CN112551667A - 一种天然高分子型菠萝皮渣混凝剂的制备技术 - Google Patents

一种天然高分子型菠萝皮渣混凝剂的制备技术 Download PDF

Info

Publication number
CN112551667A
CN112551667A CN202011266483.1A CN202011266483A CN112551667A CN 112551667 A CN112551667 A CN 112551667A CN 202011266483 A CN202011266483 A CN 202011266483A CN 112551667 A CN112551667 A CN 112551667A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pineapple peel
coagulant
peel residue
natural polymer
polymer type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011266483.1A
Other languages
English (en)
Inventor
付英
于霄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Jinan
Original Assignee
University of Jinan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Jinan filed Critical University of Jinan
Priority to CN202011266483.1A priority Critical patent/CN112551667A/zh
Publication of CN112551667A publication Critical patent/CN112551667A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56—Macromolecular compounds

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

本发明属于水处理技术领域，涉及一种天然高分子型菠萝皮渣混凝剂的制备技术，包括以下步骤：（1）将清洗后的新鲜菠萝皮渣烘干，研碎；（2）配制氢氧化钠底液；（3）将研碎的菠萝皮渣以一定比例加入到氢氧化钠底液中，加温浸取；（4）可选择性地加入一定量的添加剂，以获得稳定性较好的混凝剂产品。本发明以简单工艺制备一种菠萝皮渣利用率较高、成本低、出水pH值在中性或弱碱性范围内符合要求、稳定性较好、水处理效果较优异的天然高分子型菠萝皮渣混凝剂，本发明适用于城市污水、工业废水等领域。

Description

一种天然高分子型菠萝皮渣混凝剂的制备技术
技术领域
本发明属于水处理技术领域，涉及一种以菠萝皮渣为原料的天然高分子型混凝剂的制备技术。
背景技术
近几十年来，随着工农业和经济的高速发展，水环境问题日益严重，水资源短缺越来越成为制约我国经济发展的重要因素。为缓解水资源危机，提高水的使用率及水处理效率，实现水的良好社会循环，必须加强水的净化处理技术研究。混凝过程是从水中去除悬浮物及胶体颗粒物从而实现固液分离的基本方法，是众多水处理工艺技术中应用最普遍的单元操作之一，它在很大程度上决定着后续流程的运行工况、最终出水水质及成本费用，因此成为水处理工程中重要的科研开发领域。在混凝单元的操作中，混凝剂的作用至关重要，因此研发高效、无毒、价廉的混凝剂成为水处理中一项关键任务，具有重大的现实意义。目前，在水处理领域中应用的混凝剂主要有无机混凝剂、有机高分子混凝剂、微生物混凝剂三大类。无机高分子混凝剂价格较低，稳定性较好，具有很大优势，但是对生物和环境均有一定程度的伤害。微生物混凝剂基本无毒，但是其制备、储存、使用等均具有不稳定的特性，因而基本处于研究和探索阶段。有机高分子混凝剂包括人工合成有机类和天然有机类，人工合成有机类高效、用量少，但是残留物对生物和环境也会造成较大危害，而天然有机类资源丰富、廉价、易降解、无毒，具有良好的环境接受性，并且针对毒性较小或无毒的原水，水处理之后产生的污泥可以考虑农田回用，因此近年来得到了世界各国水处理领域专家的关注。
21世纪伊始，我国食品行业迅猛发展，产生了巨量废弃物，瓜皮类废弃物属于农林废弃物的一种，其回收或再利用已成为普遍关注的热点问题。菠萝，又名凤梨，是世界四大热带水果之一。世界上大概有60多个国家和地区栽培菠萝，比如中国、泰国、美国、巴西、墨西哥、菲律宾和马来西亚等。中国菠萝的栽培历史已达400余年，是世界十大主生产国之一。菠萝皮渣是凤梨科植物菠萝的果皮渣，是菠萝加工过程中产生的主要废弃料，约占总重的30%～50%。据统计，约有50%～60%菠萝皮渣未被利用，被丢弃在环境中，除了浪费资源，还加剧了对环境的污染。
菠萝皮渣含有大量的纤维素和糖类、木质素、果胶，以及其他氨基酸、维生素等，其中粗纤维含量达65%，主要包括纤维素和半纤维素。目前关于菠萝皮渣的研究主要在于提取工业原材料、发酵等，比如蛋白酶、纤维素、半纤维素或其他营养物质的提取或分离，或者酒精、醋酸饮料的发酵开发等。但是，上述应用基本均为实验阶段，未形成产业化趋势。此外，在环保领域的应用主要涉及吸附剂方面，常见的是通过直接改性或与其他物质复合之后吸附重金属离子，比如吸附Cu、Zn、Cd、Ni等。目前国内外有少许关于菠萝皮渣吸附重金属方面的专利，比如，一种CTAB处理的菠萝皮渣基染料吸附剂及其制备方法与应用（CN201710396404.0）、一种环保型水处理剂及其制备方法（CN201811414727.9）、一种SDS或PEG#400处理的菠萝皮渣基吸附材料及其制备方法与应用（CN201710405154.2）、以菠萝皮为原料制备重金属吸附剂的方法（CN201610455919.9）。其中CN201710396404.0提供了一种将菠萝皮渣干粉浸泡于CTAB溶液中，干燥后过筛而得到的CTAB处理的菠萝皮渣基染料吸附剂；CN201811414727.9是以梧桐树叶、腐熟牛粪、菠萝皮、玉米芯、荷叶、维生素、硫胺素为原材料制得环保型水处理剂，主要处理含铜废水；CN201710405154.2是将菠萝皮渣干粉采用SDS溶液或PEG#400溶液浸泡后得到的菠萝皮渣基染料吸附材料；CN201610455919.9是将菠萝皮粉和硅酸溶液混合，同时通入氮气，然后加入硝酸铈铵和丙烯酸甲酯进行的接枝共聚反应而得到接枝共聚物，然后再加入氢氧化钠溶液进行皂化处理制得重金属吸附剂。
上述关于菠萝皮渣在环保领域的应用均未涉及天然高分子型菠萝皮渣混凝剂的制备技术。目前国内外文献数据库中，也未见以菠萝皮渣为主要原料制备的天然高分子型混凝剂的相关报道。
发明内容
本发明主要目的是为目前较低利用价值的菠萝皮渣寻求一种现实且实用的出路，要解决的技术问题是提供一种天然高分子型菠萝皮渣混凝剂的制备技术，通过利用含有大量纤维素、糖类、木质素、果胶等多种成分的菠萝皮渣制备去除水中污染物效果优异、无毒、价廉的天然高分子型菠萝皮渣混凝剂。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
以下各组份均按重量百分比计：
（1）采用自来水将长为1厘米～4厘米、宽为1厘米～4厘米的新鲜菠萝皮渣清洗3次，在55℃～65℃条件下烘干，研碎，过40目筛，获得菠萝皮渣粉末，待用；
（2）在中速搅拌条件下，将0.13%~0.85%的固体氢氧化钠加入到95.3%~97.5%的自来水中，搅拌2分钟~5分钟，获得底液，待用；
（2）在60℃~85℃及中速搅拌条件下，将2.35%~3.85%的菠萝皮渣粉末加入到上述底液中，搅拌10分钟~40分钟，过滤，获得提取滤液，待用；
（4）在中速搅拌条件下，将0.011%~0.014%的添加剂加入到上述提取滤液中，搅拌2分钟~5分钟，制得天然高分子型菠萝皮渣混凝剂液体产品；
（5）采用冷冻法或真空干燥法将上述液体产品固形化，在冷冻法中，冷冻温度控制为-50℃~-20℃，制成天然高分子型菠萝皮渣混凝剂固形产品；在真空干燥法中，温度为60℃~70℃，真空度为90～98KPa，制成天然高分子型菠萝皮渣混凝剂固形产品。
所用的固体氢氧化钠为质量含量大于95% 的工业级产品；
所用的添加剂为主要成分是1-2苯并异噻唑啉-3-酮的有效组分大于75%的BIT-20杀菌液、有效组分为14%~15%的卡松溶液、主要成分为2-(噻唑-4-基)苯并咪唑的噻菌灵、有效组分>40%的分子式为C5H4NOSNa的奥麦丁钠。
本发明具有如下优点：
1、本发明以废弃的菠萝皮渣为主要制备原材料，以较低加入量的工业级固体氢氧化钠为辅助原材料，混凝剂的原料成本低，同时处理水的pH值在中性或弱碱性范围内，符合出水标准。
2、本发明的液体产品的生产过程为常压，反应釜温度要求为60℃~85℃，能耗低，生产过程无二次污染，生产周期短，生产设备和工艺过程简单、经济、易实现，制备设备和工艺成本低。
3、本发明采用冷冻法或真空干燥法进行液体产品的固形化，产品不发生质量变化，能够维持稳定的混凝效果。
4、本发明的天然高分子型菠萝皮渣混凝剂可应用于城市污水、工业废水等领域，尤其适用于低碳源废水。
附图说明
图1～图6分别是将以下实施例1、2、3制备的天然高分子型菠萝皮渣混凝剂产品No.1、No.2、No.3处理腐植酸模拟水时产生的絮体效果以及絮体的沉淀效果，其中图1～图3是应用实例中投加量为2mL时，No.1、No.2、No.3在混凝过程中产生的絮体效果，图4～图6是应用实例中投加量为2mL时，No.1、No.2、No.3絮体的沉淀效果。图7～图9是将以下实施例1、2、3制备的天然高分子型菠萝皮渣混凝剂产品No.1、No.2、No.3液体产品的实物图，图10是将以下实施例制备的天然高分子型菠萝皮渣混凝剂产品No.1的固形产品。
图1应用实例中投药量为2 mL的No.1混凝过程产生的絮体实物图
图2应用实例中投药量为2 mL的No.2混凝过程产生的絮体实物图
图3应用实例中投药量为2 mL的No.3混凝过程产生的絮体实物图
图4应用实例中投药量为2 mL的No.1絮体沉淀实物图
图5应用实例中投药量为2 mL的No.2絮体沉淀实物图
图6应用实例中投药量为2 mL的No.3絮体沉淀实物图
图7 为No.1液体产品
图8 为No.2液体产品
图9 为No.3液体产品
图10 为No.1固形产品
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
采用自来水将长为1厘米～4厘米、宽为1厘米～4厘米的新鲜菠萝皮渣清洗3次，在55℃～65℃条件下烘干，研碎，过40目筛，获得菠萝皮渣粉末，待用。在中速搅拌条件下，将0.4kg固体氢氧化钠加入到50.5L的自来水中，搅拌2分钟~5分钟，获得底液，待用。在60℃~85℃及中速搅拌条件下，将2kg的菠萝皮渣粉末加入到上述底液中，搅拌10分钟，过滤，获得提取滤液，待用。在中速搅拌条件下，将7 mL的BIT-20杀菌液与噻菌灵以体积比为0.5的比例加入到上述提取滤液中，搅拌2分钟~5分钟，制得天然高分子型菠萝皮渣混凝剂液体产品。
实施例2
采用自来水将长为1厘米～4厘米、宽为1厘米～4厘米的新鲜菠萝皮渣清洗3次，在55℃～65℃条件下烘干，研碎，过40目筛，获得菠萝皮渣粉末，待用。在中速搅拌条件下，将0.12kg固体氢氧化钠加入到77.7L的自来水中，搅拌2分钟~5分钟，获得底液，待用。在60℃~85℃及中速搅拌条件下，将2kg的菠萝皮渣粉末加入到上述底液中，搅拌40分钟，过滤，获得提取滤液，待用。在中速搅拌条件下，将9mL的BIT-20杀菌液与噻菌灵以体积比为0.5的比例加入到上述提取滤液中，搅拌2分钟~5分钟，制得天然高分子型菠萝皮渣混凝剂液体产品。
实施例3
采用自来水将长为1厘米～4厘米、宽为1厘米～4厘米的新鲜菠萝皮渣清洗3次，在55℃～65℃条件下烘干，研碎，过40目筛，获得菠萝皮渣粉末，待用。在中速搅拌条件下，将0.32kg固体氢氧化钠加入到62.5L的自来水中，搅拌2分钟~5分钟，获得底液，待用。在60℃~85℃及中速搅拌条件下，将2kg的菠萝皮渣粉末加入到上述底液中，搅拌20分钟，过滤，获得提取滤液，待用。在中速搅拌条件下，将8mL的卡松溶液与奥麦丁钠以体积比为1的比例加入到上述提取滤液中，搅拌2分钟~5分钟，制得天然高分子型菠萝皮渣混凝剂液体产品。
实施例4
采用自来水将长为1厘米～4厘米、宽为1厘米～4厘米的新鲜菠萝皮渣清洗3次，在55℃～65℃条件下烘干，研碎，过40目筛，获得菠萝皮渣粉末，待用。在中速搅拌条件下，将0.4kg固体氢氧化钠加入到50.5L的自来水中，搅拌2分钟~5分钟，获得底液，待用。在60℃~85℃及中速搅拌条件下，将2kg的菠萝皮渣粉末加入到上述底液中，搅拌10分钟，过滤，获得提取滤液，待用。在中速搅拌条件下，将7 mL的BIT-20杀菌液与噻菌灵以体积比为0.5的比例加入到上述提取滤液中，搅拌2分钟~5分钟，制得天然高分子型菠萝皮渣混凝剂液体产品。采用冷冻法将上述液体产品固形化，冷冻温度控制为-50℃，制成天然高分子型菠萝皮渣混凝剂固形产品。
实施例5
采用自来水将长为1厘米～4厘米、宽为1厘米～4厘米的新鲜菠萝皮渣清洗3次，在55℃～65℃条件下烘干，研碎，过40目筛，获得菠萝皮渣粉末，待用。在中速搅拌条件下，将0.12kg固体氢氧化钠加入到77.7L的自来水中，搅拌2分钟~5分钟，获得底液，待用。在60℃~85℃及中速搅拌条件下，将2kg的菠萝皮渣粉末加入到上述底液中，搅拌40分钟，过滤，获得提取滤液，待用。在中速搅拌条件下，将9mL的BIT-20杀菌液与噻菌灵以体积比为0.5的比例加入到上述提取滤液中，搅拌2分钟~5分钟，制得天然高分子型菠萝皮渣混凝剂液体产品。采用真空干燥法将上述液体产品固形化，温度为60℃~70℃，真空度为90～98KPa，制成天然高分子型菠萝皮渣混凝剂固形产品。
实施例6
采用自来水将长为1厘米～4厘米、宽为1厘米～4厘米的新鲜菠萝皮渣清洗3次，在55℃～65℃条件下烘干，研碎，过40目筛，获得菠萝皮渣粉末，待用。在中速搅拌条件下，将0.32kg固体氢氧化钠加入到62.5L的自来水中，搅拌2分钟~5分钟，获得底液，待用。在60℃~85℃及中速搅拌条件下，将2kg的菠萝皮渣粉末加入到上述底液中，搅拌20分钟，过滤，获得提取滤液，待用。在中速搅拌条件下，将8mL的卡松溶液与奥麦丁钠以体积比为1的比例加入到上述提取滤液中，搅拌2分钟~5分钟，制得天然高分子型菠萝皮渣混凝剂液体产品。采用真空干燥法将上述液体产品固形化，温度为60℃~70℃，真空度为90～98KPa，制成天然高分子型菠萝皮渣混凝剂固形产品。
应用实例
将以上实施例1、2、3制备的No.1、2、3天然高分子型菠萝皮渣混凝剂产品用于腐植酸模拟水的处理效果。原水浊度为40~50NTU，pH值为8.32~8.45，色度为0.295~0.298 CU，水温为18~19℃。处理结果列于表1、表2。
表1 天然高分子型菠萝皮渣混凝剂对于腐植酸模拟水的混凝效果，投药量为2 mL
Figure RE-440666DEST_PATH_IMAGE001
表2 天然高分子型菠萝皮渣混凝剂对于腐植酸模拟水的混凝效果，投药量为4 mL
Figure RE-731970DEST_PATH_IMAGE002
从以上处理结果可见，天然高分子型菠萝皮渣混凝剂的除浊和脱色性能均较优异。

Claims (3)

1.一种天然高分子型菠萝皮渣混凝剂的制备技术，其特征在于，具体涉及下述顺序的步骤，所有百分数为重量百分比：
（1）采用自来水将长为1厘米～4厘米、宽为1厘米～4厘米的新鲜菠萝皮渣清洗3次，在55℃～65℃条件下烘干，研碎，过40目筛，获得菠萝皮渣粉末，待用；
（2）在中速搅拌条件下，将0.13%~0.85%的固体氢氧化钠加入到95.3%~97.5%的自来水中，搅拌2分钟~5分钟，获得底液，待用；
（2）在60℃~85℃及中速搅拌条件下，将2.35%~3.85%的菠萝皮渣粉末加入到上述底液中，搅拌10分钟~40分钟，过滤，获得提取滤液，待用；
（4）在中速搅拌条件下，将0.011%~0.014%的添加剂加入到上述提取滤液中，搅拌2分钟~5分钟，制得天然高分子型菠萝皮渣混凝剂液体产品；
（5）采用冷冻法或真空干燥法将上述液体产品固形化，在冷冻法中，冷冻温度控制为-50℃~-20℃，制成天然高分子型菠萝皮渣混凝剂固形产品；在真空干燥法中，温度为60℃~70℃，真空度为90～98KPa，制成天然高分子型菠萝皮渣混凝剂固形产品。
2.根据权利要求1所述的天然高分子型菠萝皮渣混凝剂的制备技术，其特征在于，所用的固体氢氧化钠为质量含量大于95% 的工业级产品。
3.根据权利要求1所述的天然高分子型菠萝皮渣混凝剂的制备技术，其特征在于，所用的添加剂为主要成分是1-2苯并异噻唑啉-3-酮的有效组分大于75%的BIT-20杀菌液、有效组分为14%~15%的卡松溶液、主要成分为2-(噻唑-4-基)苯并咪唑的噻菌灵、有效组分>40%的分子式为C5H4NOSNa的奥麦丁钠。
CN202011266483.1A 2020-11-13 2020-11-13 一种天然高分子型菠萝皮渣混凝剂的制备技术 Pending CN112551667A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011266483.1A CN112551667A (zh) 2020-11-13 2020-11-13 一种天然高分子型菠萝皮渣混凝剂的制备技术

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011266483.1A CN112551667A (zh) 2020-11-13 2020-11-13 一种天然高分子型菠萝皮渣混凝剂的制备技术

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112551667A true CN112551667A (zh) 2021-03-26

Family

ID=75043027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011266483.1A Pending CN112551667A (zh) 2020-11-13 2020-11-13 一种天然高分子型菠萝皮渣混凝剂的制备技术

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112551667A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114212866A (zh) * 2021-12-27 2022-03-22 济南大学 一种利用农业废弃物的穗轴混凝剂及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105692850A (zh) * 2016-04-20 2016-06-22 济南大学 一种水处理用香蕉皮高分子混凝剂的制备技术
CN107416986A (zh) * 2017-09-05 2017-12-01 济南大学 一种天然高分子有机物‑微生物一体式混凝剂的制备方法
US20180029010A1 (en) * 2015-02-03 2018-02-01 Neelu NAWANI A method for removal of metals from aqueous solutions using bio adsorbents

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180029010A1 (en) * 2015-02-03 2018-02-01 Neelu NAWANI A method for removal of metals from aqueous solutions using bio adsorbents
CN105692850A (zh) * 2016-04-20 2016-06-22 济南大学 一种水处理用香蕉皮高分子混凝剂的制备技术
CN107416986A (zh) * 2017-09-05 2017-12-01 济南大学 一种天然高分子有机物‑微生物一体式混凝剂的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114212866A (zh) * 2021-12-27 2022-03-22 济南大学 一种利用农业废弃物的穗轴混凝剂及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104150684A (zh) 一种处理养殖污水的工艺
CN105692850B (zh) 一种水处理用香蕉皮高分子混凝剂的制备方法
CN107117695A (zh) 一种用于工业污水处理的环保药剂及其制备方法
WO2017152817A1 (zh) 电镀废水处理工艺
CN101219828B (zh) 蓝藻水华生物絮凝剂及制备
CN108793426A (zh) 一种微生物絮凝剂复合物制备方法及其在水处理领域中的应用
CN107010690B (zh) 一种城市生活污水除磷剂及其制备方法
CN112551667A (zh) 一种天然高分子型菠萝皮渣混凝剂的制备技术
CN106732428A (zh) 一种饮用水重金属深度去除的吸附冲泡剂
CN109292885A (zh) 一种家禽养殖废水处理剂
CN102674517A (zh) 水体蓝藻快速絮凝的方法
CN115893621B (zh) 一种复合型植物净水剂及其制备方法和应用
CN102146101A (zh) 一种从沼液中提取腐植酸类物质的方法
CN107555606A (zh) 水产养殖用水质处理剂的制备方法
CN103723887A (zh) 一种线路板生产废水处理方法
CN108083450B (zh) 一种稀土废水用复合剂
CN106219715A (zh) 一种氧化改性香蕉皮混凝剂的制备方法
CN105692845A (zh) 一种柚子皮天然混凝剂的制备技术
CN108948271B (zh) 一种马铃薯渣处理剂的制备方法及应用
CN106315975B (zh) 一种水产养殖污水综合处理方法
CN109354325A (zh) 一种利用絮凝-沸石和活性炭降解废水中的氨氮、总磷及cod的技术
CN104478010A (zh) 一种糠醛渣粉状蓝藻处理剂及其制备方法
CN113443722A (zh) 一种新型高效药剂、制备工艺及其在水产养殖废水处理中的应用
CN105645544B (zh) 一种高效污水处理剂及其制备方法和应用
CN110563186A (zh) 沼液、污粪分级沉淀处理装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210326

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication