專(zhuān)利名稱(chēng)：一種處理水中有機(jī)污染物的天然吸附劑的制備和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理水中有機(jī)污染物的天然吸附劑的制備和使用方法。
背景技術(shù)：
目前全世界已發(fā)現(xiàn)的700多萬(wàn)種有機(jī)化合物中，地面水體中檢出的有機(jī)物達(dá)2000多種，其中具有致畸、致癌的上百種。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和第三行業(yè)的發(fā)展，新的有機(jī)化合物不斷產(chǎn)生，越來(lái)越多的有機(jī)污染物通過(guò)“三廢”排放、大氣降雨進(jìn)入水體，對(duì)水體環(huán)境造成不同程度的污染。水體中有機(jī)物污染在我國(guó)已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題。目前我國(guó)處理有機(jī)廢水主要有三類(lèi)方法，即生物處理、物理化學(xué)處理和化學(xué)處理。對(duì)于工業(yè)廢水的深度處理研究和應(yīng)用最多的是物理化學(xué)處理技術(shù)，包括氣提、吹脫、吸附、電解、混凝沉淀、萃取、絮凝等技術(shù)。而對(duì)有毒難降解有機(jī)污染物的物化處理主要采用吸附法、混凝法和萃取法等，其中應(yīng)用最多的是吸附法。常用的吸附劑有活性炭、吸附樹(shù)脂、活性炭纖維和改性有機(jī)膨潤(rùn)土。目前國(guó)內(nèi)外主要采用活性炭吸附。活性碳對(duì)溶解性有機(jī)污染物具有很好的處理效果，但由于其吸附容量小，容易飽和，導(dǎo)致使用成本高。因此開(kāi)發(fā)新型高效廉價(jià)的有機(jī)廢水處理劑具有重要意義。
農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過(guò)程中，大量的廢棄農(nóng)副產(chǎn)品被拋棄，嚴(yán)重污染環(huán)境，而植物角質(zhì)就是其中主要的組成之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，廢棄的西紅柿角質(zhì)就高達(dá)千萬(wàn)公斤。豆皮作為植物角質(zhì)的一種，已有專(zhuān)利(蘇海佳等，2007)指出豆皮對(duì)重金屬顯示出較強(qiáng)的吸附能力。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，除了豆皮之外，很多植物角質(zhì)都具有很好的吸附性能。經(jīng)檢索，至今仍未見(jiàn)將廢棄的天然植物角質(zhì)用于有機(jī)廢水處理的相關(guān)專(zhuān)利。我們研究發(fā)現(xiàn)植物角質(zhì)能夠有效吸附廢水中的有機(jī)污染物。西紅柿角質(zhì)對(duì)甲萘酚的吸附容量可達(dá)130mg/g；而蘋(píng)果角質(zhì)對(duì)甲萘酚的吸附容量為120mg/g，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理之后可達(dá)到170mg/g。利用廢棄植物角質(zhì)處理有機(jī)廢水，既解決了廢棄植物角質(zhì)的處理負(fù)擔(dān)，又清潔了有機(jī)廢水，實(shí)現(xiàn)了以廢治廢的目標(biāo)。該工藝另一重要的優(yōu)點(diǎn)是吸附平衡后，固液分離容易，污泥容易回收處理。這些優(yōu)點(diǎn)讓該技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。該吸附劑綠色安全，特別適合于飲用水微量有機(jī)污染物的吸附處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種處理水中有機(jī)污染物的天然吸附劑的制備和使用方法。
一種處理水中有機(jī)污染物的天然吸附劑的制備方法包括如下步驟1)清洗廢棄的植物角質(zhì)，去除剩余果肉、種子雜質(zhì)；2)將植物角質(zhì)干燥，粉碎，過(guò)篩20～100目。
另一種處理水中有機(jī)污染物的天然吸附劑的制備方法包括如下步驟1)清洗廢棄的植物角質(zhì)，去除剩余果肉、種子雜質(zhì)；2)將植物角質(zhì)干燥，粉碎，過(guò)篩20～100目；3)加入1～6mol/L的鹽酸，水浴加熱處理1～6小時(shí)后，過(guò)濾，用水沖洗至中性，干燥。
再一種水中有機(jī)污染物的天然吸附劑的制備方法包括如下步驟1)清洗廢棄的植物角質(zhì)，去除剩余果肉、種子雜質(zhì)；2)將植物角質(zhì)干燥，粉碎，過(guò)篩20～100目；3)加入1～6mol/L的鹽酸，水浴加熱處理1～6小時(shí)后，過(guò)濾，用水沖洗至中性；4)用有機(jī)溶劑處理、干燥，處理時(shí)間為1～6小時(shí)，處理溫度為50～70℃。
所述的有機(jī)溶劑為氯仿、甲醇或它們的混合溶劑。植物角質(zhì)包括西紅柿、蘋(píng)果、青椒、桔子、土豆、冬瓜的表皮。
處理有機(jī)廢水的天然吸附劑的使用方法將吸附劑投加到有機(jī)廢水池中，經(jīng)攪拌、沉淀，吸附劑的用量與待處理有機(jī)廢水量的比例為1∶100～1∶15000；所述的有機(jī)廢水中的有機(jī)污染物為萘、菲、芘、苯酚、甲萘酚本發(fā)明解決了廢棄植物角質(zhì)的處理負(fù)擔(dān)，又清潔了有機(jī)廢水，實(shí)現(xiàn)了以廢治廢的目標(biāo)。與已有的技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于吸附材料源自天然、含量豐富、方便易得、無(wú)毒害作用、成本低廉、而且耐酸堿，操作流程簡(jiǎn)單、凈化效果顯著，吸附處理后，固-液易分離，易回收處理。特別適合于飲用水中微量有機(jī)污染物的吸附處理具體實(shí)施方法實(shí)施例11)清洗廢棄的植物角質(zhì)，去除剩余果肉、種子雜質(zhì)；2)將植物角質(zhì)干燥，粉碎，過(guò)篩20目；3)加入1mol/L的鹽酸，水浴加熱處理1小時(shí)后，過(guò)濾，用水沖洗至中性；4)用有機(jī)溶劑處理、干燥，處理時(shí)間為1小時(shí)，處理溫度為50℃。
實(shí)施例2
1)清洗廢棄的植物角質(zhì)，去除剩余果肉、種子雜質(zhì)；2)將植物角質(zhì)干燥，粉碎，過(guò)篩100目；3)加入6mol/L的鹽酸，水浴加熱處理6小時(shí)后，過(guò)濾，用水沖洗至中性；4)用有機(jī)溶劑處理、干燥，處理時(shí)間為6小時(shí)，處理溫度為70℃。
實(shí)施例31)清洗廢棄的植物角質(zhì)，去除剩余果肉、種子雜質(zhì)；2)將植物角質(zhì)干燥，粉碎，過(guò)篩100目。
實(shí)施例41)清洗廢棄的植物角質(zhì)，去除剩余果肉、種子雜質(zhì)；2)將植物角質(zhì)干燥，粉碎，過(guò)篩100目；3)加入6mol/L的鹽酸，水浴加熱處理6小時(shí)后，過(guò)濾，用水沖洗實(shí)施例5取15mg西紅柿角質(zhì)樣品與約8ml的甲萘酚溶液(土水比約為1∶500)加入8ml的樣品瓶中，25攝氏度下振蕩48小時(shí)(吸附達(dá)到平衡)。甲萘酚的濃度范圍10-600ppm。實(shí)驗(yàn)測(cè)得甲萘酚的去除率42-57％。其中甲萘酚的最高吸附量可達(dá)170mg/g。當(dāng)土水比為1∶100時(shí)，去除率可達(dá)80％。
實(shí)施例6取15mg蘋(píng)果角質(zhì)樣品與約8ml的甲萘酚溶液(土水比約為1∶500)加入8ml的樣品瓶中，25攝氏度下振蕩48小時(shí)(吸附達(dá)到平衡)。甲萘酚的濃度范圍10-600ppm。實(shí)驗(yàn)測(cè)得甲萘酚的去除率可達(dá)50％。其中甲萘酚的最高吸附量為120mg/g。當(dāng)土水比為1∶100時(shí)，去除率可達(dá)75％。
實(shí)施例7蘋(píng)果角質(zhì)用氯仿和甲醇(1∶1)在70攝氏度下索氏提取6小時(shí)后，得到改性的蘋(píng)果角質(zhì)。取12mg改性蘋(píng)果角質(zhì)樣品與約8ml的甲萘酚溶液(土水比約為1∶500)加入8ml的樣品瓶中，25攝氏度下振蕩48小時(shí)(吸附達(dá)到平衡)。甲萘酚的濃度范圍10-600ppm。實(shí)驗(yàn)測(cè)得甲萘酚的去除率可達(dá)60％。其中甲萘酚的最高吸附量為120mg/g。當(dāng)土水比為1∶125時(shí)，去除率可達(dá)80％。
實(shí)施例8取10mg蘋(píng)果角質(zhì)樣品與約8ml的萘溶液(土水比約為1∶800)加入8ml的樣品瓶中，25攝氏度下振蕩48小時(shí)(吸附達(dá)到平衡)。萘的濃度范圍0.28-28ppm。實(shí)驗(yàn)測(cè)得萘的去除率可達(dá)70-85％。其中萘的最高吸附量為18mg/g。
實(shí)施例9
蘋(píng)果角質(zhì)用氯仿和甲醇(1∶1)在70攝氏度下索氏提取6小時(shí)后，得到改性的蘋(píng)果角質(zhì)。取8mg改性蘋(píng)果角質(zhì)樣品與約8ml的萘溶液(土水比約為1∶1000)加入8ml的樣品瓶中，25攝氏度下振蕩48小時(shí)(吸附達(dá)到平衡)。萘的濃度范圍0.28-28ppm。實(shí)驗(yàn)測(cè)得萘的去除率可達(dá)92％。其中萘的最高吸附量為19mg/g。
實(shí)施例10取4mg青椒角質(zhì)樣品與8ml的萘溶液(土水比約為1∶2000)加入8ml的樣品瓶中，25攝氏度下振蕩48小時(shí)(吸附達(dá)到平衡)。萘的濃度范圍0.01-28ppm。實(shí)驗(yàn)測(cè)得萘的去除率50-55％。其中萘的最高吸附量可達(dá)60mg/g。當(dāng)土水比為1∶500時(shí)，去除率可達(dá)80％；當(dāng)土水比為1∶100時(shí)，去除率可達(dá)95％。
實(shí)施例11取1mg青椒角質(zhì)樣品與15ml的菲溶液(土水比約為1∶15000)加入15ml的樣品瓶中，25攝氏度下振蕩48小時(shí)(吸附達(dá)到平衡)。菲的濃度范圍0.001-0.8ppm。實(shí)驗(yàn)測(cè)得菲的去除率80％。其中菲的最高吸附量可達(dá)90mg/g。當(dāng)土水比為1∶1500時(shí)，去除率大于98％。
實(shí)施例12取100mg青椒角質(zhì)樣品與20ml的苯酚溶液(土水比約為1∶200)加入20ml的樣品瓶中，25攝氏度下振蕩48小時(shí)(吸附達(dá)到平衡)。苯酚的濃度范圍0.003-2000ppm。實(shí)驗(yàn)測(cè)得苯酚的去除率60％。其中苯酚的最高吸附量可達(dá)250mg/g。當(dāng)土水比為1∶100時(shí)，去除率大于75％。
實(shí)施例13取10mg青椒角質(zhì)樣品與8ml的萘酚溶液(土水比約為1∶800)加入8ml的樣品瓶中，25攝氏度下振蕩48小時(shí)(吸附達(dá)到平衡)。萘酚的濃度范圍0.06-600ppm。實(shí)驗(yàn)測(cè)得苯酚的去除率55％。其中萘酚的最高吸附量可達(dá)240mg/g。當(dāng)土水比為1∶100時(shí)，去除率大于90％。
權(quán)利要求
1.一種處理水中有機(jī)污染物的天然吸附劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)清洗廢棄的植物角質(zhì)，去除剩余果肉、種子雜質(zhì)；2)將植物角質(zhì)干燥，粉碎，過(guò)篩20～100目。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理水中有機(jī)污染物的天然吸附劑的制備方法，其特征在于所述的植物角質(zhì)包括西紅柿、蘋(píng)果、青椒、桔子、土豆、冬瓜的表皮。
3.一種處理水中有機(jī)污染物的天然吸附劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)清洗廢棄的植物角質(zhì)，去除剩余果肉、種子雜質(zhì)；2)將植物角質(zhì)干燥，粉碎，過(guò)篩20～100目；3)加入1～6mol/L的鹽酸，水浴加熱處理1～6小時(shí)后，過(guò)濾，用水沖洗至中性，干燥。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種處理水中有機(jī)污染物的天然吸附劑的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑為氯仿、甲醇或它們的混合溶劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種處理水中有機(jī)污染物的天然吸附劑的制備方法，其特征在于所述的植物角質(zhì)包括西紅柿、蘋(píng)果、青椒、桔子、土豆、冬瓜的表皮。
6.一種處理水中有機(jī)污染物的天然吸附劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)清洗廢棄的植物角質(zhì)，去除剩余果肉、種子雜質(zhì)；2)將植物角質(zhì)干燥，粉碎，過(guò)篩20～100目；3)加入1～6mol/L的鹽酸，水浴加熱處理1～6小時(shí)后，過(guò)濾，用水沖洗至中性；4)用有機(jī)溶劑處理、干燥，處理時(shí)間為1～6小時(shí)，處理溫度為50～70℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種處理水中有機(jī)污染物的天然吸附劑的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑為氯仿、甲醇或它們的混合溶劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種處理水中有機(jī)污染物的天然吸附劑的制備方法，其特征在于所述的植物角質(zhì)包括西紅柿、蘋(píng)果、青椒、桔子、土豆、冬瓜的表皮。
9.一種如權(quán)利要求1、3、6制備的一種處理水中有機(jī)污染物的天然吸附劑的使用方法，其特征在于將吸附劑投加到有機(jī)廢水池中，攪拌、沉淀，吸附劑的用量與待處理有機(jī)廢水量的比例為1∶100～1∶15000
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種處理水中有機(jī)污染物的天然吸附劑的的使用方法，其特征在于所述的有機(jī)廢水中的有機(jī)污染物為萘、菲、芘、苯酚、甲萘酚。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種處理水中有機(jī)污染物的天然吸附劑的制備和使用方法。包括如下步驟1)清洗廢棄的植物角質(zhì)，去除剩余果肉、種子雜質(zhì)；2)將植物角質(zhì)干燥，粉碎，過(guò)篩20～100目；3)加入1～6mol/L的鹽酸，水浴加熱處理1～6小時(shí)后，過(guò)濾，用水沖洗至中性；4)用有機(jī)溶劑處理、干燥，處理時(shí)間為1～6小時(shí)，處理溫度為50～70℃，得到天然吸附劑。本發(fā)明解決了廢棄植物角質(zhì)的處理負(fù)擔(dān)，又清潔了有機(jī)廢水，實(shí)現(xiàn)了以廢治廢的目標(biāo)。其優(yōu)點(diǎn)在于吸附材料源自天然、含量豐富、無(wú)毒害作用、成本低廉，操作流程簡(jiǎn)單、凈化效果顯著，吸附處理后，固－液易分離，易回收利用；特別適合于飲用水源水中微量有機(jī)污染物的吸附處理。
文檔編號(hào)B01J20/22GK101045564SQ20071006778
公開(kāi)日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2007年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者陳寶梁, 李云桂 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)