生物吸附剂、制备方法及其去除废水中亚甲基蓝染料的用途技术

本发明专利技术涉及生物质液化渣相产品及废水净化技术领域，特别涉及一种生物吸附剂、制备方法及其在去除废水中亚甲基蓝染料的用途，生物吸附剂以生物质为原料，制备步骤为，将生物质破碎，干燥，得到干燥生物质，然后将上述干燥生物质进行液化反应，得液化渣，将所述液化渣进行淋洗、真空过滤、干燥、粉碎、过筛，得生物吸附剂，本发明专利技术还提供其制备方法和用途，所述生物吸附剂的生产成本低廉，用于去除废水中亚甲基蓝染料，去除率高，吸附量大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物质液化渣相产品及废水净化
，特别涉及一种生物吸附齐U、制备方法及其去除废水中亚甲基蓝染料的用途。
技术介绍
染料废水具有色泽深、臭味大、COD含量高、成分复杂且多变的特点，含有多种生物毒性大、难以降解的物质，废水中的染料能吸收光线，降低水体透明度，大量消耗水体中氧，造成水体缺氧，破坏水体自净及水生生态系统。亚甲基蓝是一种有毒的三苯甲烷类且带有金属光泽的绿色结晶体。常作为染料用于制陶、纺织、皮革和细胞化学染色等行业。亚甲基蓝作为染色剂，在染色后产生大量的含亚甲基蓝废水。该废水具有高毒性、高残留、致癌、致畸和致突变作用，严重危害水生生物及人类健康。因此，如何去除废水中亚甲基蓝染料已成为人们关注的热点和难点。目前去除废水中亚甲基蓝的处理方法可分为物理法、化学法和生物法，主要有高级氧化法、光催化法、光解法和吸附法等。在这些方法中，吸附法由于设备投资少，工艺与操作简单、高效，已广泛应用于去除废水中的染料，而改善吸附法的关键在于寻找更加高效、环保、价廉的吸附材料。稻壳、稻杆是稻米生产中的副产物(农作废物)。全世界每年稻壳、稻杆的产量大约为1.4亿吨。然而，由于稻壳、稻杆具有较高的灰分和木质素含量,一直以来稻壳、稻杆并未被很好地利用。堆肥和焚烧等传统工艺并不适合用来处理这些有机固体废物。稻壳、稻杆含氮量较低，满足不了堆肥对物料中氮含量的要求。如将稻壳、稻杆进行焚烧势必会产生大量的烟尘，从而对环境造成污染。换个角度而言，稻壳、稻杆亦是一种潜在的再生能源资源。将稻壳、稻杆转化成生物能源而非作为一种废物处理，对环境造成的污染将大大降低。随着城市化进程的加快和对城市环境质量要求的提高，我国城市污水处理事业发展十分迅速。城市污水处理厂的数量逐年增加，城市污泥的产量也随之增加，污泥中除含有大量水分外，还含有难降解的有机物、重金属和盐类以及各种致病性微生物。如果处置不当，将会造成严重的二次污染，但其中含有的有机物和腐殖质等是可利用的资源，污泥的稳定化、减量化、无害化和资源化已引起人们的广泛关注。传统的处理处置方式如卫生填埋、焚烧、投海等对环境容易产生二次污染。相比稻壳、稻杆和污泥，微藻具有更高的光合作用效率和生物质产量以及更快的生长速率。此外，微藻在淡水和海水中都可生长，可以大规模培养且不占用农业用地或环境敏感的土地。基于这些优势，微藻被认为是制取第三代生物能源和化工原料的优质资源。小球藻，一种蛋白质含量较高的微藻，已经被大规模培育并被作为人类和动物食物添加剂而商业化应用。如果能够以这种大规模培育的微藻作为原料通过液化技术制取生物质渣及生物油燃料，其将产生显著的经济效益。稻壳、稻杆、污泥、小球藻液化热化学转化技术是一种广泛使用的废物无害化、减量化、资源化方法，已在稻壳、稻杆液化领域中取得一定研究成果。生物质液化是利用生物质在低温和高压的水溶剂或其它溶剂中降解转化形成低分子量的液化产品(生物油)及渣相产品(液化渣)的热化学转化方法。活性生物质里含有较高的有机碳，以生物质作为原料液化生产生物油已受到研究界广泛关注。液化生物质渣作为液化反应中的第二大产物，一直研究较少，生物质液化反应中，生物质渣结构发生巨大的变化，在形态上扭曲变形，但是直接利用原有液化热化学转化技术得到的生物质渣并没有很好的利用价值。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种，所述生物吸附剂利用生物质为原料，生产成本低廉，用于去除废水中亚甲基蓝染料，去除率高，吸附量大。本专利技术的生物吸附剂，以生物质为原料，制备方法为，将生物质破碎，干燥，得到干燥生物质，然后将上述干燥生物质进行液化反应，得液化渣，将所述液化渣进行淋洗、真空过滤、干燥、粉碎、过筛，得生物吸附剂。本专利技术的生物吸附剂的粒径优选小于75 μ m，所述生物质优选为污泥、稻壳、稻杆或小球藻。本专利技术还提供一种生物吸附剂的制备方法，以生物质为原料，步骤为，将生物质破碎，然后干燥，得到干燥生物质，然后将上述干燥生物质与液化溶剂混合，进行液化反应，所述液化溶剂为甲醇、乙醇、丙酮或水中的一种或多种，液化完成后，得液化渣，将所述液化渣经淋洗溶剂淋洗、真空过滤、干燥、粉碎、过筛，得生物吸附剂，所述淋洗溶剂为丙酮、乙酸乙酯或水。所述生物质优选为污泥、稻壳、稻杆或小球藻。上述方法中，液化反应的液化压强优选为5?25Mpa，液化反应的温度优选为200?400°C，时间为10?30min。干燥生物质和液化溶剂的重量体积配比为(30?80)g/ (I?2) L。优选将生物质破碎至0.2?0.9mm。上述干燥生物质的温度优选为100?110 °C，最优选 105 0C O本专利技术还提供一种生物吸附剂去除废水中亚甲基蓝染料的用途，步骤为， (1)将所述生物吸附剂与含有亚甲基蓝染料的废水混合均匀，得混合液； (2)将上述混合液进行吸附反应； (3)吸附反应完成后，固液分离出负载有亚甲基蓝染料的生物吸附剂。上述步骤(I)中，生物吸附剂的添加量为0.2?0.5g/L，废水中亚甲基蓝染料的浓度优选为10?150mg/L。上述步骤(2)中，反应温度优选为30?35°C，pH优选为6.5?7.5，振荡转速为150?180 rpm,吸附时间优选为I?24h。与现有技术相比，本专利技术的优点在于: 本专利技术生物吸附剂主要原料为市政污水厂污泥、农作废物稻壳、稻杆或小球藻等生物质，将生物质通过破碎、干燥、液化、过滤、干燥、粉碎和过筛处理制备得到生物吸附剂，其原料来源广，制备工艺简单，成本低廉，可连续大规模生产。本专利技术的生物吸附剂具有多孔性、渗透性、比表面积大及含有多种化学官能团，相对于生物质来说，官能团有所变化，官能团C-0, -OH等有所增强，这有利于吸附相关污染物。本专利技术的生物吸附剂无需进行表面化学处理，其吸附量大且对染料去除率高，是一种环保生物吸附剂。本专利技术的生物吸附剂组成成分更稳定，耐热性高，适合吸附剂回收。本专利技术的生物吸附剂的制备过程中不产生对环境有污染的副产物。本专利技术使用生物吸附剂去除废水中亚甲基蓝染料的方法具有设备设施少、操作工艺简单、对染料去除效率高等特点。本专利技术的生物吸附剂对于亚甲基蓝染料的去除率达到98%以上，最大吸附量达到180mg/g，且不产生二次污染物，处理后的出水可直接排入城市污水管网系统。本专利技术既能充分利用液化副产品液化生物质渣，又能大幅度降低染料废水的处理成本，达到了废物资源化及“以废治废”的目的。【附图说明】图1为本专利技术生物吸附剂制备工艺流程图。图2为本专利技术的生物质及生物吸附剂的电镜分析图。图3为本专利技术的生物质及生物吸附剂的热重分析图。图4为本专利技术的生物质及生物吸附剂的红外分析图。图5为本专利技术生物吸附剂在不同pH条件下对亚甲基蓝的吸附量示意图。图6为本专利技术生物吸附剂在不同时间条件下对亚甲基蓝的吸附量示意图。图7为本专利技术生物吸附剂对初始浓度不同的亚甲基蓝的吸附量示意图。【具体实施方式】以下通过具体实施例对本专利技术进行更详细的说明。实施例仅是对本专利技术的一种说明，而不构成对本专利技术的限制。实施例是实际应用例子，对于本领域的专业技术人员很容易掌握并验证。如果在本专利技术的基础上做出某种改变，那么其实质并不超出本专利技术的范围。实施例1 将稻杆破碎至0.2?0.9mm,再在105°C恒温干燥24本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物吸附剂，以生物质为原料，其特征是，制备方法为，将生物质破碎，干燥，得到干燥生物质，然后将上述干燥生物质进行液化反应，得液化渣，将所述液化渣进行淋洗、真空过滤、干燥、粉碎、过筛，得生物吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种生物吸附剂，以生物质为原料，其特征是，制备方法为，将生物质破碎，干燥，得到干燥生物质，然后将上述干燥生物质进行液化反应，得液化渣，将所述液化渣进行淋洗、真空过滤、干燥、粉碎、过筛，得生物吸附剂。2.如权利要求1所述的生物吸附剂，其特征是，所述生物吸附剂的粒径小于75μ m。3.如权利要求1所述的生物吸附剂，其特征是，所述生物质为污泥、稻壳、稻杆或小球藻。4.一种如权利要求1、2或3所述的生物吸附剂的制备方法，其特征是，以生物质为原料，步骤为，将生物质破碎，然后干燥，得到干燥生物质，然后将上述干燥生物质与液化溶剂混合，进行液化反应，所述液化溶剂为甲醇、乙醇、丙酮或水中的一种或多种，液化完成后，得液化渣，将所述液化渣经淋洗溶剂淋洗、真空过滤、干燥、粉碎、过筛，得生物吸附剂，所述淋洗溶剂为丙酮、乙酸乙酯或水。5.如权利要求4所述的生物吸附剂的制备方法，其特征是，液化反应的液化压强为5?...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁兴中，冷立健，王侯，肖智华，吴志斌，黄丹莲，梁婕，陈耀宁，曾光明，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：