专利名称：一种吸附剂及其在羊毛染色废水再生循环利用技术中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种吸附剂，本发明还涉及所述吸附剂在羊毛染色废水再生循环利用技术中的应用。
背景技术：
羊毛染色需要在酸性条件下进行，常使用的有硫酸、甲酸、醋酸等，对于酸性金属 络合染料，在羊毛染色过程中会有游离的重金属离子如铬离子从染料中释放，进入水溶液 中；对于酸性媒染染料，在羊毛染色中通常需加入重铬酸盐做为媒染剂，有较多量的铬离子 因此进入水溶液。羊毛染色废水再生循环利用技术是指羊毛染色单元所产生的废水经上述技术处 理后回到原来的羊毛染色单元重复使用。这项技术的优势在于1.实现废水资源化，减少新 鲜水使用量。2.实现废水零排放。其技术难点在于1.回用水含有较多的酸，不利于羊毛染 色时PH值的控制；使用碱来中和酸不仅增加成本，而且使溶液中盐分含量上升，富集，对羊 毛染色均勻性有影响。2.回用水含有染色废水中残留的金属离子，如铬离子、铁离子、铜离 子等，长期回用将使这些金属离子富集。从染色实践观察，羊毛用含一定浓度上述金属离子 的水进行染色与不含金属离子的新鲜水染色布样相比，两者色差等级随上述金属离子浓度 的增加而降低，色差5级最好，1级最差，采用GB250-1995评定变色用灰色样卡标准测试，当 上述色差在四级以下时，无法实现染色的重现性，导致染色质量下降。因此从羊毛染色废水中高效低成本的去除溶液中的酸与铬、铁、铜等金属离子是 关系到其再生循环效果的关键技术问题之一。毛纺企业废水的处理方法主要有三种物理处理法、化学处理法、生物处理法。吸 附法是废水处理的一种重要的物化方法，这种方法是将活性炭、粘土等多孔物质的粉末或 颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，能有效的去除废水中多种污染 物，经处理后出水水质好且比较稳定，因而吸附法在废水处理中有着不可取代的作用。随着 排放标准的日趋严格、水资源回收利用的日益迫切，吸附法在废水处理中的作用将越来越 重要。吸附剂是吸附的物质基础和前提，吸附剂的种类较多，现用的吸附剂主要有活性 炭、天然矿物吸附剂、固体废弃物吸附剂、无机物吸附剂、树脂吸附剂、其它新型吸附剂。煤渣是煤和焦炭经过燃烧所剩余的残渣，粉煤灰是煤燃烧所产生的烟气中的细 灰。它们的主要成分是二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁等，还有未燃烧的残炭。 其结构膨大，有蜂窝状细孔，不溶于水，经筛选洗净后可用作过滤材料，可以滤除肉眼可见 的颗粒材料，它对水中臭气、悬浮物和显色物质的吸附作用良好，因为含有大量的金属氧化 物，应该对酸有较好的吸附作用，可用来处理酸，可以作为一种廉价的过滤、吸附材料。上海交通大学隋艳明等在《粉煤灰合成沸石用于含C/+废水处理的应用研究》中阐 明合成沸石对低浓度(< 100mg/L)含C:废水具有良好的去除效果，去除率达94%以上。当废水中存在其它阳离子(NH4+，Na+, K+，Ni2+和Ca2+)时，即使阳离子浓度达C/+的4倍，合 成沸石对C/+仍表现出了较高的选择性，C/+去除效率基本未受影响。对于成分复杂的实际 含C/+的制革废水，当合成沸石投加量大于5g/L时，对Cr3+去除率高达99%以上，处理后废 水中的C/+浓度低于国家规定的Cr3+排放限值，因此，粉煤灰合成沸石在处理含C/+废水方 面具有良好的应用前景。该技术使用的吸附剂粉煤灰合成沸石需成型烧结工序，增加能耗； 使用该技术处理后的废水立足于排放而不是回用，不能减少新鲜水的使用量；同时未涉及 铜铁等金属离子的去除和对酸吸附的内容。山东科技大学刘心悦等在《粉煤灰的酸处理及其对染料脱色效果的影响》中阐明 用8mol/L的H2SO4处理粉煤灰，可较好地改善其表面状况，粉煤灰的饱和吸附量明显增大。 用处理后的粉煤灰对染料进行脱色试验，寻找到最佳的处理条件，取得了较好的脱色效果。 该技术使用的吸附剂粉煤灰需用8mol/L的H2SO4处理，此过程中需浸泡、洗涤、过滤、烘干。 产生大量废液，增加耗能；同时也未涉及对染色废水中酸与金属离子的吸附内容。
发明内容
本发明的目的是为羊毛染色废水再生循环利用技术提供一种对酸和金属离子吸 附能力强、价格便宜、操作简单的吸附剂。本发明采用工业废弃物煤渣和粉煤灰作为吸附 剂，通过对酸、金属离子的吸附实验，有效地解决了羊毛染色废水再生循环利用技术中对酸 和金属离子的去除问题，从而使羊毛染色废水经再生循环利用技术处理后，达到染色工序 回用的目的。(1)吸附剂吸附剂可以通过未经处理的经粉碎的煤渣和粉煤灰过6-200目筛获 得，优选120目。(2)该吸附剂在羊毛染色废水再生循环利用技术中的应用方式为间歇式操作吸附 方式。其操作过程为在容器中加入一定量的低浓度染色废水和一定量的吸附剂，在搅拌条 件下，经过一定时间后过滤，使两者分离，此方式多用于少量废水的情况。(3)本发明采用(2)中的方式对染色废水中低浓度的醋酸、甲酸、硫酸、草酸、柠檬 酸进行吸附。(4)本发明采用(2)中的方式对染色废水中低浓度的铬离子、铁离子、铜离子进行 吸附。(5)染色废水中含有残留的金属离子，如铬离子、铁离子、铜离子等，长期回用将使 这些金属离子富集。从染色实践观察，羊毛织物用含一定浓度上述金属离子的水进行染色 与不含金属离子的新鲜水染色羊毛织物相比，两者色差等级随上述金属离子浓度的增加而 降低，当上述色差在四级以下时，无法实现羊毛染色的重现性，导致染色质量下降。使用本 发明所述的吸附剂可有效的解决从羊毛染色废水中高效低成本的去除溶液中的铬、铁、铜 等金属离子问题。使染色物与用新鲜水染色后的染色物之间的色差达到4级以上，同时节 约了新鲜水用量。上述发明的使用条件如下其中发明内容⑴粉碎后的煤渣或粉煤灰用35目的筛子过筛，得到吸附剂A，用 120目的筛子过筛，得到吸附剂B。其中发明内容(3)所选吸附条件为吸附剂质量l-100g，吸附质醋酸、甲酸、硫酸、 草酸、柠檬酸，浓度0. 01-2. Omol/L，温度20°C _70°C，时间30—300分钟；优选吸附剂质量
4l-50g，吸附质浓度 0. 1-l.Omol/L，温度 30°C _60°C，时间 30-120 分钟其中发明内容(4)所选吸附条件为吸附剂质量l-100g，吸附质铬离子、铁离子、 铜离子，浓度3-300mg/L，温度20°C -70°C，时间30-300分钟；优选吸附剂质量l_50g，吸 附质浓度30-300mg/L，温度30°C _60°C，时间30-120分钟。该方法所用吸附剂原料易得、价廉，操作设备简单，运行成本低，用过的吸附剂易 于处理，节能效果显著，适用于毛纺企业对羊毛染色废水的循环利用过程。以下用实施例进一步阐述本发明，但并不因此将本发明限制在具体实施例范围 内。实施例1 采用发明内容⑵中的操作方式，吸附剂A和35目活性炭，吸附剂质量 lg，吸附质初始浓度0. 2mol/L，在温度30°C、时间30分钟条件下对醋酸、甲酸、硫酸、草酸、 柠檬酸进行吸附，结果见表1。表1吸附剂A和35目活性炭对酸的吸附
ft*me/g醋酸甲酸硫酸草酸柠檬酸
吸附剂xXv______
吸附剂 A145133156129205
活性炭98754014679实施例2 采用发明内容⑵中的操作方式，吸附剂B和120目活性炭，吸附剂质量 lg，吸附质初始浓度0. 2mol/L，在温度30°C、时间30分钟条件下对醋酸、甲酸、硫酸、草酸、 柠檬酸进行吸附，结果见表2。表2吸附剂B和120目活性炭对酸的吸附
Wfiftiiig/g醋酸φ酸硫酸草酸柠様酸
吸附剂_ X.
吸附剂 B240236254296394
活性炭__1007550129118实施例3 采用发明内容(2)中的操作方式，吸附剂Α，吸附剂质量50g，吸附质初 始浓度0. 4mol/L，在温度30°C、时间30分钟条件下，吸附剂A对醋酸的吸附量为143mg/g， 对甲酸的吸附量为125mg/g，对硫酸的吸附量为154mg/g，对草酸的吸附量为108mg/g，对柠 檬酸的吸附量为200mg/g。实施例1-2的数据表明吸附剂A和B对上述几种酸的吸附量大于活性炭对相应 酸的吸附量的50% -400%;是一种对羊毛染色所用的各种酸的高效低成本的易得的优质吸 附剂。
实施例4:采用发明内容(2)中的操作方式，吸附剂A和35目活性炭，吸附剂质量 50g,吸附质初始浓度60mg/L金属离子，在温度30°C、时间30分钟条件下对铬离子、铁离子、 铜离子进行吸附。结果见表3。表3吸附剂A和活性炭对金属离子的吸附
权利要求
一种用于羊毛染色废水再生循环利用技术中的吸附剂，通过未经处理的煤渣和粉煤灰经粉碎过6 200目筛获得。
2.根据权利要求1所述在羊毛染色废水再生循环利用技术中的吸附剂，优选过120目筛获得。
3.根据权利要求1所述用于羊毛染色废水再生循环利用技术中的吸附剂在羊毛染色 废水再生循环利用技术中的应用方式为间歇式操作吸附方式，其包括如下步骤在容器中 加入一定量的低浓度染色废水和一定量的吸附剂，搅拌处理一定时间后过滤，使两者分离。
4.根据权利要求3所述应用，所述吸附吸附剂质量l-100g，吸附质醋酸、甲酸、硫酸、草 酸或柠檬酸，浓度0. 01-2. Omol/L，处理温度20°C _70°C，时间30-300分钟。
5.根据权利要求3、4所述应用，优选吸附剂质量l_50g，吸附质浓度0.1-l.Omol/L，处 理温度300C _60°C，时间30-120分钟。
6.根据权利要求3所述应用，所述吸附吸附剂质量l-100g，吸附质醋酸、甲酸、硫酸、草 酸或柠檬酸，浓度0. 01-2. Omol/L，处理温度20°C _70°C，时间30-300分钟。
7.根据权利要求3、6所述应用，优选吸附剂质量l_50g，吸附质浓度0.1-l.Omol/L，温 度 300C -60°C，时间 30-120 分钟。
8.根据权利要求1、2、3、6、7所述应用，染色水中含有染色废水中残留的金属离子，如 铬离子、铁离子、铜离子等，长期回用将使这些金属离子富集；从染色实践观察，羊毛用含一 定浓度上述金属离子的水进行染色与不含金属离子的新鲜水染色布样相比，两者色差等级 随上述金属离子浓度的增加而降低，当上述色差在四级以下时，无法实现羊毛染色的重现 性，导致染色质量下降；使用吸附剂可有效的解决从羊毛染色废水中高效低成本的去除溶 液中的铬、铁、铜等金属离子的问题；使染色物与用新鲜水染色后的染色物之间的色差达到 4级以上，同时节约了新鲜水用量。
9.根据权利要求1、2、4、5、6、7或8所述应用，吸附质为醋酸、甲酸、硫酸、草酸、柠檬酸、 铬离子、铁离子、铜离子。
全文摘要
本发明涉及一种吸附剂及所述吸附剂在羊毛染色废水再生循环利用技术中的应用。本发明的目的是为羊毛染色废水再生循环利用技术提供一种对酸和金属离子吸附能力强、价格便宜、操作简单、运行成本低、用过的吸附剂易于处理的吸附剂。采用工业废弃物煤渣和粉煤灰作为吸附剂，通过对酸、金属离子的吸附实验，有效地解决了羊毛染色废水再生循环利用技术中对酸和金属离子的去除问题。该吸附剂对醋酸、甲酸、硫酸、草酸、柠檬酸的吸附量是活性炭大于相应酸的吸附量的50％-400％；对铬离子、铁离子、铜离子的吸附与活性炭处于同一水平，使染色物与用新鲜水染色后的染色物之间的色差达到4级以上，同时节约了新鲜水用量。从而使羊毛染色废水经再生循环利用技术处理后，达到染色工序回用的目的。
文档编号C02F101/22GK101966447SQ20101029253
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者冯步学, 徐燕, 杜迎春, 王柏华, 聂素双 申请人:北京服装学院