CN110152621A - 一种提高浒苔对废水染料孔雀石绿吸附效率的新方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高浒苔对废水染料孔雀石绿吸附效率的新方法，包括以下步骤：青岛海域收集浒苔，流水清洗去取藻体上附着的泥沙；烘箱加热处理，充分干燥；将藻体剪成小块状放置于研钵中进行研磨，过筛；取藻粉进行等离子体处理；等离子体处理4‑10min后，称取藻粉加入到孔雀石绿锥形瓶中；放置于恒温摇床中转振荡处理12h；离心取上清，紫外分光度计测定OD618nm的光吸收，根据标准曲线计算残余孔雀石绿的浓度，进而计算出孔雀石绿的去除效率。本发明的技术方案中，经过等离子体处理后由于藻体表面的电荷数的增加、化学基团的活化、物理结构的改变等原因显著提高了浒苔细胞对孔雀石绿的吸附效率。

Description

一种提高浒苔对废水染料孔雀石绿吸附效率的新方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，涉及一种提高浒苔对废水染料孔雀石绿吸附效率的新方法，具体地说，涉及一种利用等离子体提高浒苔对废水染料孔雀石绿吸附效率的新方法。
背景技术
随着纺织工业的迅速发展，印染废水已经成为废水污染的重点污染源之一。特别是其中的偶氮染料更是占总染料的80％以上，由于其良好的水溶性、稳定性、难降解性、潜在的致癌性成为人们日益关注的社会问题。
传统的物理、化学方法处理污水的技术已经相对成熟，但是存在成本高、操作要求精准、易产生二次污染等问题。相比之下，生物吸附法具有投入成本低、操作简单、可就地处理、对周围环境干扰少、不会造成二次污染等优势，而且更适用于传统治理技术难以处理的环境污染物。其中藻类由于具有较大的比表面积、高密度的细胞黏质和活性基团、易于培养等优势成为一种非常理想和潜在应用价值的天然吸附材料。浒苔是一种海洋生的大型藻类，每年春夏季节就会在沿海领域泛滥成灾，而且容易腐烂变质严重影响着海洋经济的发展和生态环境的保护，被称作“绿潮”灾害。如果将浒苔作为吸附剂不仅具有原料来源广泛、简单易得等特点，而且为沿海的“绿潮”灾害治理提供了一项有效的解决途径。
然而，浒苔作为天然吸附剂与其他生物吸附剂相比较对活性染料的去除效率相对较低。因此如何进一步提高浒苔的活性染料的去除效率成为了污水处理过程中亟待解决的科学问题和技术瓶颈。而利用等离子体对吸附材料进行改性处理可以有效地提高吸附剂对水体活性染料的去除效率。
等离子体是气体在加热或强电磁场作用下发生的部分或者全部电离进而产生的是与固态、液态、气态处于同一层次的物质第四态，因其中的正电荷总数和负电荷总数在数值上总是相等的，故称其为等离子体，其主要为自由电子、离子、原子、化学活性粒子、UV辐射等。其中，低温等离子体以电解率高、反应温度低、产生的活性粒子种类多(如处于激发态的氧原子、氦原子氮原子和自由基等)和活性强等优势在日常生活生产中(冶金、化工、环保、消毒灭菌和微生物的诱变育种等领域)应用最为广泛。低温等离子体的产生可以有多种来源，如辉光放电、电晕放电、介质阻挡放电、射频单电极电晕放电、滑动电弧放电、射流放电等多种形式，其中介质阻挡放电(DBD)是一种常用的低温等离子体。DBD是一种典型的非平衡态的交流气体放电，它是将绝缘介质插入两个平行电极的放电空间，当电极间施加高交流电压时，气体会被击穿产生大量随机分布的等离子体。DBD等离子体能够在大气压或高于大气压的条件下产生，并能在较宽的频率范围内工作，其工作的电源频率50Hz-1MHz。DBD离子体作用于物体的界面会产生光、电、热等独特的物理性质，并且还受到外部电场、磁场等环境的影响。
现有技术中，还没有关于利用等离子体提高浒苔对废水染料孔雀石绿吸附效率的方法的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高浒苔对废水染料孔雀石绿吸附效率的新方法。
其具体技术方案为：一种提高浒苔对废水染料孔雀石绿吸附效率的新方法，包括以下步骤：
步骤1.青岛海域收集浒苔，流水清洗去取藻体上附着的泥沙。50℃烘箱加热处理3天至藻体充分干燥。
步骤2.将藻体剪成小块状放置于研钵中进行研磨，研磨后过80-140目的筛子，得到粒径大小0.1-0.2mm的藻粉颗粒。
步骤3.取0.1g藻粉进行等离子体(CTP-2000K，南京苏曼等离子体科技有限公司)处理。
步骤4.等离子体处理4-10min后，称取0.04藻粉加入到体积为40ml、pH＝6、质量浓度为100mg/L的孔雀石绿锥形瓶中。
步骤5.放置于恒温摇床中温度为30℃、转速为150转振荡处理12h；
步骤6.10000转/分钟离心取上清，紫外分光度计测定OD618nm的光吸收，根据标准曲线计算残余孔雀石绿的浓度，进而计算出孔雀石绿的去除效率：
去除效率(％)＝(C0-C)/C0×100
其中，C0和C分别为初始和残余的孔雀石绿的浓度。
进一步，步骤2中，研磨后过120目的筛子，得到粒径大小0.125mm的藻粉颗粒。
进一步，步骤3中，等离子体电源为频率和电压连续可调的正弦交流电源，反应器为石英材质位于上下两个金属电极之间构成介质阻挡层。DBD放电处理时以氦气作为气源，输入电压为100-120V，电流为1-1.5A，放电过程中温度保持在40℃以下。
进一步，步骤4中，等离子体处理时间为10min。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的技术方案中，经过等离子体处理后由于藻体表面的电荷数的增加、化学基团的活化、物理结构的改变等原因显著提高了浒苔细胞对孔雀石绿的吸附效率。
附图说明
图1为实施例中的实验结果照片，自左至右分别为100mg/L孔雀石绿、未处理藻粉吸附后的孔雀石绿、等离子体处理4min的藻粉吸附后的孔雀石绿、等离子体处理10min的藻粉吸附后的孔雀石绿；
图2为经过等离子体处理不同时间的藻粉对孔雀石绿吸附效率的比较图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种提高浒苔对废水染料孔雀石绿吸附效率的新方法，包括以下步骤：
步骤1.青岛海域收集浒苔，流水清洗去取藻体上附着的泥沙。50℃烘箱加热处理3天至藻体充分干燥。
步骤2.将藻体剪成小块状放置于研钵中进行研磨，研磨后过120目的筛子，得到粒径大小0.125mm的藻粉颗粒。
步骤3.取0.1g藻粉进行等离子体(CTP-2000K，南京苏曼等离子体科技有限公司)处理。其中等离子体电源为频率和电压连续可调的正弦交流电源，反应器为石英材质位于上下两个金属电极之间构成介质阻挡层。DBD放电处理时以氦气作为气源，输入电压为100V，电流为1A，放电过程中温度保持在40℃以下。
步骤4.等离子体处理4min后，称取0.04藻粉加入到体积为40ml、pH＝6、浓度为100mg/L的孔雀石绿锥形瓶中。
步骤5.放置于恒温摇床中温度为30℃、转速为150转振荡处理12h；
步骤6.10000转/分钟离心取上清，紫外分光度计测定OD618nm的光吸收，根据标准曲线计算残余孔雀石绿的浓度，进而计算出孔雀石绿的去除效率：
去除效率(％)＝(C0-C)/C0×100
其中，C0和C分别为初始和残余的孔雀石绿的浓度。
实施例2
一种提高浒苔对废水染料孔雀石绿吸附效率的新方法，包括以下步骤：
步骤1.青岛海域收集浒苔，流水清洗去取藻体上附着的泥沙。50℃烘箱加热处理3天至藻体充分干燥。
步骤2.将藻体剪成小块状放置于研钵中进行研磨，研磨后过80目的筛子，得到粒径大小0.2mm的藻粉颗粒。
步骤3.取0.1g藻粉进行等离子体(CTP-2000K，南京苏曼等离子体科技有限公司)处理。其中等离子体电源为频率和电压连续可调的正弦交流电源，反应器为石英材质位于上下两个金属电极之间构成介质阻挡层。DBD放电处理时以氦气作为气源，输入电压为110V，电流为1.3A，放电过程中温度保持在40℃以下。
步骤4.等离子体处理10min后，称取0.04藻粉加入到体积为40ml、pH＝6、浓度为100mg/L的孔雀石绿锥形瓶中。
步骤5.放置于恒温摇床中温度为30℃、转速为150转振荡处理12h；
步骤6.10000转/分钟离心取上清，紫外分光度计测定OD618nm的光吸收，根据标准曲线计算残余孔雀石绿的浓度，进而计算出孔雀石绿的去除效率：
去除效率(％)＝(C0-C)/C0×100
其中，C0和C分别为初始和残余的孔雀石绿的浓度。
实施例3
一种提高浒苔对废水染料孔雀石绿吸附效率的新方法，包括以下步骤：
步骤1.青岛海域收集浒苔，流水清洗去取藻体上附着的泥沙。50℃烘箱加热处理3天至藻体充分干燥。
步骤2.将藻体剪成小块状放置于研钵中进行研磨，研磨后过140目的筛子，得到粒径大小0.1mm的藻粉颗粒。
步骤3.取0.1g藻粉进行等离子体(CTP-2000K，南京苏曼等离子体科技有限公司)处理。其中等离子体电源为频率和电压连续可调的正弦交流电源，反应器为石英材质位于上下两个金属电极之间构成介质阻挡层。DBD放电处理时以氦气作为气源，输入电压为120V，电流为1.5A，放电过程中温度保持在40℃以下。
步骤4.等离子体处理10min后，称取0.04藻粉加入到体积为40ml、pH＝6、浓度为100mg/L的孔雀石绿锥形瓶中。
步骤5.放置于恒温摇床中温度为30℃、转速为150转振荡处理12h；
步骤6.10000转/分钟离心取上清，紫外分光度计测定OD618nm的光吸收，根据标准曲线计算残余孔雀石绿的浓度，进而计算出孔雀石绿的去除效率：
去除效率(％)＝(C0-C)/C0×100
其中，C0和C分别为初始和残余的孔雀石绿的浓度。
如图1和图2所示，分别为经过等离子体处理0min、4min和10min的藻粉对孔雀石绿的吸附效率分别为71.5％、84.7％和96.6％。可见，经过等离子体处理后由于藻体表面的电荷数的增加、化学基团的活化、物理结构的改变等原因显著提高了浒苔细胞对孔雀石绿的吸附效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种提高浒苔对废水染料孔雀石绿吸附效率的新方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.青岛海域收集浒苔，流水清洗去取藻体上附着的泥沙；50℃烘箱加热处理3天至藻体充分干燥；
步骤2.将藻体剪成小块状放置于研钵中进行研磨，研磨后过80-140目的筛子，得到粒径大小0.1-0.2mm的藻粉颗粒；
步骤3.取0.1g藻粉进行等离子体处理；
步骤4.等离子体处理4-10min后，称取0.04藻粉加入到体积为40ml、pH＝6、质量浓度为100mg/L的孔雀石绿锥形瓶中；
步骤5.放置于恒温摇床中温度为30℃、转速为150转振荡处理12h；
步骤6.10000转/分钟离心取上清，紫外分光度计测定OD618nm的光吸收，根据标准曲线计算残余孔雀石绿的浓度，进而计算出孔雀石绿的去除效率：
去除效率(％)＝(C0-C)/C0×100
其中，C0和C分别为初始和残余的孔雀石绿的浓度。
2.根据权利要求1所述的提高浒苔对废水染料孔雀石绿吸附效率的新方法，其特征在于步骤2中，研磨后过120目的筛子，得到粒径大小0.125mm的藻粉颗粒。
3.根据权利要求1所述的提高浒苔对废水染料孔雀石绿吸附效率的新方法，其特征在于，步骤3中，等离子体电源为频率和电压连续可调的正弦交流电源，反应器为石英材质位于上下两个金属电极之间构成介质阻挡层；DBD放电处理时以氦气作为气源，输入电压为100-120V，电流为1-1.5A，放电过程中温度保持在40℃以下。
4.根据权利要求1所述的提高浒苔对废水染料孔雀石绿吸附效率的新方法，其特征在于，步骤4中，等离子体处理时间为10min。
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