生物炭及其制备方法与应用
CN106006819A (zh) * 2016-07-01 2016-10-12 北京林业大学 含磷废水中除磷并生产缓释型炭基磷肥的方法
CN106185922A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 江苏大学 一种酵母菌基多级孔碳材料的制备方法及其用途
CN106914231A (zh) * 2017-01-22 2017-07-04 长安大学 单层纳米TiO2@酵母碳球的自组装合成方法及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
伦世仪 等: "《环境生物工程》", 30 May 2002, 化学工业出版社 *

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