一种处理印染废水的粉煤灰壳聚糖复合吸附剂制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种处理印染废水的粉煤灰壳聚糖复合吸附剂制备方法，可广泛适用于工业以及其他含活性艳红X?3B废水的处理。该技术原料之一来源广泛、价格便宜；含活性艳红X?3B废水处理方法简洁、处理效率高、成本低。用于处理含活性艳红X?3B废水的吸附材料即改性粉煤灰是由壳聚糖改性制的，改性方法简单、成本低。本研究方法既可以节省壳聚糖的使用量，降低成本，也能将粉煤灰进行改性以提高粉煤灰的吸附性能，达到废物利用，具有很高的环保价值。
【专利说明】
-种处理印染废水的粉煤灰亮聚糖复合吸附剂制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于印染废水处理技术领域，设及一种处理印染废水的粉煤灰壳聚糖复合 吸附剂制备方法，可广泛适用于工业W及其他印染废水的处理。
【背景技术】
[0002] 印染废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水。印染废 水水量较大，每印染加工1吨纺织品耗水100~200吨，其中80~90%成为废水。纺织印染废 水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水之一， 废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。根据生产工艺步 骤，印染废水可分为：
[0003] ①退浆废水，水量较小，污染物浓度高，主要含有浆料及其分解物、纤维屑、酸、淀 粉碱和酶类污染物，浊度大。废水呈碱性，pH值为12左右。用淀粉浆料时B0D、COD均高，可生 化性较好;用合成浆料时COD很高，B0D小于5mg/L，水可生化性较差。
[0004] ②煮炼废水，水量大，污染物浓度高，主要含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面 活性剂、含氮化合物等。废水碱性很强，水溫高，呈褐色，COD与B0D很高，达每升数千毫克。
[0005] ③漂白废水，水量大，污染较轻，主要含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫代硫 酸钢等。
[0006] ④丝光废水，含碱量高，NaOH含量在3 %-5 %，多数印染厂通过蒸发浓缩回收化0H， 所W丝光废水一般很少排出，经过工艺多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性，B0D、 C0D、SS均较高。
[0007] ⑤染色废水，水质多变，有时含有使用各种染料时的有毒物质(硫化碱、吐酒石、苯 胺、硫酸铜、酪等），碱性，PH有时达10W上(采用硫化、还原染料时），含有有机染料、表面活 性剂等。色度很高，而SS少，COD较B0D高，可生化性较差。
[000引⑥印染废水，含浆料、B0D、C0D高。
[0009] ⑦整理工序废水，主要含有纤维屑、树脂、甲醒、油剂和浆料，水量少。
[0010] ⑧碱减量废水:是涂绝仿真丝碱减量工序产生的，主要含涂绝水解物对苯二甲酸、 乙二醇等，其中对苯二甲酸含量高达75%。碱减量废水不仅pH值高(一般>12)，而且有机物 浓度高，碱减量工序排放的废水中CODcr可高达9万mg/L，高分子有机物及部分染料很难被生 物降解。
[0011] 在环境问题日益突出的今天，纺织工业发展的主要阻碍之一是环保节能(低碳）问 题，环保的主要问题是废水，而约80%纺织废水来自于印染行业。统计数据显示，2008年纺 织工业废水排放量23亿吨，居各工业行业第3位，占全国工业废水排放量的10.60 %。纺织工 业排放废水中化学需氧量(CODcr)排放量31.4万吨，居各工业行业第4位，占全国工业废水 CODcr的7.76%。实际上印染行业是W中小企业为主的竞争性行业，中小企业比重占99.6%， 非公有制企业占95%，大量小企业数据并未统计在内。若W纤维加工量的70%进行印染加 工统计，则年排放废水约在30亿吨左右。目前用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化 法、化学法w及几种工艺结合的处理方法，而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水 质，去除悬浮物及可直接沉降的杂质，调节废水水质及水量、降低废水溫度等，提高废水处 理的整体效果，确保整个处理系统的稳定性，故预处理在印染废水处理中具有极其重要的 地位。
[0012] 所W研究出新的效率高、成本低、方法简洁的预处理印染废水的方法迫在眉睫，受 相关研究成果的启发，利用壳聚糖改性粉煤灰用于印染废水的预处理，不仅可W节省壳聚 糖的使用量，降低成本，还可W将粉煤灰进行改性W提高粉煤灰的吸附性能，达到综合利用 的目的，具有环保节能的实际意义。
【发明内容】
[0013] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种处理印染废水的粉煤灰壳聚糖复合吸 附剂制备方法。
[0014] 本发明采用技术方案如下：
[0015] -种处理印染废水的粉煤灰壳聚糖复合吸附剂制备方法，包括有W下工艺步骤：
[0016] a.将炉底粉煤灰过300目筛后备用；
[0017] b.取S.OOOOg备用的炉底粉煤灰，与2mol/L化0田容液和Imol/L化2〇)3溶液的混合 溶液或单独2mol/L NaO田容液按照固液比1:10进行混合，然后在常溫下超声处理化，将超声 处理后的混合溶液水洗至中性、抽滤，在80°C下干燥备用，制得混合碱改性粉煤灰；
[0018] C.取2. OOOOg混合碱改性粉煤灰，按质量比为1:10混合粉煤灰、壳聚糖，混合后加 入20ml壳聚糖醋酸溶液。先将混合溶液快速揽拌30min，同时用2mol/L化0H溶液滴定至pH =9,再慢速揽拌20min。揽拌结束，将混合溶液水洗至中性、抽滤，然后将滤饼放置在恒溫干 燥箱中在80°C干燥，制得壳聚糖改性粉煤灰。
[0019] d.取0.0500g壳聚糖改性粉煤灰，按水灰比1ml: Img加入50ml的lOOmg/L模拟含活 性艳红X-3B废水。混合后在常溫下用磁力揽拌器揽拌60min，然后使用离屯、机在3000r/min 的转速下将灰水混合物离屯、lOmin，离屯、后的上清液倒入烧杯中常溫放置，沉淀物在80°C的 鼓风干燥箱中干燥、备用。
[0020] 所述炉底粉煤灰为淮南地区所产炉底粉煤灰，炉底粉煤灰是分离出来的比较粗的 颗粒，或是炉渣，颗粒级配、孔隙率、比表面积较大，组成成分包括Si〇2、Al2〇3、Fe2〇3、CaO等。
[0021] 所述壳聚糖为市售，分子式Cs姐103化化9，分子量1526.4539，白色无定形透明物质， 无味无臭，溶于PH<6.5的稀酸，不溶于水和碱溶液。
[0022] 所述NaOH为市售分析纯NaOH，密度2.130g/cm3，烙点318.4°C，沸点1390°C。
[0023] 所述Na2C〇3为市售分析纯Na2C〇3，密度2.532g/cm3，烙点85rC。
[0024] 所述水灰比中水为含活性艳红X-3B废水，lOOmg/L模拟含活性艳红X-3B废水。
[0025] 所述水灰比中灰为壳聚糖改性后的粉煤灰，即为壳聚糖改性粉煤灰。
[00%]本发明与现有的含活性艳红X-3B废水处理方法相比较，具有如下优点：
[0027]在改性方法上，本发明运用混合碱改性剂与超声处理相结合的方式，进一步增加 粉煤灰的比表面积，提高了其吸附性能。其中，超声处理辅助手段的运用提高了改性效率， 加速了粉煤灰内部玻璃网络聚合体的解体，促进Si-0-Al键的断裂，提高了其吸附活性。混 合碱改性剂的使用，可W进一步破坏粉煤灰表面的玻璃体，促进Si-0键和A1-0键的断裂。同 时，在粉煤灰的表面聚集-OH, C032\HC(V等离子基团，它们与壳聚糖暴露的基团间相互作 用，为提高壳聚糖的负载率提供保证。此研究方法既可W节省壳聚糖的用量，降低成本，也 将粉煤灰进行了必要改性，提高了粉煤灰的吸附性能及利用率。利用混合碱及壳聚糖作为 表面改性剂改性粉煤灰，由于壳聚糖价格较高，虽然其处理效果好但用于处理废水的吸附 剂来说成本较高。而炉底粉煤灰是大量产生的固体废弃物，数量多而廉价且对环境有一定 的污染。因此，综合考虑成本及环保问题W及粉煤灰自身具有的吸附性能，可W使壳聚糖与 粉煤灰结合，W壳聚糖作为表面改性剂改性粉煤灰制得壳聚糖改性粉煤灰，对含活性艳红 X-3B废水进行处理。此研究方法既可W节省壳聚糖的使用量，降低成本，也能将粉煤灰进行 改性W提高粉煤灰的吸附性能。
【附图说明】
[002引图1粉煤灰沈Μ照片。
[0029] 图2活性艳红Χ-3Β标准曲线。
[0030] 其中图1中（a)为原灰、（b)为混合碱改性粉煤灰、（C)为壳聚糖改性粉煤灰；图2拟 合曲线的数学表达式为￥ = 0.0112乂+0.0828，护=0.9978，即可^使用该曲线来确定处理前 后样品溶液中活性艳红X-3B的浓度。
【具体实施方式】
[0031] -种处理印染废水的粉煤灰壳聚糖复合吸附剂制备方法，包括有W下工艺步骤：
[0032] a.将炉底粉煤灰过300目筛后备用；
[0033] b.取S.OOOOg备用的炉底粉煤灰，与2mol/L化細溶液和Imol/L化2〇)3溶液的混合 溶液或单独2mol/L NaO田容液按照固液比1:10进行混合，然后在常溫下超声处理化，将超声 处理后的混合溶液水洗至中性、抽滤，在80°C下干燥备用，制得混合碱改性粉煤灰；
[0034] C.取2. OOOOg混合碱改性粉煤灰，按质量比为1:10混合粉煤灰、壳聚糖，混合后加 入20ml壳聚糖醋酸溶液，先将混合溶液快速揽拌30min，同时用2mol/L化0H溶液滴定至pH =9,再慢速揽拌20min。揽拌结束，将混合溶液水洗至中性、抽滤，然后将滤饼放置在恒溫干 燥箱中在80°C干燥，制得壳聚糖改性粉煤灰；
[00巧]d.取0.0500g壳聚糖改性粉煤灰，按水灰比1ml: Img加入50ml的lOOmg/L模拟含活 性艳红X-3B废水。混合后在常溫下用磁力揽拌器揽拌60min，然后使用离屯、机在3000r/min 的转速下将灰水混合物离屯、lOmin，离屯、后的上清液倒入烧杯中常溫放置，沉淀物在80°C的 鼓风干燥箱中干燥，备用。
[0036] 所述炉底粉煤灰为淮南地区所产炉底粉煤灰，炉底粉煤灰是分离出来的比较粗的 颗粒，或是炉渣，颗粒级配、孔隙率、比表面积较大，组成成分包括Si化、Ah化、Fe2化、化0等。 壳聚糖为市售，分子式Cs姐1〇3抓化9,分子量1526.4539,白色无定形透明物质，无味无臭，溶于 PH<6.5的稀酸，不溶于水和碱溶液。NaOH为市售分析纯化0H，密度2.130g/cm3，烙点318.4 。(：，沸点1390°C。化2〇)3为市售分析纯化2C〇3，密度2.532g/cm3，烙点85rC。水灰比中水为含 活性艳红X-3B废水，lOOmg/L模拟含活性艳红X-3B废水。水灰比中灰为壳聚糖改性后的粉煤 灰，即为壳聚糖改性粉煤灰。
[0037] 按本发明壳聚糖改性粉煤灰处理含活性艳红X-3B废水的工艺条件进行测试，结果 如表1所示。
[003引 其中；
[0039] 1.步骤b中所用化0H溶液和化2〇)3溶液的配制方法是：分别称取20 . OOOOg化0H固 体、26.5000g化2C〇3固体，用250ml容量瓶定容，配制成2mol/L化0H溶液和Imol/L化2C〇3 溶液。
[0040] 2.步骤b中的所述按体积比化0H:化2〇)3 = 1:1、1: 2、1:3、2:1、3:1的比例W及单独 的2mol/L NaO田容液制得不同的混合碱改性粉煤灰，然后按步骤C制备壳聚糖改性粉煤灰。
[0041] 3.步骤C中所用壳聚糖为壳聚糖醋酸溶液，配制方法是：用微量移液器量取 2.531ml冰乙酸，定容至250ml，配制成1 %的醋酸溶液;称取5. OOOOg壳聚糖固体，与250ml醋 酸溶液混合揽拌，直至壳聚糖完全溶解，配制成2%的壳聚糖醋酸溶液。
[0042] 4步骤d中lOOmg/L模拟含活性艳红X-3B废水的配制方法是:称取0.2500g活性艳红 X-3B固体，沸水充分溶解后用250ml容量瓶定容，配制成Ig/L含活性艳红X-3B溶液备用。然 后用量筒量取50ml浓度为Ig/L活性艳红X-3B溶液，定容至500ml，得到lOOmg/L模拟活性艳 红X-3B废水。
[0043] 5.采用浓度-吸光度标准曲线法确定模拟废水中活性艳红X-3B的浓度。
[0044] 表1按本发明壳聚糖改性粉煤灰处理含活性艳红X-3B废水的测试结果：
[0045]
【主权项】
1. 一种处理印染废水的粉煤灰壳聚糖复合吸附剂制备方法，其特征在于，包括有以下 工艺步骤： a. 将炉底粉煤灰过300目筛后备用； b. 取5.0000g备用的炉底粉煤灰，与2mol/L NaOH溶液和lmol/L Na2C03溶液的混合溶 液或单独2mol/ L NaOH溶液按照固液比1:10进行混合，然后在常温下超声处理2h，将超声 处理后的混合溶液水洗至中性、抽滤，在80°C下干燥备用，制得混合碱改性粉煤灰； c .取2 . OOOOg混合碱改性粉煤灰，按质量比为1:10混合粉煤灰、壳聚糖，混合后加入 20ml壳聚糖醋酸溶液，先将混合溶液快速搅拌30min，同时用2mo 1/L NaOH溶液滴定至pH=9， 再慢速搅拌20min，搅拌结束，将混合溶液水洗至中性、抽滤，然后将滤饼放置在恒温干燥箱 中在80°C干燥，制得壳聚糖改性粉煤灰； d.取0.0500g壳聚糖改性粉煤灰，按水灰比lml: lmg加入50ml的100mg/L模拟含活性艳 红X-3B废水，混合后在常温下用磁力搅拌器搅拌60 min，然后使用离心机在3000r/min的转 速下将灰水混合物离心l〇min，离心后的上清液倒入烧杯中常温放置，沉淀物在80°C的鼓风 干燥箱中干燥，备用。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述炉底粉煤灰为淮南地区所产炉底 粉煤灰，炉底粉煤灰是分离出来的比较粗的颗粒，或是炉渣，颗粒级配、孔隙率、比表面积较 大，组成成分包括Si0 2、Al2〇3、Fe2〇3、CaO等。3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖为市售，分子式 C56H1Q3N9〇39，分子量1526.4539，白色无定形透明物质，无味无臭，溶于PH〈6.5的稀酸，不溶于 水和碱溶液。4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述NaOH为市售分析纯NaOH，密度 2.13(^/〇113，熔点318.4°(：，沸点1390°(：。5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Na2C〇3为市售分析纯Na2C〇3，密度 2.5328/〇11 3，熔点851°(：。6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水灰比中水为含活性艳红X-3B 废水，100mg/L模拟含活性艳红X-3B废水。7. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水灰比中灰为壳聚糖改性后的粉 煤灰，即为壳聚糖改性粉煤灰。
【文档编号】C02F1/28GK105983393SQ201610102612
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年2月24日
【发明人】王庆平, 刘佳丽, 张晴晴, 闵凡飞
【申请人】安徽理工大学