本发明专利技术涉及污水处理领域，具体涉及一种用于污水处理复合材料，该材料由重量配比为２８～４８％的磁性多壁碳纳米管、１２～２６％的菠萝蛋白酶和２８～５０％的添加剂按以下方法制备得到：将磁性多壁碳纳米管加入适量的水并使其在水中分散均匀，加入戊二醛制得含有活性酯基的磁性多壁碳纳米管载体，然后加入到乙基［３－（二甲胺基）丙基］碳二亚胺盐酸盐水溶液中，再加入含菠萝蛋白酶的ＰＢＳ缓冲液和戊二醛进行振荡反应，最后用蒸馏水洗涤，真空干燥后与添加剂混合即可。本发明专利技术所述的复合材料可同时对污水进行化学氧化和生物降解处理，为简化污水处理工艺，有效缩短工艺流程，减少设备和设施投资提供了必要的条件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水处理领域，具体涉及加入水中的净化剂，它适用于河涌、生活污水 和工业废水的处理。
技术介绍
随着全球人口的不断增加、社会的不断发展、城市化进程的不断加速，城市污水 量、工厂废水污泥量的增长速度惊人。工业废水中的有机污染物常含有剧毒，使得水体环境 严重污染。而城市废水中常常滞留着大量油脂，使得水体细菌滋生，泛出恶臭，投入治理成 本甚大，且往往不能长久维持。工业废水中常见的有机污染物含有苯酚及其类似物，毒性大且不易被环境中的微 生物降解，目前治理废水常见的处理方法是物理吸附法、化学氧化法和生物降解法，但存在 催化效率不高、二次污染问题。目前国内外城市污水处理厂处理工艺有物理方法和生化方 法，物理法效果较差，生化法存在价格高昂、适用环境、需专门的反应器和设备等高要求，增 加了大额基建费用，使得处理河涌、生活污水并不现实。公开号为CN10154^94A的专利技术专利申请公开了一种采用磁性纳米材料处理有机 污染物的方法，该方法的原理是利用磁性纳米材料催化H2A产生羟基自由基，从而将水中 的有机污染物氧化和/或降解。上述专利申请中的磁性纳米材料虽然具有成本低、催化效 率高、热稳定性好、无二次污染和可回收反复使用的优点，但单纯磁性纳米材料难以分解污 水中有机污染物。公开号为CN1876574A的专利技术专利申请请求保护一种厨房废水中有机物的分解处 理方法，该方法披露了菠萝酶具有分解厨房废水中动植物性废油、蛋白质、淀粉的作用，但 是污水中通常还含有大量的苯酚、苯胺、硝基苯酚等类似物，采用单一的生物酶处理显然无 法达标排放。
技术实现思路
鉴于现有技术存在上述不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于污水处 理的复合材料，该材料可同时对污水进行化学氧化和生物降解处理。本专利技术解决上述技术问题的方案为一种用于污水处理复合材料，该材料由重量配比为28 48%的磁性多壁碳纳米 管、12 的菠萝蛋白酶和28 50%的添加剂按以下方法制备得到1)取磁性多壁碳纳米管加入适量的水并使其在水中分散均勻，然后在温度为 75 85 °C的条件下，一边振荡一边滴加戊二醛，使戊二醛在水中的体积浓度为1. 0 1.5%,振荡反应0. 5 2小时后，冷却，用水充分冲洗，最后利用磁场收集磁性颗粒，真空干 燥，制得含有活性酯基的磁性多壁碳纳米管载体；2)按磁性多壁碳纳米管与乙基碳二亚胺盐酸盐的重量比 为30 1，将步骤1制备的含有活性酯基的磁性多壁碳纳米管载体加入到质量/体积浓度为0.1 0.5%的乙基碳二亚胺盐酸盐水溶液中，在温度为40 600C的条件下，加入PBS缓冲液至pH值为5. 5 7时置于摇床中反应60 180分钟，除去 上清液；按磁性多壁碳纳米管与菠萝蛋白酶的配比加入重量浓度为12 的菠萝蛋白 酶的PBS缓冲液，再按磁性多壁碳纳米管的重量与戊二醛的体积为1. 0 4. 0的质量/体 积比加入戊二醛，振荡反应60 180分钟，最后利用磁场收集磁性固体颗粒，并使用蒸馏水 洗涤至无紫外吸收，真空干燥；3)最后加入添加剂混勻，即得所述用于污水处理复合材料；其中，所述的添加剂为碳酸钙沸石=1 1的重量比的混合物。本专利技术所述的复合材料，其中，所述的磁性多壁碳纳米管、菠萝蛋白酶和添加剂的 最佳重量配比为磁性多壁碳纳米管39 %，菠萝蛋白酶20 %，添加剂41 %。本专利技术所述的复合材料，其中，所述的磁性多壁碳纳米管为公知技术，它由四氧化三铁包覆碳纳米管于浓度硝酸 中超声分散羧基化得到的(具体制备方法参见申请号为200510123481. 6的中国专利)，其 表面富含羧基碳壳层，当其在水中分散并滴加戊二醛活化后便可使其表面的羧基活化成活 泼的脂，进而可与菠萝蛋白酶(Bromelain，简称菠萝酶)键合；所述的生物酶由菠萝蛋白酶(Bromelain，简称菠萝酶)南宁东恒华道生物科技有 限责任公司生产，它可分解蛋白质、肽、酯和酰胺等，尤其对于肉类中含有的肌浆球蛋白、酪 氨酸较多的蛋白质有强大的分解能力；所述的添加剂中的碳酸钙和沸石是常见的净水材料，其中，碳酸钙(巩义市汉邦 净水材料厂有售)为比表面积(BET)彡20m2/g的离子交换剂，在水中可与其他Ca+、Mg+、Cs+、 K+、Na+等均衡量重金属阳离子进行交换以降低水的总硬度，另外它还有面积大，内部静电强 的功效；沸石(巩义市蓝星净水材料厂有售)的拥有巨大的空腔表面，BET彡1100m2/g，可脱 除或回收废水、废液中的金属离子和放射性污染物；此外，碳酸钙和沸石的混合物可使得菠 萝蛋白酶在水体中浓度逐步的释放，从而得到控释的作用，使得水体净化维持的时间较长， 从根本上去除腐殖质、油脂等引发水体泛臭的根源。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果1、利用化学键将菠萝蛋白酶固定在磁性多壁碳纳米管载体上，并与所述的添加剂 混合，从而在固定有菠萝蛋白酶的磁性多壁碳纳米管外形成一控释层，使其在水中既能够 均勻地分散，又能够均勻释放，因此，不仅显著提高了蛋白酶的降解效果和利用率，而且延 长了其使用寿命；2、可同时对污水进行化学氧化和生物降解处理，大大简化了污水处理工艺，有效 缩短了工艺流程，为减少设备和设施投资提供了必要条件。附图说明图1为水体随时间变化的浊度曲线，其中，标记表示在供试水样加入本专利技术 所述用于污水处理复合材料所测得的浊度曲线，标记―藝一表示在供试水样加入无控释层 的表面固定有菠萝蛋白酶磁性固体颗粒(即不加入所述的添加剂前的中间品)所测得的浊 度曲线。具体实施例方式例 1一、复合材料的制备1)取39g磁性多壁碳纳米管IlmL的水中并使其在水中分散均勻，然后在温度为 80°C的条件下，一边振荡一边滴加戊二醛0. 14ml，使戊二醛在水中的体积浓度为1.25%， 振荡反应1小时后，冷却，用水充分冲洗，最后利用磁场收集磁性颗粒，真空干燥，制得含有 活性酯基的磁性多壁碳纳米管载体；2)将步骤1制备的含有活性酯基的磁性多壁碳纳米管载体加入到质量体积浓度 为0. 25%的乙基碳二亚胺盐酸盐IOOml水溶液中，在温度为50°C 的条件下，加入PBS缓冲液至pH值为5. 5 7时置于摇床中反应120分钟，除去上清液；加 入含20g菠萝蛋白酶的PBS缓冲液100ml，后加入20ml戊二醛，振荡反应120分钟，最后利 用磁场收集磁性固体颗粒，并使用蒸馏水洗涤至无紫外吸收，真空干燥；3)加入碳酸钙和沸石各20. 5g混勻，即得所述用于污水处理复合材料，4°C保存。二、固定效果的检验由于菠萝蛋白酶在磁性多壁碳纳米管表面的固定率直接影响本专利技术所述复合材 料的技术效果，有必要采用以下方法检验菠萝蛋白酶在磁性多壁碳纳米管表面的固定率1、取Img磁性多壁碳纳米管加入到5. OX 10_4M甲苯胺蓝(TBO)的水溶液中，超声 震荡，用NaOH的水溶液调节其pH值为10 ；室温下反应证，使甲苯胺蓝阳离子与磁性多壁碳 纳米管表面的羧基阴离子形成离子复合物；用强磁铁分离混合物并用PH为10的NaOH水溶 液洗涤以去除粘附在磁性多壁碳纳米管表面过量的甲苯胺蓝；用50wt% (重量百分比)的 醋酸溶液解吸附离子复合物使得甲苯胺蓝阳离子与粒子表面的羧基阴离子分离，再用强磁 铁分离磁性多壁碳纳米管并用Cary 50紫外分光光度计本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于污水处理复合材料，该材料由重量配比为２８～４８％的磁性多壁碳纳米管、１２～２６％的菠萝蛋白酶和２８～５０％的添加剂按以下方法制备得到：１）取磁性多壁碳纳米管加入适量的水并使其在水中分散均匀，然后在温度为７５～８５℃的条件下，一边振荡一边滴加戊二醛，使戊二醛在水中的体积浓度为１．０～１．５％，振荡反应０．５～２小时后，冷却，用水充分冲洗，最后利用磁场收集磁性颗粒，真空干燥，制得含有活性酯基的磁性多壁碳纳米管载体；２）按磁性多壁碳纳米管与乙基［３－（二甲胺基）丙基］碳二亚胺盐酸盐的重量比为３０～１，将步骤１制备的含有活性酯基的磁性多壁碳纳米管载体加入到质量／体积浓度为０．１～０．５％的乙基［３－（二甲胺基）丙基］碳二亚胺盐酸盐水溶液中，在温度为４０～６０℃的条件下，加入ＰＢＳ缓冲液至ｐＨ值为５．５～７时置于摇床中反应６０～１８０分钟，除去上清液；按磁性多壁碳纳米管与菠萝蛋白酶的配比加入重量浓度为１２～２６％的菠萝蛋白酶的ＰＢＳ缓冲液，再按磁性多壁碳纳米管的重量与戊二醛的体积为１．０～４．０的质量／体积比加入戊二醛，振荡反应６０～１８０分钟，最后利用磁场收集磁性固体颗粒，并使用蒸馏水洗涤至无紫外吸收，真空干燥；３）最后加入添加剂混匀，即得所述用于污水处理复合材料；其中，所述的添加剂为碳酸钙∶沸石＝１∶１的重量比的混合物。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓清，范敏，马振华，陈粤，
申请(专利权)人：广州市翰瑞环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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