一种利用质子化豆饼去除废水中三氯生的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种利用质子化豆饼去除废水中三氯生 的方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，药品和个人护理用品（Pharmaceuticals and personal care products， PPCPs)作为一类新兴的环境污染物，日益受到人们的关注。PPCPs包括各种处方药和非处 方药（如抗生素、类固醇、消炎药、镇静剂、抗癫痈药、显影剂、止痛药、降压药、催眠药、减肥 药等）、香料、化妆品、遮光剂、染发剂、发胶、香皂、洗发水等，其中包含各种各样的化学物 质，这些化学物质在地表水、地下水、饮用水、污水处理厂、沉积物等环境介质中不断被检 出。大多数PPCPs中的化学成分以原始或被转化形式排入到污水中随污水进入污水处理 厂，虽然其化学成分以极低浓度（ng/L~μ g/L)进入水环境，但仍会影响水质并且潜在影 响饮用水的安全供应、生态环境和人类健康。三氯生（Triclosan，TCS)是一种广谱抗菌剂， 广泛用于人们日常生活用品（如肥皂、洗发水、牙膏、芳香剂等）和消费产品（纺织品、鞋、 塑料制品等）中，是一种典型的PPCPs类环境污染物，在个人护理品中的质量分数通常在 0. 1 %~0. 3%。研究表明，三氯生能够诱发细菌的抗药性且危害藻类等水生生物，而且在太 阳光的照射下，TCS会生成苯醌、对苯二酚、2, 7/2, 8-D⑶D和致癌物二噁英的前体物2, 4-二 氯苯酚等产物，对水生生态环境和饮用水水质安全造成严重危害。因此，处理和控制环境中 的TCS是当前环境污染治理领域一个急需解决的问题。
[0003] 研究发现，一些常用的吸附剂如活性炭、粘土、沸石等可以有效去除水中的TCSJb 外碳纳米管也对TCS有较好的吸附作用，但是这些吸附剂一般成本高，消耗量大，反应条件 繁琐而且会造成二次污染。
【发明内容】
[0004] 为解决上述问题，本发明提供了一种低成本、反应条件简单易行、处理时间短、无 二次污染的利用质子化豆饼吸附剂去除废水中三氯生的方法。该方法能够快速环保地去除 废水中的三氯生，减少含三氯生废水对环境的污染，有利于废水的资源化利用。
[0005] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
[0006] -种利用质子化豆饼去除废水中三氯生的方法，包括如下步骤：
[0007] 步骤1、将豆饼清洗后，于60~100°C下干燥12~36h，粉碎过筛至粒径为300~ 600 μ m的豆饼颗粒；
[0008] 步骤2、室温条件下，将所述豆饼颗粒在盐酸溶液中浸渍6~12h，蒸馏水清洗数次 至所述豆饼颗粒的PH呈中性，干燥，得到质子化豆饼吸附剂；
[0009] 步骤3、将所述质子化豆饼吸附剂加入到含三氯生废水中，搅拌或振荡8~12h后， 过滤分离，滤液调至中性后排放，完成对废水中三氯生的吸附。
[0010] 其中，所述含三氯生废水的初始pH为4. 0。
[0011] 其中，步骤3中在20°C下进行搅拌与震荡。
[0012] 其中，所述盐酸溶液的浓度为0. 1~0. 5mol/L。
[0013] 其中，所述豆饼颗粒与所述盐酸溶液的浸渍比为IOg豆饼颗粒：IL盐酸溶液。
[0014] 其中，所述废水中三氯生的初始浓度为20~100mg/L。
[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：豆饼经质子化处理后，其对废水中的三 氯生在20°C下的最大单分子层吸附量为99. 15mg/g，比传统的吸附剂的吸附量高。整个工 艺简单易行，效率高。由于豆饼来源丰富、价格低廉，因此降低了整个吸附三氯生工艺的成 本，并且避免了二次污染，实现了废物的再生利用，在保护环境的前提下，达到变废为宝、以 废治废的效果。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明中豆饼在质子化处理前后对废水中三氯生的吸附效果比较图；
[0017] 图2为本发明中含三氯生废水初始pH值与质子化豆饼吸附剂吸附容量的关系 图；
[0018] 图3为本发明中质子化豆饼吸附剂投加量对废水中三氯生去除效果的影响图；
[0019] 图4为本发明中质子化豆饼吸附剂对含不同初始浓度三氯生的废水的吸附容量 与吸附时间的关系曲线图；
[0020] 图5为质子化豆饼吸附剂去除废水中三氯生的Dubinnin-Radushkevich吸附等温 线图；
[0021] 图6为质子化豆饼吸附剂的红外光谱图。
【具体实施方式】
[0022] 为便于本领域技术人员对本发明的技术方案和有益效果进行理解，特结合附图对
【具体实施方式】进行如下描述。
[0023] 以下实施例中，根据以下公式计算吸附容量和吸附量：
[0026] 其中：qe和q ,分别为吸附完成时的吸附容量和吸附时间为t时的吸附量，mg/g ; (：。、(；和Q分别为吸附初始、吸附时间为t时和吸附完成时的三氯生浓度，mg/L ;V为废水体 积，L ;m为吸附剂质量，g。
[0027] 以下实施例中，根据以下公式计算去除率：
[0029] 其中：Y为去除率，％ ;C。和C 6分别为吸附初始和平衡时的三氯生浓度，mg/L。
[0030] Dubinnin-Radushkevich 吸附等温线模型为：
[0031] Inqe= InQ 0_KDR ε 2
[0034] 其中：Q°为最大单分子层吸附量，mg/g ;KDR为与吸附能有关的常数，mol2/kJ2; ε为 polenyi势；R为理想气体常数，8. 314X/(mol · Κ) ;Τ为绝对温度，K ;Ε为平均吸附自由能， kj/mol〇
[0035] 实施例1
[0036] 取一定质量的豆饼，蒸馏水清洗数次以去除豆饼表面的杂质和尘土，于80°C下干 燥24h，粉碎过筛至粒径为300~600 μ m ;对豆饼进行质子化处理：室温条件下，将筛分后 的豆饼颗粒在0. lmol/L盐酸溶液中浸渍12h，浸渍比为IOg豆饼颗粒：IL盐酸溶液，蒸馏水 清洗数次至PH呈中性，干燥，得到质子化豆饼吸附剂A。
[0037] 为了验证质子化豆饼的吸附容量较未质子化豆饼的吸附容量高，设置一对照实 施例：取一定质量的豆饼，蒸馏水清洗数次以去除豆饼表面的杂质和尘土，于80°C下干燥 24h，粉碎过筛至粒径为300~600 μm，得到豆饼吸附剂。
[0038] 分别取上述质子化豆饼吸附剂A与未质子化豆饼吸附剂各0. 10g，分别加入50mL、 pH为2. 0的含100mg/L三氯生的废水中，因此，吸附剂在废水中含量为2g/L，20°C下搅拌或 振荡12h后，过滤分离，滤液调至中性后排放，完成对废水中三氯生的吸附。
[0039] 豆饼在质子化处理前后对三氯生的吸附效果如图1所示。图1的测试结果表明， 对比例1的未质子化豆饼吸附剂对三氯生的吸附容量为15. 9mg/g，实施例1的质子化豆饼 吸附剂A对三氯生的吸附容量为23. 5mg/g。与未质子化处理的豆饼吸附剂相比，实施例1 的质子化豆饼吸附剂A显著地提高了豆饼对三氯生的吸附容量，提高了 47. 8%。
[0040] 实施例2
[0041] 取一定质量的豆饼，蒸馏水清洗数次以去除豆饼表面的杂质和尘土，于100°C下干 燥12h，粉碎过筛至粒径为300~600 μ m ;对豆饼进行质子化处理：室温条件下，将筛分后 的豆饼颗粒在0. 2mol/L盐酸溶液中浸渍9h，浸渍比为IOg豆饼颗粒：IL盐酸溶液，蒸馏水 清洗数次至PH呈中性，干燥，得到质子化豆饼吸附剂B。
[0042] 取质子化豆饼吸附剂B加入pH值为2. 0、含50mg/L三氯生的废水中，其中，吸附剂 B在废水中含量为2g/L，20°C下搅拌或振荡IOh后，过滤分离，滤液调至中性后排放，完成对 废水中二氯生的吸附。
[0043] 另外，为了检测pH值对吸附效果的影响，将含三氯生废水的初始pH值分别设为 4. 0、6. 0、7. 0、8. 0、10. 0,其他条件均不变，重复上述过程。
[0044] 吸附完成后对废水中三氯生的剩余浓度进行检测，并计算吸附容量，结果如图2 所示。由图2可见，pH对三氯生的去除效果有显著影响。pH值从2.0升高至4.0时，吸附 剂B对三氯生的吸附容量升高，pH值从4. 0继续升高至10. 0时，吸附剂B对三氯生的吸附 容量持续下降。从图2可以看出，废水pH = 4. 0时，吸附剂B对三氯生的吸附效果最好。
[0045] 实施例3
[0046] 取一定质量的豆饼，蒸馏水清洗数次以去除豆饼表面的杂质和尘土，于60°C下干 燥36h，粉碎过筛至粒径为300~600