CN114100577B - 一种改性生物炭对磷污染水体的修复方法 - Google Patents
一种改性生物炭对磷污染水体的修复方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114100577B CN114100577B CN202111462014.1A CN202111462014A CN114100577B CN 114100577 B CN114100577 B CN 114100577B CN 202111462014 A CN202111462014 A CN 202111462014A CN 114100577 B CN114100577 B CN 114100577B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- particles
- balls
- phosphorus
- water
- chinese medicine
- 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.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 113
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 79
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 79
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 79
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 36
- 108010013296 Sericins Proteins 0.000 claims abstract description 34
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 31
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 67
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 50
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 48
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 33
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 claims description 24
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 17
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 16
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 16
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 16
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 16
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 14
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 14
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 9
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical group C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 16
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 abstract description 16
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 98
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 22
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 16
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- HKVFISRIUUGTIB-UHFFFAOYSA-O azanium;cerium;nitrate Chemical compound [NH4+].[Ce].[O-][N+]([O-])=O HKVFISRIUUGTIB-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021120 animal protein Nutrition 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 1
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000411851 herbal medicine Species 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- 239000003516 soil conditioner Substances 0.000 description 1
- 239000002881 soil fertilizer Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28016—Particle form
- B01J20/28019—Spherical, ellipsoidal or cylindrical
-
- 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
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/105—Phosphorus compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明提供了一种改性生物炭对磷污染水体的修复方法,包括以下步骤:S1.制备细切中药渣固体废弃物颗粒;S2.制备中药渣淀粉溶液;S3.制备中空的炭化球;S4.制备丝胶基吸水性树脂颗粒;S5.将吸水性树脂颗粒和中空的炭化球混合,然后筛选出内部含有吸水性树脂颗粒的碳化球,得到改性复合生物炭球;S6.用复合生物炭球处理含磷废水。本发明中将两种极易对环境造成污染的成分进行合理的处理利用,第一解决二者造成的环境污染的问题,第二通过二者改进与融合,用来处理含磷废水。
Description
技术领域
本发明涉及环境修复领域,具体涉及一种改性生物炭对磷污染水体的修复方法。
背景技术
磷是绝大多数湖泊和淡水体系富营养化的控制因子,当水体中的总磷浓度超过一定范围时,会引起水体富营养化,造成水体功能失效并进一步影响经济和社会的可持续发展。因此,寻找有效的去除水中磷的方法迫在眉睫.目前常用的除磷方法主要为化学沉淀法、生物法和吸附法,其中吸附法因其高效、操作简单、无二次污染等特点而受到广泛关注。对于吸附法而言,吸附剂的选择是决定除磷效果的关键。目前研究吸附磷的材料主要为粉煤灰、钢渣、活性氧化铝等。然而这些原材料价格较高且磷难以脱附,钢渣、粉煤灰虽然价格低廉,但这些工业废料会向水中溶出有害离子。
生物炭是生物质(秸秆、畜禽粪便等农林废弃物)在限氧条件下,在相对较低温度(<700℃)下热解后得到的富碳产物。生物炭作为一种多孔材料,其本身具有发达的比表面积,是一种很好的吸附材料,作为吸附剂应用在水体处理方面引起研究者越来越多的关注。然而目前关于生物炭对水体中重金属、有机物的吸附研究报道较多,对水体中磷的吸附研究很少。我国具有丰富的生物炭原材料,将这些农林废弃物加以利用可达到“以废治废”的目的.同时,生物炭本来就是一种良好的土壤改良剂,因此利用吸附磷后的生物炭进行土壤还田,具有增加土壤肥料和土壤改良的双重功效。中药业是中国传统产业之一,每年生产出大量中成药的同时也产生了相当数量的药渣。据统计,我国仅植物类中药渣年排放量就高达65万多吨。中药渣一般为湿物料,极易腐烂,有臭味。中药渣运出厂区后多堆放处置,极易对周边环境造成严重污染。
据文献资料报道,全世界范围内每年产40万吨茧,其中有5万吨丝胶流失到环境中,这不仅对环境造成污染,也是对资源的一种浪费。鉴于丝胶蛋白独特的理化性质,其在化妆品、功能材料、食品添加剂、医药等领域具有良好的应用前景,探索适宜的工业化回收丝胶的方法势在必行。近年来,国内外科研工作者不断地对丝胶的结构与性质进行深人的研究分析,以期找到一种合理有效的方法,对这一天然资源加以回收利用。
本发明中将两种极易对环境造成污染的成分进行合理的处理利用,第一解决二者造成的环境污染的问题,第二通过二者改进与融合,用来处理含磷废水。
发明内容
要解决的技术问题:本发明的目的是提供改性生物炭对磷污染水体的修复方法,采用生物炭和废弃动物蛋白相结合的方式,通过吸附反应来去除水中磷酸根。
技术方案:一种改性生物炭对磷污染水体的修复方法,包括以下步骤:
S1.选取中药渣固体废弃物并干燥,将中药渣固体废弃物短切研磨至直径为500-1000目,得到细切中药渣固体废弃物颗粒;
S2.配置淀粉溶液,然后将研磨至规定目数的中药渣固体废弃物加入至淀粉溶液中,将中药渣固体废弃物颗粒加入至淀粉溶液中,搅拌混合均匀,得到中药渣淀粉溶液;
S3.在步骤S2制备的中药渣淀粉溶液中加入直径大于2mm的碳酸钙颗粒,使得中药渣淀粉溶液在碳酸钙表面分布均匀,得到表面包覆中药渣淀粉溶液的碳酸钙颗粒,然后将上述颗粒进行焙烧,焙烧结束后用盐酸水洗,得到中空的炭化球;
S4.将缫丝厂废水透析,透析后将丝胶水溶液进行浓缩,在丝胶浓缩液中加入引发剂和丙烯酸溶液,搅拌后,再加入聚乙烯醇溶液搅拌反应,然后加交联剂,反应结束后将产物烘干,最后将产品粉碎至100-250目,得到吸水性树脂颗粒;
S5.将吸水性树脂颗粒和中空的炭化球混合,然后筛选出内部含有吸水性树脂颗粒的碳化球,得到改性复合生物炭球;
S6.将复合生物炭球投入到需要处理的水中,充分搅拌震荡,过滤后得到处理后水。
优选的,所述步骤S2中淀粉溶液的配置方法为将淀粉溶解于浓度为8-12wt%的磷酸溶液中,得到浓度为32-40wt%的淀粉溶液。
优选的,所述步骤S2中中药渣固体废弃物颗粒与淀粉溶液的重量比为7-8:2-3。
优选的,所述步骤S3中焙烧温度为500℃恒温加热0.5-1h,升温至700℃恒温热解0.5h,最后升温至850℃恒温热解0.5-1h。
优选的,所述步骤S4中丝胶浓缩液的浓度为25-40wt%。
优选的,所述步骤S4中引发剂为过硫酸钾,硝酸铈铵和亚硫酸钠的混合体系,所述过硫酸钾,硝酸铈铵和亚硫酸钠的质量比为15:2-4:3-5,交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。
优选的,所述步骤S4中丝胶蛋白,丙烯酸和聚乙烯醇的质量比为2:12:3,亚硫酸钠和丙烯酸的质量比为1:40-50。
优选的,所述步骤S5中复合生物炭球在水中的投入量为35-50g/L。
有益效果:本发明的改性生物炭对磷污染水体的修复方法具有以下优点:
1.本发明中采用中药渣固体废弃物短切研磨至需要的粒径,然后采用淀粉溶液和中药渣混合,为了得到中空的颗粒状炭化球,采用中药渣淀粉溶液包覆具有一定直径的碳酸钙颗粒,然后烧结得到中空炭化球,在烧结过程中碳酸钙分解,除了会形成中空炭化球,除此委外烧结的过程中产生出二氧化碳,二氧化碳从球体中排出在球体表面形成大小不同的孔,中空状的结构和表面的孔状结构,增加了水处理过程中与废水的接触面积,增加水处理效果;
2.本发明中采用废弃的丝胶溶液,提取出丝胶溶液,由于丝胶在缫丝的过程中经过不断的水解,分子量较短,表面的活性基团暴露很多,通过和丙烯酸以及聚乙二醇反应生成吸水树脂,将吸水性树脂颗粒粉碎至规定大小,然后将吸水性树脂颗粒填充至中空炭化球中,二者集合吸附废水,提高吸附效果;
3.本发明为废水处理提供新思路,将两种废弃物结合,变废为宝,再处理含磷废水,是环境友好型材料。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明,在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种改性生物炭对磷污染水体的修复方法,包括以下步骤:
S1.选取中药渣固体废弃物并干燥,将中药渣固体废弃物短切研磨至直径为500目,得到细切中药渣固体废弃物颗粒;
S2.将淀粉溶解于浓度为8wt%的磷酸溶液中配置浓度为32wt%淀粉溶液,然后将研磨至规定目数的中药渣固体废弃物加入至淀粉溶液中,将中药渣固体废弃物颗粒加入至淀粉溶液中,搅拌混合均匀,药渣固体废弃物颗粒与淀粉溶液的重量比为7:3,得到中药渣淀粉溶液;
S3.在步骤S2制备的中药渣淀粉溶液中加入直径大于2mm的碳酸钙颗粒,使得中药渣淀粉溶液在碳酸钙表面分布均匀,得到表面包覆中药渣淀粉溶液的碳酸钙颗粒,然后将上述颗粒进行焙烧,焙烧温度为500℃恒温加热0.5h,升温至700℃恒温热解0.5h,最后升温至850℃恒温热解1h,焙烧结束后用盐酸水洗,得到中空的炭化球;
S4.将缫丝厂废水透析,透析后将丝胶水溶液进行浓缩,丝胶浓缩液的浓度为25wt%,在丝胶浓缩液中加入引发剂和丙烯酸溶液,搅拌后,再加入聚乙烯醇溶液搅拌反应,然后加交联剂,反应结束后将产物烘干,最后将产品粉碎至100目,引发剂为过硫酸钾,硝酸铈铵和亚硫酸钠的混合体系,所述过硫酸钾,硝酸铈铵和亚硫酸钠的质量比为15:2:3,交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺,丝胶蛋白,丙烯酸和聚乙烯醇的质量比为2:12:3,亚硫酸钠和丙烯酸的质量比为1:40,得到吸水性树脂颗粒;
S5.将吸水性树脂颗粒和中空的炭化球混合,然后筛选出内部含有吸水性树脂颗粒的碳化球,得到改性复合生物炭球;
S6.将复合生物炭球投入到需要处理的水中,复合生物炭球在水中的投入量为50g/L,充分搅拌震荡,过滤后得到处理后水。
实施例2
一种改性生物炭对磷污染水体的修复方法,包括以下步骤:
S1.选取中药渣固体废弃物并干燥,将中药渣固体废弃物短切研磨至直径为1000目,得到细切中药渣固体废弃物颗粒;
S2.将淀粉溶解于浓度为12wt%的磷酸溶液中配置浓度为40wt%淀粉溶液,然后将研磨至规定目数的中药渣固体废弃物加入至淀粉溶液中,将中药渣固体废弃物颗粒加入至淀粉溶液中,搅拌混合均匀,药渣固体废弃物颗粒与淀粉溶液的重量比为8:2,得到中药渣淀粉溶液;
S3.在步骤S2制备的中药渣淀粉溶液中加入直径大于2mm的碳酸钙颗粒,使得中药渣淀粉溶液在碳酸钙表面分布均匀,得到表面包覆中药渣淀粉溶液的碳酸钙颗粒,然后将上述颗粒进行焙烧,焙烧温度为500℃恒温加热1h,升温至700℃恒温热解0.5h,最后升温至850℃恒温热解0.5h,焙烧结束后用盐酸水洗,得到中空的炭化球;
S4.将缫丝厂废水透析,透析后将丝胶水溶液进行浓缩,丝胶浓缩液的浓度为40wt%,在丝胶浓缩液中加入引发剂和丙烯酸溶液,搅拌后,再加入聚乙烯醇溶液搅拌反应,然后加交联剂,反应结束后将产物烘干,最后将产品粉碎至250目,引发剂为过硫酸钾,硝酸铈铵和亚硫酸钠的混合体系,所述过硫酸钾,硝酸铈铵和亚硫酸钠的质量比为15:4:5,交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺,丝胶蛋白,丙烯酸和聚乙烯醇的质量比为2:12:3,亚硫酸钠和丙烯酸的质量比为1:50,得到吸水性树脂颗粒;
S5.将吸水性树脂颗粒和中空的炭化球混合,然后筛选出内部含有吸水性树脂颗粒的碳化球,得到改性复合生物炭球;
S6.将复合生物炭球投入到需要处理的水中,复合生物炭球在水中的投入量为35g/L,充分搅拌震荡,过滤后得到处理后水。
实施例3
一种改性生物炭对磷污染水体的修复方法,包括以下步骤:
S1.选取中药渣固体废弃物并干燥,将中药渣固体废弃物短切研磨至直径为600目,得到细切中药渣固体废弃物颗粒;
S2.将淀粉溶解于浓度为9wt%的磷酸溶液中配置浓度为35wt%淀粉溶液,然后将研磨至规定目数的中药渣固体废弃物加入至淀粉溶液中,将中药渣固体废弃物颗粒加入至淀粉溶液中,搅拌混合均匀,药渣固体废弃物颗粒与淀粉溶液的重量比为7:2.6,得到中药渣淀粉溶液;
S3.在步骤S2制备的中药渣淀粉溶液中加入直径大于2mm的碳酸钙颗粒,使得中药渣淀粉溶液在碳酸钙表面分布均匀,得到表面包覆中药渣淀粉溶液的碳酸钙颗粒,然后将上述颗粒进行焙烧,焙烧温度为500℃恒温加热0.5h,升温至700℃恒温热解0.5h,最后升温至850℃恒温热解1h,焙烧结束后用盐酸水洗,得到中空的炭化球;
S4.将缫丝厂废水透析,透析后将丝胶水溶液进行浓缩,丝胶浓缩液的浓度为30wt%,在丝胶浓缩液中加入引发剂和丙烯酸溶液,搅拌后,再加入聚乙烯醇溶液搅拌反应,然后加交联剂,反应结束后将产物烘干,最后将产品粉碎至150目,引发剂为过硫酸钾,硝酸铈铵和亚硫酸钠的混合体系,所述过硫酸钾,硝酸铈铵和亚硫酸钠的质量比为15:3:4,交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺,丝胶蛋白,丙烯酸和聚乙烯醇的质量比为2:12:3,亚硫酸钠和丙烯酸的质量比为1:44,得到吸水性树脂颗粒;
S5.将吸水性树脂颗粒和中空的炭化球混合,然后筛选出内部含有吸水性树脂颗粒的碳化球,得到改性复合生物炭球;
S6.将复合生物炭球投入到需要处理的水中,复合生物炭球在水中的投入量为40g/L,充分搅拌震荡,过滤后得到处理后水。
实施例4
一种改性生物炭对磷污染水体的修复方法,包括以下步骤:
S1.选取中药渣固体废弃物并干燥,将中药渣固体废弃物短切研磨至直径为800目,得到细切中药渣固体废弃物颗粒;
S2.将淀粉溶解于浓度为11wt%的磷酸溶液中配置浓度为38wt%淀粉溶液,然后将研磨至规定目数的中药渣固体废弃物加入至淀粉溶液中,将中药渣固体废弃物颗粒加入至淀粉溶液中,搅拌混合均匀,药渣固体废弃物颗粒与淀粉溶液的重量比为8:2.2,得到中药渣淀粉溶液;
S3.在步骤S2制备的中药渣淀粉溶液中加入直径大于2mm的碳酸钙颗粒,使得中药渣淀粉溶液在碳酸钙表面分布均匀,得到表面包覆中药渣淀粉溶液的碳酸钙颗粒,然后将上述颗粒进行焙烧,焙烧温度为500℃恒温加热0.6h,升温至700℃恒温热解0.5h,最后升温至850℃恒温热解0.8h,焙烧结束后用盐酸水洗,得到中空的炭化球;
S4.将缫丝厂废水透析,透析后将丝胶水溶液进行浓缩,丝胶浓缩液的浓度为36wt%,在丝胶浓缩液中加入引发剂和丙烯酸溶液,搅拌后,再加入聚乙烯醇溶液搅拌反应,然后加交联剂,反应结束后将产物烘干,最后将产品粉碎至200目,引发剂为过硫酸钾,硝酸铈铵和亚硫酸钠的混合体系,所述过硫酸钾,硝酸铈铵和亚硫酸钠的质量比为15:4:5,交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺,丝胶蛋白,丙烯酸和聚乙烯醇的质量比为2:12:3,亚硫酸钠和丙烯酸的质量比为1:48,得到吸水性树脂颗粒;
S5.将吸水性树脂颗粒和中空的炭化球混合,然后筛选出内部含有吸水性树脂颗粒的碳化球,得到改性复合生物炭球;
S6.将复合生物炭球投入到需要处理的水中,复合生物炭球在水中的投入量为45g/L,充分搅拌震荡,过滤后得到处理后水。
实施例5
一种改性生物炭对磷污染水体的修复方法,包括以下步骤:
S1.选取中药渣固体废弃物并干燥,将中药渣固体废弃物短切研磨至直径为900目,得到细切中药渣固体废弃物颗粒;
S2.将淀粉溶解于浓度为10wt%的磷酸溶液中配置浓度为36wt%淀粉溶液,然后将研磨至规定目数的中药渣固体废弃物加入至淀粉溶液中,将中药渣固体废弃物颗粒加入至淀粉溶液中,搅拌混合均匀,药渣固体废弃物颗粒与淀粉溶液的重量比为8:2.5,得到中药渣淀粉溶液;
S3.在步骤S2制备的中药渣淀粉溶液中加入直径大于2mm的碳酸钙颗粒,使得中药渣淀粉溶液在碳酸钙表面分布均匀,得到表面包覆中药渣淀粉溶液的碳酸钙颗粒,然后将上述颗粒进行焙烧,焙烧温度为500℃恒温加热1h,升温至700℃恒温热解0.5h,最后升温至850℃恒温热解1h,焙烧结束后用盐酸水洗,得到中空的炭化球;
S4.将缫丝厂废水透析,透析后将丝胶水溶液进行浓缩,丝胶浓缩液的浓度为35wt%,在丝胶浓缩液中加入引发剂和丙烯酸溶液,搅拌后,再加入聚乙烯醇溶液搅拌反应,然后加交联剂,反应结束后将产物烘干,最后将产品粉碎至180目,引发剂为过硫酸钾,硝酸铈铵和亚硫酸钠的混合体系,所述过硫酸钾,硝酸铈铵和亚硫酸钠的质量比为15:3.5:4.5,交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺,丝胶蛋白,丙烯酸和聚乙烯醇的质量比为2:12:3,亚硫酸钠和丙烯酸的质量比为1:45,得到吸水性树脂颗粒;
S5.将吸水性树脂颗粒和中空的炭化球混合,然后筛选出内部含有吸水性树脂颗粒的碳化球,得到改性复合生物炭球;
S6.将复合生物炭球投入到需要处理的水中,复合生物炭球在水中的投入量为45g/L,充分搅拌震荡,过滤后得到处理后水。
对比例1
一种改性生物炭对磷污染水体的修复方法,包括以下步骤:
S1.选取中药渣固体废弃物并干燥,将中药渣固体废弃物短切研磨至直径为900目,得到细切中药渣固体废弃物颗粒;
S2.将淀粉溶解于浓度为10wt%的磷酸溶液中配置浓度为36wt%淀粉溶液,然后将研磨至规定目数的中药渣固体废弃物加入至淀粉溶液中,将中药渣固体废弃物颗粒加入至淀粉溶液中,搅拌混合均匀,药渣固体废弃物颗粒与淀粉溶液的重量比为8:2.5,得到中药渣淀粉溶液;
S3.在步骤S2制备的中药渣淀粉溶液中加入直径大于2mm的碳酸钙颗粒,使得中药渣淀粉溶液在碳酸钙表面分布均匀,得到表面包覆中药渣淀粉溶液的碳酸钙颗粒,然后将上述颗粒进行焙烧,焙烧温度为500℃恒温加热1h,升温至700℃恒温热解0.5h,最后升温至850℃恒温热解1h,焙烧结束后用盐酸水洗,得到中空的炭化球;
S4.将生物炭球投入到需要处理的水中,复合生物炭球在水中的投入量为45g/L,充分搅拌震荡,过滤后得到处理后水。
对比例2
一种改性生物炭对磷污染水体的修复方法,包括以下步骤:
S1.选取中药渣固体废弃物并干燥,将中药渣固体废弃物短切研磨至直径为900目,得到细切中药渣固体废弃物颗粒;
S2.然后将中药渣固体废弃物颗粒进行焙烧,焙烧温度为500℃恒温加热1h,升温至700℃恒温热解0.5h,最后升温至850℃恒温热解1h,焙烧结束后用盐酸水洗,得到炭化球;
S3.将缫丝厂废水透析,透析后将丝胶水溶液进行浓缩,丝胶浓缩液的浓度为35wt%,在丝胶浓缩液中加入引发剂和丙烯酸溶液,搅拌后,再加入聚乙烯醇溶液搅拌反应,然后加交联剂,反应结束后将产物烘干,最后将产品粉碎至180目,引发剂为过硫酸钾,硝酸铈铵和亚硫酸钠的混合体系,所述过硫酸钾,硝酸铈铵和亚硫酸钠的质量比为15:3.5:4.5,交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺,丝胶蛋白,丙烯酸和聚乙烯醇的质量比为2:12:3,亚硫酸钠和丙烯酸的质量比为1:45,得到吸水性树脂颗粒;
S4将吸水性树脂颗粒和炭化球混合,投入到需要处理的水中,吸水性树脂颗粒和炭化球的质量比为1:1,生物炭球在水中的投入量为45g/L,充分搅拌震荡,过滤后得到处理后水。针对实施例1-5和对比例1-2的结果进行对比,采用1mg/L的模拟含磷废水,将复合生物炭,生物炭球和吸水性树脂颗粒和炭化球混合物分别处理含磷废水,具体结果件下表1,处理结果均基于吸附稳定后,吸附量不再变化以后的测量数据,吸附时均为室温下吸附。
表1为不同pH条件下对含磷废水的吸附效果的对比
从上表中可以看出,复合方式制备的微球对于水处理的效果比较好,而pH对水处理效果也有一定的影响,在酸性条件下,处理效果最好。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种改性生物炭对磷污染水体的修复方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.选取中药渣固体废弃物并干燥,将中药渣固体废弃物短切研磨至直径为500-1000目,得到细切中药渣固体废弃物颗粒;
S2.配置淀粉溶液,然后将研磨至规定目数的中药渣固体废弃物加入至淀粉溶液中,将中药渣固体废弃物颗粒加入至淀粉溶液中,搅拌混合均匀,得到中药渣淀粉溶液;
S3.在步骤S2制备的中药渣淀粉溶液中加入直径大于2mm的碳酸钙颗粒,使得中药渣淀粉溶液在碳酸钙表面分布均匀,得到表面包覆中药渣淀粉溶液的碳酸钙颗粒,然后将上述颗粒进行焙烧,焙烧结束后用盐酸水洗,得到中空的炭化球;
S4.将缫丝厂废水透析,透析后将丝胶水溶液进行浓缩,在丝胶浓缩液中加入引发剂和丙烯酸溶液,搅拌后,再加入聚乙烯醇溶液搅拌反应,然后加交联剂,反应结束后将产物烘干,最后将产品粉碎至100-250目,得到吸水性树脂颗粒;
S5.将吸水性树脂颗粒和中空的炭化球混合,然后筛选出内部含有吸水性树脂颗粒的碳化球,得到改性复合生物炭球;
S6.将复合生物炭球投入到需要处理的水中,充分搅拌震荡,过滤后得到处理后水。
2.根据权利要求1所述的改性生物炭对磷污染水体的修复方法,其特征在于:所述步骤S2中淀粉溶液的配置方法为将淀粉溶解于浓度为8-12wt%的磷酸溶液中,得到浓度为32-40wt%的淀粉溶液。
3.根据权利要求1所述的改性生物炭对磷污染水体的修复方法,其特征在于:所述步骤S2中中药渣固体废弃物颗粒与淀粉溶液的重量比为7-8:2-3。
4.根据权利要求1所述的改性生物炭对磷污染水体的修复方法,其特征在于:所述步骤S3中焙烧温度为500℃恒温加热0.5-1h,升温至700℃恒温热解0.5h,最后升温至850℃恒温热解0.5-1h。
5.根据权利要求1所述的改性生物炭对磷污染水体的修复方法,其特征在于:所述步骤S4中丝胶浓缩液的浓度为25-40wt%。
6.根据权利要求1所述的改性生物炭对磷污染水体的修复方法,其特征在于:所述步骤S4中引发剂为过硫酸钾,硝酸铈铵和亚硫酸钠的混合体系,所述过硫酸钾,硝酸铈铵和亚硫酸钠的质量比为15:2-4:3-5,交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。
7.根据权利要求1所述的改性生物炭对磷污染水体的修复方法,其特征在于:所述步骤S4中丝胶蛋白,丙烯酸和聚乙烯醇的质量比为2:12:3,亚硫酸钠和丙烯酸的质量比为1:40-50。
8.根据权利要求1所述的改性生物炭对磷污染水体的修复方法,其特征在于:所述步骤S5中复合生物炭球在水中的投入量为35-50g/L。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111462014.1A CN114100577B (zh) | 2021-12-02 | 2021-12-02 | 一种改性生物炭对磷污染水体的修复方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111462014.1A CN114100577B (zh) | 2021-12-02 | 2021-12-02 | 一种改性生物炭对磷污染水体的修复方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114100577A CN114100577A (zh) | 2022-03-01 |
CN114100577B true CN114100577B (zh) | 2024-03-01 |
Family
ID=80366455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111462014.1A Active CN114100577B (zh) | 2021-12-02 | 2021-12-02 | 一种改性生物炭对磷污染水体的修复方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114100577B (zh) |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000154467A (ja) * | 1998-11-16 | 2000-06-06 | Teijin Ltd | 吸湿加工剤 |
CN1467248A (zh) * | 2002-06-19 | 2004-01-14 | 独立行政法人农业生物资源研究所 | 生物降解性生物体高分子材料,其制造方法,与该高分子材料构成的功能性材料 |
CN103044636A (zh) * | 2012-11-30 | 2013-04-17 | 浙江大学 | 一种酶解丝胶蛋白复合吸水材料的制备方法 |
CN103467658A (zh) * | 2013-10-09 | 2013-12-25 | 天津工业大学 | 一种耐火耐潮和高韧性凝胶纸及其制备方法 |
CN103865552A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-06-18 | 广东省农业科学院农业资源与环境研究所 | 一种基于农林废弃物制备生物炭的方法及生物炭 |
CN103949214A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-30 | 华南理工大学 | 一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭及其制法与应用 |
CN104707566A (zh) * | 2015-02-17 | 2015-06-17 | 中国海洋大学 | 一种生物炭球及其制备方法和应用 |
CN107115883A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-09-01 | 浙江工业大学 | 一种淀粉基氮掺杂中孔成型炭及其制备方法与应用 |
WO2018025575A1 (ja) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | 松本油脂製薬株式会社 | 樹脂中空粒子及びその利用 |
KR20180065982A (ko) * | 2018-03-28 | 2018-06-18 | (주)선진제지 | 미립자 충전제를 포함하는 위생용지 제조방법 |
WO2018233949A1 (de) * | 2017-06-19 | 2018-12-27 | Lanxess Deutschland Gmbh | Mischungen zur adsorption von sauren gasen |
CN110215350A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-09-10 | 杭州贝高母婴用品有限公司 | 一种干爽、透气的纸尿裤及其生产工艺 |
CN113368835A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-09-10 | 重庆文理学院 | 一种环境修复材料及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108212080B (zh) * | 2017-12-12 | 2019-05-31 | 江苏省农业科学院 | 一种复合改性秸秆活性颗粒炭吸附材料的制备方法及应用 |
-
2021
- 2021-12-02 CN CN202111462014.1A patent/CN114100577B/zh active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000154467A (ja) * | 1998-11-16 | 2000-06-06 | Teijin Ltd | 吸湿加工剤 |
CN1467248A (zh) * | 2002-06-19 | 2004-01-14 | 独立行政法人农业生物资源研究所 | 生物降解性生物体高分子材料,其制造方法,与该高分子材料构成的功能性材料 |
CN103044636A (zh) * | 2012-11-30 | 2013-04-17 | 浙江大学 | 一种酶解丝胶蛋白复合吸水材料的制备方法 |
CN103467658A (zh) * | 2013-10-09 | 2013-12-25 | 天津工业大学 | 一种耐火耐潮和高韧性凝胶纸及其制备方法 |
CN103865552A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-06-18 | 广东省农业科学院农业资源与环境研究所 | 一种基于农林废弃物制备生物炭的方法及生物炭 |
CN103949214A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-07-30 | 华南理工大学 | 一种以中药渣为原料的重金属吸附活性炭及其制法与应用 |
CN104707566A (zh) * | 2015-02-17 | 2015-06-17 | 中国海洋大学 | 一种生物炭球及其制备方法和应用 |
WO2018025575A1 (ja) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | 松本油脂製薬株式会社 | 樹脂中空粒子及びその利用 |
CN109476772A (zh) * | 2016-08-02 | 2019-03-15 | 松本油脂制药株式会社 | 树脂中空粒子及其应用 |
CN107115883A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-09-01 | 浙江工业大学 | 一种淀粉基氮掺杂中孔成型炭及其制备方法与应用 |
WO2018233949A1 (de) * | 2017-06-19 | 2018-12-27 | Lanxess Deutschland Gmbh | Mischungen zur adsorption von sauren gasen |
KR20180065982A (ko) * | 2018-03-28 | 2018-06-18 | (주)선진제지 | 미립자 충전제를 포함하는 위생용지 제조방법 |
CN110215350A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-09-10 | 杭州贝高母婴用品有限公司 | 一种干爽、透气的纸尿裤及其生产工艺 |
CN113368835A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-09-10 | 重庆文理学院 | 一种环境修复材料及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
Highly-sensitive electrochemical sensing platforms for food colourants based on the property-tuning of porous carbon;Qin Cheng等;《Analytica Chimica Acta》;75-81 * |
丝胶-丙烯酸-丙烯酰胺高吸水性树脂的制备;胡晓斌等;《精细石油化工》;第27卷(第4期);61-64 * |
丝胶蛋白/丙烯酸/丙烯酰胺复合吸水材料的制备与吸水性能;邓连霞;朱良均;闵思佳;杨明英;张海萍;林蓉;王雪云;王克波;;高分子材料科学与工程(12);132-135 * |
以淀粉为碳源的碳微球在工业水处理废水中的吸附分析;李梅;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;第17-18页3.2节、第26页第4.2.1节 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114100577A (zh) | 2022-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhou et al. | Production and beneficial impact of biochar for environmental application: a comprehensive review | |
Yin et al. | Biochar as an adsorbent for inorganic nitrogen and phosphorus removal from water: a review | |
CN110240386B (zh) | 一种秸秆与污泥协同处理的装置及其方法 | |
Monisha et al. | Green remediation of pharmaceutical wastes using biochar: a review | |
CN107497399B (zh) | 一种生物炭/膨润土复合材料及其制备方法和应用 | |
Khitrin et al. | Lignin utilization options and methods | |
CN108927109B (zh) | 一种磷石膏改性生物炭方法及其应用 | |
CN108277013B (zh) | 一种重金属土壤修复剂及其制备方法和使用方法 | |
CN106929034B (zh) | 一种固体废弃物制备盐碱土壤改良剂的工艺 | |
CN110918055A (zh) | 一种高效去除废水中磷的复合材料、其制备方法及其用途 | |
CN110330082A (zh) | 一种铁碳颗粒的室温制备方法及其应用 | |
CN109174001A (zh) | 一种钙改性荔枝生物炭制备及利用其降低水体中雌酮的方法 | |
CN104263379A (zh) | 一种酸性土壤改良剂及施用方法 | |
CN108455599B (zh) | 一种抗生素菌渣干粉制备富含微孔的高性能活性炭的方法 | |
CN114988926A (zh) | 一种用含水率百分之八十污泥生产有机复合肥及制造方法 | |
CN102173557B (zh) | 一种低热值剩余污泥处置方法 | |
CN110813261A (zh) | 一种用于废水处理的磁性壳聚糖/蒙脱土/腐殖酸复合微胶囊吸附材料的制备方法 | |
CN103111266A (zh) | 去除水中抗生素的颗粒状吸附剂的制备方法、制得吸附剂及应用 | |
CN109821515B (zh) | 基于生物质材料和镁矿石复合吸附剂的制备方法 | |
Singh et al. | Aquatic plant biomass-derived porous carbon: biomaterials for sustainable waste management and climate change mitigation | |
CN114100577B (zh) | 一种改性生物炭对磷污染水体的修复方法 | |
CN114177885A (zh) | 一种回收猪场废水中磷元素的含镁生物炭液体材料及其制备方法和应用 | |
CN112973630B (zh) | 一种生物质基重金属吸附材料及其制备方法与应用 | |
Cho et al. | Biomass based biochar production approaches and its applications in wastewater treatment, machine learning and microbial sensors | |
CN112934947B (zh) | 一种矿业废弃地的生态修复方法 |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |