一种用于工业污水处理的天然吸附剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及吸附剂制备技术领域，公开了一种用于工业污水处理的天然吸附剂的制备方法，步骤为：将花生壳清洗、干燥、粉碎、过筛后得到花生壳粉末；将花生壳粉末加入硝酸溶液中，加热反应后得到氧化后的花生壳粉末；将氧化后的花生壳粉末与氯化亚砜混合，加热回流反应后得到酰氯化的花生壳粉末；将酰氯化的花生壳粉末和乙二胺混合，加热反应后得到表面改性的花生壳粉末；将表面改性的花生壳粉末、甲壳素、膨润土和沸石混合，搅拌均匀得到混合料；将混合料揉成小球状，灼烧后得到所述天然吸附剂。本发明专利技术以花生壳作为原料，制得的天然吸附剂来源广、价格低廉、无二次污染，且对重金属离子、三态氮、COD及色素的吸附性能好。

A preparation method of natural adsorbent for industrial wastewater treatment

【技术实现步骤摘要】
一种用于工业污水处理的天然吸附剂的制备方法
本专利技术涉及吸附剂制备
，尤其是涉及一种用于工业污水处理的天然吸附剂的制备方法。
技术介绍
现如今，由于工业社会的迅速发展，工业生产对生态环境造成了致命的危害，生态环境的恶化，已成为制约我国经济发展的重要因素，同时严重威胁到了我们人类自身的生存环境。在工业发展的影响下，工业污水的排放为典型的环境污染代表，由于工业污水中重金属、工业添加剂、有机溶剂等含量较高，处理难度大。吸附是工业污水处理中的重要步骤，所以吸附剂的选择对于工业污水的处理效果有至关重要的作用。现有技术中，一般使用活性炭作为工业污水处理中的吸附剂，例如，在中国专利文献上公开的“一种工业污水处理装置”，其公告号CN205907140U，包括包括一级处理系统、二级处理系统、三级处理系统；一级处理系统包括pH调节池，机械格栅、筛网、沉砂池、沉淀池、隔油池；所述二级处理系统包括活性污泥池、生物滤池以及生物转盘，工业污水经过活性污泥池到达生物滤池以及生物转盘中进行处理；所述三级处理系统包括混凝沉淀池、活性炭吸附池、氧化还原池、杀菌池，在所述混凝沉淀池加入混凝剂，并经快速搅拌混凝，慢速搅拌絮凝，使微小颗粒和胶体物质脱稳而凝聚，成为较大颗粒絮体而沉淀去除，然后经过活性炭吸附池将有机物、重金属离子进行吸附，最后经过氧化还原池和杀菌池，去除污水中存在的有机物、色度，并进行杀菌、消毒处理。但活性炭价格偏高，再生时损失较大，且对氨氮、重金属等工业污水中常见污染物的吸附效果有限，不能满足工业污水的处理要求，严重制约了发展。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中使用活性炭作为工业污水处理中的吸附剂时价格偏高，再生时损失较大，且对氨氮、重金属等工业污水中常见污染物的吸附效果有限，不能满足工业污水的处理要求的问题，提供一种用于工业污水处理的天然吸附剂的制备方法，以花生壳为原料并进行表面改性，制得的吸附剂对重金属离子、三态氮、COD及色素等污染物的吸附效果好，且原料来源广、价格低廉、无二次污染。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于工业污水处理的天然吸附剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将花生壳清洗、干燥、粉碎、过筛后得到花生壳粉末；(2)将花生壳粉末加入5-10mol/L的硝酸溶液中，加热反应后抽滤、洗涤、干燥，得到氧化后的花生壳粉末，花生壳粉末与硝酸溶液的添加比例为1g:(20～40mL)；(3)将质量比为1:(1.5-3)的氧化后的花生壳粉末与氯化亚砜混合，加热回流反应后得到酰氯化的花生壳粉末；(4)将质量比为1:(1.5-3)的酰氯化的花生壳粉末和乙二胺混合，加热反应后洗涤、干燥，得到表面改性的花生壳粉末；(5)将质量比为(1-5):(10-15):1:1的表面改性的花生壳粉末、甲壳素、膨润土和沸石混合，搅拌均匀得到混合料；(6)将混合料揉成小球状，650-750℃下灼烧4-6h，冷却后得到所述天然吸附剂。花生是一种豆科一年生草本植物，是人们食用广泛的一种坚果，在我国产量丰富。而花生壳因为具有多孔性和花生壳纤维，对重金属离子具有亲和能力，并能去除废水中的染料。因此，本专利技术采用花生壳作为原料并对其改性，制备天然吸附剂，具有来源广、价格低廉、无二次污染等优点。步骤(1)-(4)中，将花生壳粉末依次用硝酸氧化、氯化亚砜酰氯化、乙二胺氨基化，最终得到的表面改性的花生壳粉末表面具有丰富的氨基，可以与重金属离子螯合，提高对重金属离子的吸附能力；并可以与步骤(5)中加入的甲壳素表面的羟基交联形成氢键，使花生壳粉末固定并均匀分散在小球状的吸附剂中。步骤(5)中加入的膨润土的主要成分是蒙脱石，因其具有较大的比表面积，所以具有较强的吸附能力，可吸附污水中的污染物；此外，膨润土本身也能起到在加水的条件下将其他材料团聚在一起的作用，使吸附剂保持一定的形状，不易松散。甲壳素是一种天然高分子，在地球上含量丰富，多取自虾和螃蟹的壳，可以吸附和络合污水中的重金属离子。沸石因其所具有独特的晶格结构，对污水中的氨氮吸附性能好。因此本专利技术将表面改性的花生壳粉末、膨润土、甲壳素和沸石混合后灼烧制成小球状的天然吸附剂，对工业污水中的重金属离子、氨氮及有机污染物均有良好的吸附性能，且吸附剂的团聚性能好，使用时不易松散。作为优选，步骤(1)中干燥温度50-80℃，过80-100目筛。采用本专利技术中的干燥温度和粒径范围，可以保证得到的花生壳粉末具有良好的比表面积和有效成分，使得制备出的天然吸附剂具有良好的吸附性能。作为优选，步骤(2)中加热反应温度60-80℃，反应时间8-10h。在此反应温度和时间内，花生壳粉末表面可以充分被硝酸氧化，方便后续的反应改性。作为优选，步骤(2)中的干燥温度为90-110℃。在此温度下干燥，在保证充分干燥的同时，不会破坏氧化后的花生壳粉末中的有效成分。作为优选，步骤(3)中加热回流反应温度70-80℃，反应时间3-5h。在此反应温度和时间下，氧化后的花生壳粉末可以有效与氯化亚砜发生反应，得到酰氯化的花生壳粉末，以进行后续改性，保证制得的天然吸附剂的吸附性能。作为优选，步骤(4)中加热反应温度115-125℃，反应时间9-11h。在此反应温度和时间内，酰氯化的花生壳粉末可以充分与乙二胺发生反应，使表面氨基化，得到的表面改性的花生壳粉末表面具有丰富的氨基等活性基团，可以有效吸附污水中的重金属离子、染料等污染物，提高吸附剂的吸附性能。作为优选，步骤(4)中的干燥温度为90-110℃。在此干燥温度下，可以保证充分干燥的同时，不会破坏表面改性的花生壳粉末中的有效成分。作为优选，步骤(6)中单个小球的质量为0.6-0.7g。将天然吸附剂制作成该质量范围内的小球，可以保证吸附剂的比表面积达到吸附要求，并且可以避免粒径过小易于发生松散，不利于回收。因此，本专利技术具有如下有益效果：(1)采用花生壳作为原料并对其改性，制得的天然吸附剂，具有来源广、价格低廉、无二次污染等优点，可以达到以废治废的目的；(2)将花生壳粉末依次用硝酸氧化、氯化亚砜酰氯化、乙二胺氨基化，最终得到的表面改性的花生壳粉末表面具有丰富的氨基，可以与重金属离子螯合，提高对重金属离子的吸附能力；并可以甲壳素表面的羟基交联形成氢键，使花生壳粉末固定并均匀分散在小球状的吸附剂中；(3)将表面改性的花生壳粉末、膨润土、甲壳素和沸石混合后灼烧制成小球状的天然吸附剂，对工业污水中的重金属离子、氨氮及有机污染物均有良好的吸附性能，且吸附剂的团聚性能好，使用时不易松散。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步的描述。实施例1：(1)将花生壳用水浸泡后洗涤，去除土壤和杂质，蒸馏水冲洗，70℃烘干至恒重，粉碎过筛，取80-100目大小的颗粒得到花生壳粉末；(2)将花生壳粉末加入8mol/L的硝酸溶液中，70℃搅拌反应9h后抽滤、洗涤，100℃干燥至恒重，得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于工业污水处理的天然吸附剂的制备方法，其特征是，包括如下步骤：/n（1）将花生壳清洗、干燥、粉碎、过筛后得到花生壳粉末；/n（2）将花生壳粉末加入5-10mol/L的硝酸溶液中，加热反应后抽滤、洗涤、干燥，得到氧化后的花生壳粉末，花生壳粉末与硝酸溶液的添加比例为1g:（20~40mL）；/n（3）将质量比为1:（1.5-3）的氧化后的花生壳粉末与氯化亚砜混合，加热回流反应后得到酰氯化的花生壳粉末；/n（4）将质量比为1:（1.5-3）的酰氯化的花生壳粉末和乙二胺混合，加热反应后洗涤、干燥，得到表面改性的花生壳粉末；/n（5）将质量比为（1-5）:（10-15）:1:1的表面改性的花生壳粉末、甲壳素、膨润土和沸石混合，搅拌均匀得到混合料；/n（6）将混合料揉成小球状，650-750℃下灼烧4-6h，冷却后得到所述天然吸附剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于工业污水处理的天然吸附剂的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）将花生壳清洗、干燥、粉碎、过筛后得到花生壳粉末；
（2）将花生壳粉末加入5-10mol/L的硝酸溶液中，加热反应后抽滤、洗涤、干燥，得到氧化后的花生壳粉末，花生壳粉末与硝酸溶液的添加比例为1g:（20~40mL）；
（3）将质量比为1:（1.5-3）的氧化后的花生壳粉末与氯化亚砜混合，加热回流反应后得到酰氯化的花生壳粉末；
（4）将质量比为1:（1.5-3）的酰氯化的花生壳粉末和乙二胺混合，加热反应后洗涤、干燥，得到表面改性的花生壳粉末；
（5）将质量比为（1-5）:（10-15）:1:1的表面改性的花生壳粉末、甲壳素、膨润土和沸石混合，搅拌均匀得到混合料；
（6）将混合料揉成小球状，650-750℃下灼烧4-6h，冷却后得到所述天然吸附剂。


2.根据权利要求1所述的一种用于工业污水处理的天然吸附剂的制备方法，其特征是，步骤（1）中干燥温度50-80℃，过80-100目筛。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙静亚，叶啸天，张富生，陈庆国，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33