CN116253410A - 一种降低味精废水中cod和氨氮浓度的处理剂及其制备方法与应用 - Google Patents
一种降低味精废水中cod和氨氮浓度的处理剂及其制备方法与应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种降低味精废水中COD和氨氮浓度的处理剂及其制备方法与应用。所述处理剂的原料包括聚合硫酸铁及蒙脱土，其中聚合硫酸铁与蒙脱土的质量比为0.5:1至2.5:1。该处理剂是以聚合硫酸铁和天然蒙脱土为主要原料，通过配位络合反应制得聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料。本发明还提供了上述处理剂的制备方法。本发明的制备方法工艺简单，能耗较低，制备得到的聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料对环境污染小，无毒，安全性高。将本发明的聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂用于去除味精废水中的COD和NH3‑N，其处理效果较好。
Description
技术领域
本发明涉及一种味精废水处理剂，尤其涉及一种降低味精废水中COD和氨氮浓度的处理剂及其制备方法与应用。
背景技术
味精是人们广泛使用的食品增鲜剂。味精生产过程中所排放的废水量大每生产1吨味精会产生28m3的味精废水。味精发酵液经等电提取谷氨酸后排放的母液具有高BOD、高COD、高菌体含量、高氨氮(NH3-N)、高SO4 2-、低pH值的“五高一低”的特点，是一种极难处理的高浓度有机废水，也是发酵工业的最大污染源。味精废水的治理已经成为制约味精生产企业发展的重大难题。
常见的高浓度有机废水治理技术主要包括化学、物理和生物三大方法。其中，吸附法作为一种物理化学方法，因吸附剂存在来源广泛，价格低廉，且部分可再生等优点，是目前应用非常广泛的一种废水治理方法。因传统吸附材料普遍存在吸附量低、吸附速率慢、可再生性能差、污染环境等不足，所以近年来人们都在积极寻找低成本、高效和无毒的废水处理剂。天然高分子材料中存在大量的功能性基团(如-OH、-COOH等)，对废水的处理有一定的效果，因而成为近年来对废水研究的热点。
因此，研究开发出一种能够用于处理高浓度味精废水的处理剂已成为本领域亟需解决的重要技术问题。
发明内容
为了解决上述的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种降低味精废水中COD和氨氮(NH3-N)浓度的处理剂。
本发明的目的还在于提供上述降低味精废水中COD和NH3-N浓度的处理剂的制备方法与应用。
本发明一方面提供一种降低味精废水中COD和氨氮浓度的处理剂，其原料包括聚合硫酸铁(PFS)及蒙脱土(MMT)，其中聚合硫酸铁与蒙脱土的质量比为0.5:1至2.5:1。优选地，所述PFS与MMT质量比为0.5:1、1:1、1.5:1、2:1或2.5:1；进一步优选地，所述PFS与MMT的质量比为0.5:1或2:1。该处理剂是以聚合硫酸铁和天然蒙脱土为原料，通过配位络合反应制备得到的。
本发明另一方面提供一种制备所述处理剂的方法，其包括以下步骤：
1)将聚合硫酸铁PFS加入到水中，得到PFS溶液；
2)将天然蒙脱土MMT加入到水中，搅拌得到MMT悬浮液；
3)将MMT悬浮液加入到PFS溶液中，继续搅拌反应；
4)将上述反应的产物用水洗至中性，烘干，研磨后过200目筛，得到所述处理剂。
根据本发明的具体实施方案，优选地，所述PFS与MMT质量比为0.5:1、1:1、1.5:1、2:1或2.5:1；进一步优选地，所述PFS与MMT的质量比为0.5:1或2:1。
根据本发明的具体实施方案，优选地，在步骤1)中，PFS和水的用量之比为PFS：水＝1g:30mL。
根据本发明的具体实施方案，优选地，在步骤2)中，MMT和水的用量之比为MMT：水＝1g:30mL。
根据本发明的具体实施方案，优选地，在步骤2)中，还包括室温下将悬浮液磁力搅拌30分钟，使其混合成均匀的悬浮液。
根据本发明的具体实施方案，优选地，在步骤3)中，反应的条件为：反应温度30℃至70℃，反应时间4小时至8小时；更优选地，反应的条件为：反应温度60℃，反应时间6小时。
根据本发明的具体实施方案，优选地，所述PFS与MMT质量比为2:1，制备温度为60℃，制备时间为6小时。
根据本发明的具体实施方案，优选地，所述烘干为在真空干燥箱105℃烘干。
根据本发明的具体实施方案，所述降低味精废水中COD和NH3-N的处理剂的制备可以按照以下具体操作进行：
按质量比2：1称取聚合硫酸铁和天然蒙脱土，以比例1g:30mL分别加入60mL和30mL蒸馏水，分别得到PFS溶液和MMT悬浮液，室温下将MMT悬浮液磁力搅拌30分钟，使其混合成均匀的悬浮液；将MMT悬浮液加入到PFS溶液，在一定温度下反应一定时间，产物用蒸馏水洗至中性，在真空干燥箱105℃烘干，研磨后过200目筛得复合材料，即所述去除味精废水中COD和NH3-N的处理剂。
本发明第三方面提供所述处理剂在处理味精废水中的应用。
根据本发明的具体实施方案，所述应用包括向味精废水中加入本发明所述的处理剂，反应至达到平衡。
根据本发明的具体实施方案，优选地，味精废水与处理剂的反应条件为：反应温度30℃至70℃，反应时间4小时至8小时；更优选地，反应条件为：反应温度50℃，反应时间7小时。
根据本发明的具体实施方案，优选地，所述废水包括高浓度味精废水，所述高浓度味精废水的COD值为90000-100000mg/L，NH3-N值为28000-32000mg/L。
根据本发明的具体实施方案，优选地，所述处理剂与味精废水的用量之比为：处理剂：味精废水＝1g:20mL至1g:4mL；更优选为处理剂：味精废水＝1g:5mL。
根据本发明的具体实施方案，优选地，所述处理剂在处理味精废水中的应用可以按照以下具体操作进行：
用移液管移取20mL的高浓度味精废水于100mL的锥形瓶中，同时加入准确称取的4g聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料，然后将锥形瓶置于恒温振荡器中，在温度为30-70℃(优选为50℃)的条件下反应4-8小时(优选为7小时)，达到处理平衡后将样品取出，经离心机(8000r，5分钟)进行分离后，取上层清液，利用吸光度法、重铬酸钾氧化消解吸光度法、纳氏比色法对上层清液分别测定处理前后味精废水的COD和NH3-N浓度，最后计算COD和NH3-N去除量。
Ct＝C2-C1 式(1)；
式(1)中，Ct为COD或NH3-N的去除量，C2为处理味精废水前COD或NH3-N的浓度(mg/L)，C1为处理味精废水前COD或NH3-N的浓度(mg/L)。
对于使用本发明所提供的聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理不同浓度的味精废水，降低味精废水中COD和NH3-N浓度，本领域技术人员可以根据现场作业需要，选择合适的处理条件进行处理，只要保证COD和NH3-N的去除量达到预期即可。
本发明的有益效果：
本发明所提供的处理剂是以聚合硫酸铁和天然蒙脱土为原料制备得到的，其原料来源丰富、价格低廉，无毒、安全性高，且对环境友好不会造成二次污染。
本发明处理剂的制备方法工艺简单，能耗较低。
将本发明的处理剂用于处理高浓度味精废水，其去除味精废水中的COD和NH3-N的效果较好。
附图说明
图1为应用例1中PFS与MMT质量比与聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂处理效果的关系图；
图2为应用例2中制备温度与聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂处理效果的关系图；
图3为应用例3中制备时间与聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂处理效果的关系图；
图4为应用例4中PFS/MMT复合材料的加入量处理效果的关系图；
图5为实施例5中不同处理温度处理效果的关系图；
图6为实施例6中不同处理时间处理效果的关系图；
图7为PFS(a)、MMT(b)和PFS/MMT复合材料(c)的FTIR谱图；
图8为PFS(a)、MMT(b)和PFS/MMT复合材料(c)的XRD谱图；
图9为PFS(a)、MMT(b)和PFS/MMT复合材料(c)的SEM照片；
图10为PFS、MMT、PFS/MMT复合材料的N2吸附-脱附曲线；
图11为PFS、MMT、PFS/MMT复合材料的孔径分布。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种降低味精废水中COD和氨氮浓度处理剂的制备方法，该方法包括：
按一定比例称取聚合硫酸铁和天然蒙脱土，以比例1g:30mL分别加入60mL和30mL蒸馏水，磁力搅拌使其混合均匀，30分钟后，将混匀后的悬浮液转移至烧瓶中，在60℃下搅拌反应6小时，反应结束后，将所得产物经过滤，洗涤，干燥，研磨粉碎，过200目筛，得到聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料，即所述降低味精废水中COD和NH3-N浓度的处理剂。
上述聚合硫酸铁和天然蒙脱土的质量比分别为0.5:1、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1，对应得到的聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂分别记为A1-A5。
实施例2
本实施例提供了一种降低味精废水中COD和氨氮浓度处理剂的制备方法，该方法包括：
按质量比2：1称取聚合硫酸铁和天然蒙脱土，以比例1g:30mL分别加入60mL和30mL蒸馏水，磁力搅拌使其混合均匀，30分钟后，将混匀后的悬浮液转移至烧瓶中，在一定温度下搅拌反应6小时，反应结束后，将所得产物经过滤，洗涤，干燥，研磨粉碎，过200目筛，得到聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料，即所述降低味精废水中COD和NH3-N浓度的处理剂。
上述制备温度分别为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃，对应得到的聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂分别记为B1-B5。
实施例3
本实施例提供了一种降低味精废水中COD和氨氮浓度处理剂的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：
聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂的制备：
按质量比2：1称取聚合硫酸铁和天然蒙脱土，以比例1g:30mL分别加入60mL和30mL蒸馏水，磁力搅拌使其混合均匀，30分钟后，将混匀后的悬浮液转移至烧瓶中，在60℃下搅拌反应一定时间，反应结束后，将所得产物经过滤，洗涤，干燥，研磨粉碎，过200目筛，得到聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料，即所述降低味精废水中COD和NH3-N浓度的处理剂。
上述制备时间分别为4小时、5小时、6小时、7小时、8小时，对应得到的聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂分别记为C1-C5。
实施例4
本实施例提供了一种降低味精废水中COD和氨氮浓度处理剂的制备方法，该方法包括：
按质量比2：1称取聚合硫酸铁和天然蒙脱土，以比例1g:30mL分别加入60mL和30mL蒸馏水，磁力搅拌使其混合均匀，30分钟后，将混匀后的悬浮液转移至烧瓶中，在60℃下搅拌反应6小时，反应结束后，将所得产物经过滤，洗涤，干燥，研磨粉碎，过200目筛，得到聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料D，即所述降低味精废水中COD和NH3-N浓度的处理剂。
实施例5
本实施例采用FTIR测定样品官能团的变化。
对样品进行KBr压片处理，光波数的范围控制在400～4000cm-1，分辨率为4cm-1，扫描次数160次。得到的FTIR图谱如图7所示。
实施例6
本实施例采用XRD能够测定样品的晶体结构及物相组成等。
将样品放入样品室，入射波长为0.514nm，扫描范围为5°～80°，采用Cu靶Ka射线，对样品进行全面的采集分析。得到的XRD图谱如图8所示。
实施例7
本实施例采用SEM直观的采集与分析样品表面微观结构。
将样品进行干燥处理，取样品至于导电胶带上，进行喷金处理，放于样品室在5KV的加速电压下，选择不同倍数和不同样品表面进行图像采集。得到的SEM照片如图9所示。
实施例8
本实施例采用孔隙比表面积分析仪测定样品的比表面积和平均孔径。
利用氮气吸附-脱附法，将样品干燥后，在低温液氮的环境下，样品内外部通孔的表面积发生物理吸附，吸附平衡后，根据测得的吸附气体量和平衡吸附压力(结果见图10)，用BET吸附理论来计算样品的比表面积和平均孔径(结果见图11)。
应用例1
本应用例提供了实施例1制备得到的聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂(A1-A5)在处理高浓度味精废水中的应用，该应用包括：
用移液管移取高浓度味精废水20mL于100mL的锥形瓶中，高浓度味精废水的COD值为90000-100000mg/L，NH3-N值为28000-32000mg/L，同时加入准确称取的4.0g聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂，将锥形瓶置于恒温振荡器中(120rpm)，在温度为50℃的条件下反应7小时，达到处理平衡后将样品取出，经离心机(8000rpm，5分钟)进行分离后，取上层清液。
将所取的上层清液进行梯度稀释，分别稀释1000倍，20000倍用来测定处理前后的COD浓度和NH3-N浓度。
通过本应用例可以考察不同PFS和MMT质量比下制备得到的处理剂A1-A5对高浓度味精废水的处理情况，不同PFS与MMT质量比复合材料处理剂处理味精废水效果的关系图如图1所示，从图1中可以看出，随着PFS与MMT质量比的增加，复合材料对COD去除量呈现出先增大后减小的趋势；对NH3-N去除量呈现出先增大后趋于平缓的趋势。当质量比为2:1时，去除量达到最大，COD的去除量为27124mg/L，NH3-N的去除量为9119mg/L。随着复合材料加入量的继持续增加，COD去除量呈下降的趋势，NH3-N趋于平衡。这可能是由于废水中有机污染物量的限制，当复合材料过多时，已形成的絮体再次被破坏，絮体结构再次变得松散，很难再吸附味精废水中的大分子物质。
应用例2
本应用例提供了实施例2制备得到的聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂(B1-B5)在处理高浓度味精废水中的应用，该应用包括：
用移液管移取高浓度味精废水20mL于100mL的锥形瓶中，同时加入准确称取的4.0g聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂，将锥形瓶置于恒温振荡器中(120rpm)，在温度为50℃的条件下反应7小时，达到处理平衡后将样品取出，经离心机(8000rpm，5分钟)进行分离后，取上层清液。
将所取的上层清液进行梯度稀释，分别稀释1000倍，20000倍用来测定处理前后的COD浓度和NH3-N浓度。
通过本应用例可以考察不同制备温度下制备得到的处理剂B1-B5对高浓度味精废水的处理情况，制备温度与聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂处理效果的关系图如图2所示，从图2中可以看出，随着温度的升高，复合材料对COD和NH3-N的去除量呈现出先增大后趋于平缓的趋势。当制备温度小于60℃时，COD和NH3-N的去除量随着制备温度的升高而增加，当制备温度为60℃时，去除量达到最大，COD的去除量为27124mg/L，NH3-N的去除量为9119mg/L。当制备温度大于60℃时，去除量趋于平衡。这是由于反应温度较低时，体系粘度较大，PFS不易与MMT发生反应，随着反应温度的升高，体系粘度降低，分子由于热运动加强PFS与MMT充分反应，有利于形成复合材料，对味精废水进行处理。但温度过高会导致PFS发生分解产生沉淀，降低絮凝能力，且反应体系中副反应增加。
应用例3
本应用例提供了实施例3制备得到的聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂(C1-C5)在处理高浓度味精废水中的应用，该应用包括：
用移液管移取高浓度味精废水20mL于100mL的锥形瓶中，同时加入准确称取的4.0g聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂，将锥形瓶置于恒温振荡器中(120rpm)，在温度为50℃的条件下反应7小时，达到处理平衡后将样品取出，经离心机(8000rpm，5分钟)进行分离后，取上层清液。
将所取的上层清液进行梯度稀释，分别稀释1000倍，20000倍用来测定处理前后的COD浓度和NH3-N浓度。
通过本应用例可以考察不同制备时间下制备得到的处理剂C1-C5对高浓度味精废水的处理情况，制备时间与聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂处理效果的关系图如图3所示，从图3中可以看出，随着时间的延长，复合材料对COD和NH3-N的去除量呈现出先增大后趋于平缓的趋势。当制备时间小于6小时时，COD和NH3-N的去除量逐渐增加，当制备时间为6小时时，去除量达到最大，COD的去除量为27124mg/L，NH3-N的去除量为9119mg/L。当制备时间大于6小时时，COD和NH3-N的去除量缓慢减小。这可能是由于反应时间低于6小时，PFS与MMT反应不完全，不利于复合材料处理味精废水。当反应时间超过6小时时，复合材料的去除量缓慢减小，PFS与MMT反应已基本达到平衡。
应用例4
本应用例提供了实施例4制备得到的聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂(D)在处理高浓度味精废水中的应用，该应用包括：
用移液管移取5组高浓度味精废水20mL分别于100mL的锥形瓶中，同时分别加入准确称取的聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂1.0g、2.0g、3.0g、4.0g、5.0g，将锥形瓶置于恒温振荡器中(120rpm)，在温度为50℃的条件下反应7小时，达到处理平衡后将样品取出，经离心机(8000rpm，5分钟)进行分离后，取上层清液。
将所取的上层清液进行梯度稀释，分别稀释1000倍，20000倍用来测定处理前后的COD浓度和NH3-N浓度。
通过本应用例可以考察不同处理剂的投加量对高浓度味精废水的处理情况，不同处理剂加入量处理效果的关系图如图4所示，从图4可以看出随着复合材料加入量的增加，去除量呈现出先增加后趋于平缓的趋势。当复合材料加入量小于4g时，COD和NH3-N去除量随发挥出来了加入量的增加而增加。当复合材料加入量为4g时，去除量达到最大，COD的去除量为27619mg/L，NH3-N的去除量为9290mg/L。
应用例5
本应用例提供了实施例4制备得到的聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂D在处理高浓度味精废水中的应用，该应用包括：
用移液管移取5组高浓度味精废水20mL分别于100mL的锥形瓶中，同时分别加入准确称取的4.0g聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂，将锥形瓶置于恒温振荡器中(120rpm)，5组体系分别在30℃、40℃、50℃、60℃、70℃的条件下反应7小时，达到处理平衡后将样品取出，经离心机(8000rpm，5分钟)进行分离后，取上层清液。
将所取的上层清液进行梯度稀释，分别稀释1000倍，20000倍用来测定处理前后的COD浓度和NH3-N浓度。
通过本应用例可以考察不同处理温度对高浓度味精废水的处理情况，不同处理温度处理效果的关系图如图5所示，从图5中可以看出，当处理温度为50℃时，去除量达到最大，COD的去除量为27619mg/L，NH3-N的去除量为9290mg/L。随着温度的不断升高，促进复合材料热运动加快，使得味精废水中有机污染物质与复合材料表面接触频率增加，去除量增大。当处理温度高于50℃时，体系内发生无规则碰撞，味精废水中有机污染物质与复合材料接触时间过短，不利于与复合材料结合，使得去除量下降。所以处理温度取50℃处理味精废水效果最佳，去除量最高。
应用例6
本应用例提供了实施例4制备得到的聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂D在处理高浓度味精废水中的应用，该应用包括：
用移液管移取5组高浓度味精废水20mL分别于100mL的锥形瓶中，同时分别加入准确称取的4.0g聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂，将锥形瓶置于恒温振荡器中(120rpm)，在50℃下分别反应4小时、5小时、6小时、7小时、8小时。达到处理平衡后将样品取出，经离心机(8000rpm，5分钟)进行分离后，取上层清液。
将所取的上层清液进行梯度稀释，分别稀释1000倍，20000倍用来测定处理前后的COD浓度和NH3-N浓度。
通过本应用例可以考察不同处理时间对高浓度味精废水的处理情况，不同处理温度处理效果的关系图如图6所示，从图6中可以看出，随着处理时间的增加，去除量呈现出先增加后趋于平缓的趋势。当处理时间为7小时时，去除量达到最大，COD的去除量为27619mg/L，NH3-N的去除量为9290mg/L。这可能是反应初期复合材料与味精废水中有机物质充分反应，去除量最大，当处理时间大于7小时时，体系中复合材料反应完全，去除量不变。
应用例7
本应用例提供了实施例4制备得到的聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂D在处理高浓度味精废水中的应用，该应用包括：
用移液管移取高浓度味精废水20mL于100mL的锥形瓶中，同时加入准确称取的4.0g聚合硫酸铁/蒙脱土复合材料处理剂，将锥形瓶置于恒温振荡器中(120rpm)，在50℃下反应7小时，达到处理平衡后将样品取出，经离心机(8000rpm，5分钟)进行分离后，取上层清液。
将所取的上层清液进行梯度稀释，分别稀释1000倍，20000倍用来测定处理前后的COD浓度和NH3-N浓度。
通过本应用例可以考察本发明所提供的处理剂在处理高浓度味精废水中的表现。通过计算可知，COD的去除量为27124mg/L，NH3-N的去除量为9119mg/L。
Claims (10)
1.一种降低味精废水中COD和氨氮浓度的处理剂，其原料包括聚合硫酸铁及蒙脱土，其中聚合硫酸铁与蒙脱土的质量比为0.5:1至2.5:1。
2.一种制备权利要求1所述的处理剂的方法，其包括以下步骤：
1)将聚合硫酸铁PFS加入到水中，得到PFS溶液；
2)将天然蒙脱土MMT加入到水中，搅拌得到MMT悬浮液；
3)将MMT悬浮液加入到PFS溶液中，继续搅拌反应；
4)将上述反应的产物用水洗至中性，烘干，研磨后过200目筛，得到所述处理剂。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述PFS与MMT质量比为0.5:1、1:1、1.5:1、2:1或2.5:1；
进一步优选地，所述PFS与MMT的质量比为0.5:1或2:1。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，在步骤1)中，PFS和水的用量之比为PFS：水＝1g:30mL；
在步骤2)中，MMT和水的用量之比为MMT：水＝1g:30mL。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，在步骤3)中，反应的条件为：反应温度30℃至70℃，反应时间4小时至8小时；
优选地，在步骤3)中，反应的条件为：反应温度60℃，反应时间6小时。
6.权利要求1所述的处理剂在处理味精废水中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其中，所述应用包括向味精废水中加入权利要求1所述的处理剂，反应至达到平衡。
8.根据权利要求7所述的应用，其中，所述反应条件为：反应温度30℃至70℃，反应时间4小时至8小时；
优选地，所述反应条件为：反应温度50℃，反应时间7小时。
9.根据权利要求6所述的应用，其中，所述废水包括高浓度味精废水，所述高浓度味精废水的COD值为90000-100000mg/L，NH3-N值为28000-32000mg/L。
10.根据权利要求7所述的应用，其中，所述处理剂与味精废水的用量之比为：处理剂：味精废水＝1g:20mL至1g:4mL；
优选地，所述处理剂与味精废水的用量之比为：处理剂：味精废水＝1g:5mL。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116144556A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-05-23 | 内蒙古农业大学 | 处理味精废水的芽孢杆菌、处理剂及其制备方法与应用 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1817803A (zh) * | 2005-02-07 | 2006-08-16 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种生态安全型天然复配絮凝剂及其制备和使用方法 |
| CN101177310A (zh) * | 2007-11-02 | 2008-05-14 | 西南石油大学 | 一种含有机染料废水处理剂的制备方法 |
| CN101973616A (zh) * | 2010-10-29 | 2011-02-16 | 淮阴工学院 | 一种用于微污染原水处理的复合混凝剂制备方法 |
| CN105107471A (zh) * | 2015-09-14 | 2015-12-02 | 内蒙古农业大学 | 巯基木质纤维素/蒙脱土复合重金属吸附剂及制备与应用 |
| CN107777764A (zh) * | 2016-08-25 | 2018-03-09 | 宜兴篮箭牌环保药剂有限公司 | 一种新型污水处理剂 |
| CN108002472A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-05-08 | 芜湖皖江知识产权运营中心有限公司 | 一种生活污水处理剂的制备方法 |
| US20190352196A1 (en) * | 2016-10-28 | 2019-11-21 | Qatar Foundation For Education, Science And Community Development | Method for adsorption of toxic contaminants from water |
-
2023
- 2023-02-28 CN CN202310173735.3A patent/CN116253410A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1817803A (zh) * | 2005-02-07 | 2006-08-16 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种生态安全型天然复配絮凝剂及其制备和使用方法 |
| CN101177310A (zh) * | 2007-11-02 | 2008-05-14 | 西南石油大学 | 一种含有机染料废水处理剂的制备方法 |
| CN101973616A (zh) * | 2010-10-29 | 2011-02-16 | 淮阴工学院 | 一种用于微污染原水处理的复合混凝剂制备方法 |
| CN105107471A (zh) * | 2015-09-14 | 2015-12-02 | 内蒙古农业大学 | 巯基木质纤维素/蒙脱土复合重金属吸附剂及制备与应用 |
| CN107777764A (zh) * | 2016-08-25 | 2018-03-09 | 宜兴篮箭牌环保药剂有限公司 | 一种新型污水处理剂 |
| US20190352196A1 (en) * | 2016-10-28 | 2019-11-21 | Qatar Foundation For Education, Science And Community Development | Method for adsorption of toxic contaminants from water |
| CN108002472A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-05-08 | 芜湖皖江知识产权运营中心有限公司 | 一种生活污水处理剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| BAIYUN ZHAO ET AL.: "Remediation capacity of carboxymethyl lignocellulose/montmorillonite composite materials for monosodium glutamate wastewater", 《DESALINATION AND WATER TREATMENT》, vol. 266, 31 August 2022 (2022-08-31), pages 268 - 275 * |
| 刘燕蓉: "聚合硫酸铁基复合材料处理味精废水性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, no. 6, 15 June 2023 (2023-06-15), pages 020 - 9 * |
| 刘燕蓉等: "PFS/MMT复合材料的制备及其处理味精废水 性能研究", 《水处理技术》, vol. 49, no. 11, 30 November 2023 (2023-11-30), pages 84 - 99 * |
| 刘睿: "味精废水污染生态过程与治理方法的研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, no. 5, 15 May 2007 (2007-05-15), pages 027 - 11 * |
| 吴姚莎等: "《3D打印材料及典型案例分析》", vol. 1, 31 January 2022, 机械工业出版社, pages: 52 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116144556A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-05-23 | 内蒙古农业大学 | 处理味精废水的芽孢杆菌、处理剂及其制备方法与应用 |
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