粉煤灰基树脂吸附剂的制备及应用制造技术

本发明专利技术公开了粉煤灰基树脂吸附剂的制备及应用，制备包括粉煤灰改性、粉煤灰固定微藻和树脂吸附剂制备，其中粉煤灰改性步骤为：将粉煤灰研磨，在搅拌状态下依次置于浓度为5‰‑1％的盐酸溶液和浓度为5‰‑1％的氢氧化钠溶液中浸泡或淋洗；在酸、碱处理后的粉煤灰中加入粉煤灰质量0.1‑0.3％的苯乙酸月桂醇酯和5‑10％的麦秆黄原酸酯，反应20‑24h后，过滤，用去离子水淋洗粉煤灰，直至pH值为6‑8，将粉煤灰在100‑120℃条件下进行干燥。本发明专利技术制备的粉煤灰基树脂吸附剂具有绿色环保、寿命长等优点，不仅能吸附废水中的油污，还对氮磷的去除效果好。

【技术实现步骤摘要】
粉煤灰基树脂吸附剂的制备及应用
本专利技术涉及污水处理
，尤其是涉及粉煤灰基树脂吸附剂的制备及应用。技术背景伴随社会经济技术的发展，人口的快速增长，人类对水资源的需求正在逐步上升。当下，我国的水资源都在一步步成为稀缺资源。但是水资源稀缺的同时，污水的排放又造成了严重的环境污染，因此污水的处理越来越受到重视。在众多污染源头中，水污染问题尤为突出，其中，工业油的泄露与排放对海洋、河流造成了巨大的污染，对环境构成了严重的威胁。污水处理的方法有很多，有物理法：主要是通过物理作用分离和去除废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物，如筛滤截留、离心分离等；有化学法：是通过化学反应来分离水中呈溶解、胶体状态的污染物，如混凝法、氧化还原法等；有生物法：利用微生物的代谢作用分解水中污染物，包括生物膜法。粉煤灰是煤粉燃烧后的产物，主要成分有二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化镁、氧化钙等，且上述几种化合物总质量占比超过90％。我国粉煤灰的产量巨大，目前对粉煤灰的综合利用主要是作为建材辅料、生产水泥空心砖、混凝土等。粉煤灰为高温烧结产物，本身具有较好的孔隙结构，具有一定的吸附能力，但远不能直接用于水处理的原料使用，因为其一粉煤灰含有水溶性的金属盐类物质，会造成金属离子对水的污染，其二是其孔隙吸附能力有限，水处理能力低。现有技术如授权公告号为CN103641247B的中国专利技术专利，公开了一种生活污水处理剂及其制备方法；生活污水处理剂包括以下重量份的原料：三氯化铁10-20份、硫酸亚铁5-8份、硫酸镁5-8份、聚丙烯酰胺3-5份、片碱10-20份、改性磺化木质素20-35份、淀粉黄原酸酯10-15份、改性硅藻土20-30份、交联累托石15-20份、壳聚糖-石墨烯复合材料1-5份本专利技术的生活污水处理剂，通过上述原料复配，发挥协调作用，不仅能够可持续处理浓度均较高的生活污水，同时使处理后的生活污水COD、BOD以及SS量明显降低，处理后的水质可反复循环利用。但是，该方法制备的污水处理剂不适用于处理含油以及氮磷化合物的废水。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种粉煤灰基树脂吸附剂的制备及应用，通过改性粉煤灰并固定微藻然后填充于树脂，可将其应用于污水净化；本专利技术制备的粉煤灰基树脂吸附剂具有绿色环保、成本低、寿命长、微藻利用率高、污水处理效果好等优点。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：粉煤灰基树脂吸附剂的制备，包括以下步骤：粉煤灰改性：将粉煤灰研磨至粒径为100-200目；将研磨后的粉煤灰在搅拌状态下置于盐酸溶液中浸泡，或者采用盐酸溶液对搅拌状态下的粉煤灰进行淋洗；其中盐酸溶液浓度为5‰-1％；将酸洗改性后的粉煤灰在搅拌状态下置于氢氧化钠溶液中浸泡，或者采用氢氧化钠溶液对搅拌状态下的粉煤灰进行淋洗；其中氢氧化钠溶液浓度为5‰-1％；用去离子水淋洗粉煤灰，直至pH值为6-8，将粉煤灰在100-120℃条件下进行干燥；将粉煤灰依次进行酸洗和碱性改性，一方面利用酸与粉煤灰中的金属化合物反应，利用碱与粉煤灰中硅酸盐类化合物反应，去除粉煤灰中的金属盐类物质；另一方面在酸洗改性和碱洗改性工艺中，增强了粉煤灰的孔隙发育，以提高粉煤灰的吸附能力；从而得到的水处理剂在进行水处理工艺中，具有吸附能力好，可杜绝对水造成金属离子污染的特点。粉煤灰固定微藻：取10-15份经改性后的粉煤灰与30-70份浓度为4×109-8×109cell/g的小球藻培养液混合，直至粉煤灰吸附小球藻达到饱和后，得到吸附小球藻的粉煤灰溶液；向吸附小球藻的粉煤灰溶液中加入600-800份聚乙烯醇与海藻酸钠混合溶液，其中聚乙烯醇的浓度为6-10wt％，海藻酸钠的浓度为2-4wt％，在1-6℃下混合均匀后得到悬浮溶液，然后向悬浮溶液中用注射器注入浓度为2.5-3.5wt％的氯化钙溶液，在2-8℃温度下交联16-28h后制得粉煤灰固定化微藻；将悬浮溶液注入到氯化钙溶液时，氯化钙与海藻酸钠生成海藻酸钙，聚乙烯醇在低温下逐渐呈凝胶状，海藻酸钙与聚乙烯醇将粉煤灰包覆共同形成微藻的载体；树脂吸附剂制备：取5-20份粉煤灰固定化微藻、0.1-0.5份偶联剂加入到丙烯酸酯共聚物乳液中，在常温下低速搅拌均匀后真空干燥制得粉煤灰基树脂吸附剂；该树脂内部具有大量的微细孔道结构，使树脂具有快速吸油能力以及较大的储油容量；而粉煤灰固定化微藻负载于树脂内，具有更强的稳定性，同时由于是在常温低速搅拌条件下与丙烯酸酯共聚物乳液复合，聚合物内部网络结构形成条件较为温和，可最大程度确保微藻细胞不受损害。作为优选，在酸、碱处理后的粉煤灰中加入粉煤灰质量0.1-0.3％的苯乙酸月桂醇酯和5-10％的麦秆黄原酸酯，反应20-24h后，过滤；苯乙酸月桂醇酯和麦秆黄原酸酯的特殊存在，能够通过化学吸附结合粉煤灰溶液中的金属离子，快速达到吸附饱和，且对金属离子的固持能力强，金属离子不易溶出，可有效提高粉煤灰的纯度，使其应用于污水处理时不会造成金属离子污染；同时，具有优化粉煤灰表面孔隙结构，避免其在改性过程中表面膨化过大，并且增强其机械强度，提高粉煤灰基污水处理剂的寿命。作为优选，树脂吸附剂制备中，偶联剂为硅烷偶联剂。作为优选，与粉煤灰固定化微藻、偶联剂一同加入到丙烯酸酯共聚物乳液中的还有丁基羟基茴香醚和四氢大麻酚，用量分别为为1-3份和1-5份；丁基羟基茴香醚和四氢大麻酚的特殊存在，使得树脂拥有更强的抗老化能力，特别是抗紫外线能力，因为对于处理江河，特别是海洋上的浮油时，通常会遭受长时间的日晒，提高抗光老化能力有助于延长树脂的实用寿命；同时有利于保持粉煤灰固定化微藻的活力，提高吸附树脂的稳定性。以上各组分分数均为重量份数。粉煤灰基树脂吸附剂的应用在于，粉煤灰基树脂吸附剂可用于污水处理；污水处理方法为：将该树脂吸附剂投入污水中，投加量为20-30g/L，在污水pH为6-7的条件下，吸附搅拌30-40min，静止1-2h后，完成污水净化过程；该树脂吸附剂不仅能吸附废水中的油污，还对污水中氮磷去除效果好。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1)本专利技术制备的粉煤灰基树脂吸附剂内部微细孔道结构众多，具有快速的吸油速率、较大的吸油容量；同时内部复合有固定化微藻，以粉煤灰-海藻酸钠-氯化钙为第一载体，对微藻固化的稳定性好，以树脂为第二载体，弥补了第一载体机械性较差的缺点；且微藻能够去除废水中的营养物质特别是氮和磷化合物；2)本专利技术通过改性粉煤灰使其不含重金属离子，同时增强粉煤灰孔隙发育，提高其吸附能力，从而将其应用于水处理工艺中，具有吸附能力好，可杜绝对水造成金属离子污染的特点；有效提高了粉煤灰的利用价值。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术方案作进一步说明：实施例1：粉煤灰基树脂吸附剂的制备，包括粉煤灰改性、粉煤灰固定微藻和树脂吸附剂制备，具体步骤如下：(1)粉煤灰改性：将粉煤灰研磨至粒径为100目；将研磨后的粉煤灰在搅拌状态下置于盐酸溶液中浸泡，或者采用盐酸溶液对搅拌状态下的粉煤灰进行淋洗；其中盐酸溶液浓度为5‰；将酸洗改性后的粉煤灰在搅拌状态下置于氢氧化钠溶液中浸泡，或者采用氢氧化钠溶液对搅拌状态下的粉煤灰进行淋洗；其中氢氧化钠溶液浓度为5‰；在碱洗改性后的粉煤灰中加入粉煤灰质量0.1％的苯乙酸月桂醇酯和5％的麦秆黄原酸酯，反应2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.粉煤灰基树脂吸附剂的制备，包括粉煤灰改性、粉煤灰固定微藻和树脂吸附剂制备，其特征在于：所述粉煤灰改性中使用苯乙酸月桂醇酯和麦秆黄原酸酯。

【技术特征摘要】
1.粉煤灰基树脂吸附剂的制备，包括粉煤灰改性、粉煤灰固定微藻和树脂吸附剂制备，其特征在于：所述粉煤灰改性中使用苯乙酸月桂醇酯和麦秆黄原酸酯。2.根据权利要求1所述的粉煤灰基树脂吸附剂的制备，其特征在于：所述粉煤灰改性步骤为：将粉煤灰研磨，在搅拌状态下依次置于浓度为5‰-1％的盐酸溶液和浓度为5‰-1％的氢氧化钠溶液中浸泡或淋洗；用去离子水淋洗粉煤灰，直至pH值为6-8，将粉煤灰干燥后用。3.根据权利要求2所述的粉煤灰基树脂吸附剂的制备，其特征在于：所述在酸、碱处理后的粉煤灰中加入粉煤灰质量0.1-0.3％的苯乙酸月桂醇酯和5-10％的麦秆黄原酸酯，反应20-24h后，过滤。4.根据权利要求1所述的粉煤灰基树脂吸附剂的制备，其特征在于：所述粉煤灰固定微藻步骤为：取10-15重量份经改性后的粉煤灰与30-70重量份浓度为4×109-8×109cell/g的小球藻培养液混合，直至粉煤灰吸附小球藻达到饱和后，得到吸附小球藻的粉煤灰溶液。5.根据权利要求4所述的粉煤灰基树脂吸附剂的制备，其特征在于：向所述吸附小球藻的粉煤灰溶液中加入600-800重量份聚乙烯醇与海藻酸钠混合溶液，其中聚乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘钕，
申请(专利权)人：潘钕，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15