可漂浮于水面的可生物降解多功能吸油粒子及制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了可漂浮于水面的可生物降解多功能吸油粒子及制備方法。將NH4HCO3溶液、NH4H2PO4溶液、Ca(NO3)2溶液、NH4OH溶液、鹽酸溶液、NH4Cl水溶液和乙二胺四乙酸鈣鉀溶液制備成混合液F。將尿素和甲醛水溶液制備成混合液L；將聚β羥基丁酸酯氯仿溶液和聚乙二醇氯仿溶液制備成混合液M。將混合液L滴加到混合液M中得到混合液N；將混合液F滴加到混合液N中，得到混合液O；將混合液O滴加到聚乙烯醇溶液中得到混合液P；將聚乙烯醇溶液加入到混合液P中然后離心分離，冷凍干燥得到可漂浮于水面的可生物降解多功能吸油粒子。本發(fā)明制作工藝簡(jiǎn)單，制得的吸油粒子具有緩釋氮磷功能、吸附石油烴的功能、且具有可生物降解性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】可漂浮于水面的可生物降解多功能吸油粒子及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于受溢油污染水體的處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種可漂浮于水面的可生物降解多功能吸油粒子及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著世界各國(guó)對(duì)石油及其制品日漸增長(zhǎng)的需求，在海上開(kāi)采、裝卸、運(yùn)輸以及利用石油過(guò)程中溢油事故時(shí)有發(fā)生，不但造成大量的原油流失，還對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，日趨嚴(yán)重地威脅著水體及陸域的生態(tài)環(huán)境，對(duì)水體環(huán)境、自然資源和養(yǎng)殖資源等都有長(zhǎng)期的危害，因此，水體溢油污染已經(jīng)成為人們必須面對(duì)的重大環(huán)境問(wèn)題。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外處置水體溢油污染的方法主要有物理法、化學(xué)法和生物法?；瘜W(xué)法在點(diǎn)源污染治理中是比較成熟的技術(shù)路線，已經(jīng)得到廣泛的推廣與應(yīng)用。但是在水體溢油污染治理中采用化學(xué)法，需要在水體中投加化學(xué)藥劑，其中投加的化學(xué)藥劑一方面可能產(chǎn)生二次污染，另一方面會(huì)對(duì)水體生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生短期或長(zhǎng)期的影響。生物修復(fù)技術(shù)具有高效、經(jīng)濟(jì)、安全、無(wú)二次污染等特點(diǎn)，已成為現(xiàn)場(chǎng)去除水體溢油污染的重要選擇途徑，特別是對(duì)機(jī)械裝置無(wú)法清除的薄油層，同時(shí)又限制使用化學(xué)藥劑時(shí)，運(yùn)用生物修復(fù)可顯出其更大的優(yōu)越性。物理吸附法是一種處理效率高、成本低、無(wú)底泥污染、操作簡(jiǎn)單且不會(huì)對(duì)水體生態(tài)環(huán)境造成二次污染與破壞的方法，能較好的解決化學(xué)法所存在的問(wèn)題。但是，生物修復(fù)技術(shù)的周期比較長(zhǎng)，物理吸附法面臨吸附飽和后需要對(duì)吸附劑進(jìn)行再處置的問(wèn)題，若能制備出一種可生物降解的吸附劑，同時(shí)在吸附劑上固定石油烴降解菌以提高石油烴的去除率，在吸附飽和后通過(guò)接種微生物的作用將吸附劑吸附的石油烴降解，并且最終可生物降解的吸附劑本身也能夠徹底降解，則可以解決這個(gè)問(wèn)題。將物理吸附法和固定微生物進(jìn)行強(qiáng)化降解相結(jié)合，用于處置水體溢油污染將會(huì)具有更大的優(yōu)勢(shì)。
[0004]在微生物降解石油烴及吸附劑本身的過(guò)程中，需要氮和磷營(yíng)養(yǎng)元素的參與，通常情況下溢油污染水體中所含有的氮和磷等營(yíng)養(yǎng)元素?zé)o法滿(mǎn)足微生物的需要，然而具有緩釋氮和磷功能的吸附劑可以滿(mǎn)足這一要求。為了將物理吸附法和固定微生物進(jìn)行強(qiáng)化降解相結(jié)合的技術(shù)在水體溢油污染處理中得到進(jìn)一步的推廣與應(yīng)用，需要開(kāi)發(fā)出同時(shí)具有緩釋氮和磷元素和物理吸附-生物降解石油烴功能的材料，這對(duì)于提高水體溢油污染處理效率、降低環(huán)境污染具有重要的意義，但目前還缺少該方面的技術(shù)與研究報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種可漂浮于水面的可生物降解多功能吸油粒子及制備方法，該吸油粒子具有氮和磷的緩釋功能。其具體步驟如下:
[0006](I)將 IOOmL 濃度為 0.35mol / L 的 NH4HCO3 溶液和 IOOmL 濃度為 0.62mol / L的NH4H2PO4混合均勻，得到混合液Al，然后用濃度為0.0lmol / L的NH4OH溶液和濃度為0.0lmol / L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)混合液Al的pH值為9.0，得混合液A ；
[0007](2)將200mL混合液A在攪拌條件下緩慢滴加到300mL濃度為0.025mol / L的Ca (NO3) 2溶液中，得到混合液B ；
[0008](3)向混合液B中逐滴加入濃HNO3至澄清，得到混合液C ；
[0009](4)用濃度為0.0lmol / L的NaOH溶液和濃度為0.0lmol / L的硝酸溶液調(diào)節(jié)混合液C的pH值為3.5，得到混合液D ；
[0010](5)向混合液D中加入IOOmL濃度為1.2mol / L的尿素水溶液，混合均勻后得到
混合液E;
[0011](6)向混合液E中加入50mL濃度為0.15mol / L的乙二胺四乙酸鈣鈉溶液，混合均勻后得到混合液F ;
[0012](7)將60mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%的尿素水溶液置于43°C水浴中恒溫35分鐘得到混合液G ;將IOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的甲醛水溶液置于43°C水浴中恒溫35分鐘得到混合液H ；
[0013](8)向混合液G中在IOOOr / min攪拌條件下滴加濃度為0.0lmol / L的NaOH溶液和濃度為0.005mol / L的HCl溶液，使溶液的pH值為7.2?7.4，得到混合液I ;
[0014](9)將混合液H在IOOOr / min攪拌條件下加入到混合液I中，然后置于43°C水浴中在IOOOr / min條件下攪拌90?100分鐘,得到混合液J ；
[0015](10)向混合液J中在IOOOr / min攪拌條件下滴加濃度為0.0lmol / L的NaOH溶液和濃度為0.005mol / L的HCl溶液，使溶液的pH值為3.7?3.9，然后置于38°C水浴中在IOOOr / min條件下攪拌90?100分鐘，得到混合液K ；
[0016](11)將1600mL去離子水在IOOOr / min攪拌條件下滴加到混合液K中，然后在IOOOr / min條件下攪拌8min,得到混合液L ;
[0017](12)將240mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.5%的聚P羥基丁酸酯氯仿溶液和60mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
6.5%的聚乙二醇氯仿溶液充分混合，得到混合液M ;
[0018](13)將60mL混合液L在IOOOr / min攪拌條件下滴加到混合液M中，然后在IOOOr / min條件下攪拌8min,得到混合液N ；
[0019](14)將60mL混合液F在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液N中，然后在IOOOr / min條件下攪拌8min,得到混合液0 ;
[0020](15)將420mL混合液0在IOOOr / min攪拌條件下滴加到210mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.5%的聚乙烯醇溶液中,然后在IOOOr / min條件下攪拌8min,得到混合液P ；
[0021](16)將1380mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%的聚乙烯醇溶液加入到混合液P中，在IOOOr /min條件下攪拌7?8h，然后在轉(zhuǎn)速為6000r / min條件下進(jìn)行離心分離，然后用去離子水洗滌3次，冷凍干燥即可得到可漂浮于水面的可生物降解多功能吸油粒子。
[0022]本發(fā)明的有益效果是，制得的吸油粒子具有緩釋氮磷功能、吸附石油烴的功能，同時(shí)可漂浮于水面且具有可生物降解性，應(yīng)用于石油污染現(xiàn)場(chǎng)不會(huì)對(duì)水體生態(tài)環(huán)境造成二次污染與破壞。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明提供一種可漂浮于水面的可生物降解多功能吸油粒子及制備方法，下面以一個(gè)實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。
[0024]實(shí)施例
[0025]將IOOmL 濃度為 0.35mol / L 的 NH4HCO3 溶液和 IOOmL 濃度為 0.62mol / L 的NH4H2PO4混合均勻，得到混合液Al，然后用濃度為0.0lmol / L的NH4OH溶液和濃度為
0.0lmol / L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)混合液Al的pH值為9.0，得混合液A ;將200mL混合液A在攪拌條件下緩慢滴加到300mL濃度為0.025mol / L的Ca (NO3) 2溶液中，得到混合液B ；向混合液B中逐滴加入濃HNO3至澄清，得到混合液C ;用濃度為0.0lmol / L的NaOH溶液和濃度為0.0lmol / L的硝酸溶液調(diào)節(jié)混合液C的pH值為3.5，得到混合液D ;向混合液D中加入IOOmL濃度為1.2mol / L的尿素水溶液，混合均勻后得到混合液E ；向混合液E中加A 50mL濃度為0.15mol / L的乙二胺四乙酸鈣鈉溶液，混合均勻后得到混合液F。
[0026]將60mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%的尿素水溶液置于43°C水浴中恒溫35分鐘得到混合液G ;將IOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的甲醛水溶液置于43°C水浴中恒溫35分鐘得到混合液H ；向混合液G中在IOOOr / min攪拌條件下滴加濃度為0.0lmol / L的NaOH溶液和濃度為0.005mol / L的HCl溶液，使溶液的pH值為7.2?7.4，得到混合液I ;將混合液H在IOOOr / min攪拌條件下加入到混合液I中，然后置于43°C水浴中在IOOOr / min條件下攪拌90?100分鐘，得到混合液J ；向混合液J中在IOOOr / min攪拌條件下滴加濃度為
0.0lmol / L的NaOH溶液和濃度為0.005mol / L的HCl溶液，使溶液的pH值為3.7?3.9，然后置于38°C水浴中在IOOOr / min條件下攪拌90?100分鐘，得到混合液K ;將1600mL去離子水在IOOOr / min攪拌條件下滴加到混合液K中，然后在IOOOr / min條件下攪拌8min,得到混合液L。
[0027]將240mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.5 %的聚P羥基丁酸酯氯仿溶液和60mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.5%的聚乙二醇氯仿溶液充分混合，得到混合液M。
[0028]將60mL混合液L在IOOOr / min攪拌條件下滴加到混合液M中，然后在IOOOr /min條件下攪拌8min,得到混合液N。
[0029]將60mL混合液F在IOOOr / min攪拌條件下滴加到混合液N中，然后在IOOOr /min條件下攪拌8min,得到混合液0 ;將420mL混合液0在IOOOr / min攪拌條件下滴加到210mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.5%的聚乙烯醇溶液中，然后在IOOOr / min條件下攪拌8min,得到混合液P ;將1380mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%的聚乙烯醇溶液加入到混合液P中，在IOOOr / min條件下攪拌7?8h，然后在轉(zhuǎn)速為6000r / min條件下進(jìn)行離心分離，然后用去離子水洗滌3次，冷凍干燥即可得到可漂浮于水面的可生物降解多功能吸油粒子。
[0030]下面是運(yùn)用本發(fā)明方法制得的可漂浮于水面的可生物降解多功能吸油粒子對(duì)溢油污染水體中的石油烴進(jìn)行了吸附和強(qiáng)化生物降解試驗(yàn)，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0031]運(yùn)用本發(fā)明方法制得的可漂浮于水面的可生物降解多功能吸油粒子對(duì)溢油污染水體中的石油烴進(jìn)行了吸附和強(qiáng)化生物降解試驗(yàn)，結(jié)果表明該吸油粒子能夠?qū)λw中的石油烴進(jìn)行有效的吸附和強(qiáng)化生物降解:當(dāng)污染水體中石油烴的初始濃度為86.4mg / L時(shí)，向500mL的水體中加入8g吸油粒子，加入石油烴降解菌，使溶液的含菌量為5 X IO7CFU /ml, 10小時(shí)后水體中石油烴的濃度降低到0.01mg/L，45天后吸油粒子中石油烴濃度未檢出，150天后吸油粒子的質(zhì)量降低62%。
【權(quán)利要求】
1.一種可漂浮于水面的可生物降解多功能吸油粒子及制備方法，其特征在于，該方法的具體步驟如下:
(1)將IOOmL 濃度為 0.35mol / L 的 NH4HCO3 溶液和 IOOmL 濃度為 0.62mol / L 的NH4H2PO4混合均勻，得到混合液Al，然后用濃度為0.01mol / L的NH4OH溶液和濃度為.0.01mol / L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)混合液Al的pH值為9.0，得混合液A ； (2)將200mL混合液A在攪拌條件下緩慢滴加到300mL濃度為0.025mol / L的Ca(NO3)2溶液中，得到混合液B ; (3)向混合液B中逐滴加入濃HNO3至澄清，得到混合液C； (4)用濃度為0.01mol / L的NaOH溶液和濃度為0.01mol / L的硝酸溶液調(diào)節(jié)混合液C的pH值為3.5，得到混合液D ； (5)向混合液D中加入IOOmL濃度為1.2mol / L的尿素水溶液，混合均勻后得到混合液E ； (6)向混合液E中加入50mL濃度為0.15mol / L的乙二胺四乙酸鈣鈉溶液，混合均勻后得到混合液F ; (7)將60mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%的尿素水溶液置于43°C水浴中恒溫35分鐘得到混合液G ;將IOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的甲醛水溶液置于43°C水浴中恒溫35分鐘得到混合液H ; (8)向混合液G中在1000r/ min攪拌條件下滴加濃度為0.01mol / L的NaOH溶液和濃度為0.005mol / L的HCl溶液，使溶液的pH值為7.2~7.4，得到混合液I ; (9)將混合液H在1000r/ min攪拌條件下加入到混合液I中，然后置于43°C水浴中在1000r / min條件下攪拌90~100分鐘,得到混合液J ； (10)向混合液J中在1000r/ min攪拌條件下滴加濃度為0.01mol / L的NaOH溶液和濃度為0.005mol / L的HCl溶液，使溶液的pH值為3.7~3.9，然后置于38°C水浴中在.1000r / min條件下攪拌90~100分鐘,得到混合液K ； (11)將1600mL去離子水在1000r/ min攪拌條件下滴加到混合液K中，然后在.1000r / min條件下攪拌8min,得到混合液L ； (12)將240mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.5%的聚P羥基丁酸酯氯仿溶液和60mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.5%的聚乙二醇氯仿溶液充分混合，得到混合液M ; (13)將60mL混合液L在1000r/ min攪拌條件下滴加到混合液M中，然后在1000r /min條件下攪拌8min,得到混合液N ； (14)將60mL混合液F在1000r/ min攪拌條件下滴加到混合液N中，然后在1000r /min條件下攪拌8min,得到混合液0 ; (15)將420mL混合液0在1000r/ min攪拌條件下滴加到210mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.5%的聚乙烯醇溶液中,然后在1000r / min條件下攪拌8min,得到混合液P ； (16)將1380mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%的聚乙烯醇溶液加入到混合液P中，在1000r / min條件下攪拌7~8h，然后在轉(zhuǎn)速為6000r / min條件下進(jìn)行離心分離，然后用去離子水洗滌3次，冷凍干燥即可得到可漂浮于水面的可生物降解多功能吸油粒子。
【文檔編號(hào)】B01J20/28GK103611506SQ201310684720
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】豆俊峰, 袁靜, 丁愛(ài)中, 程莉蓉, 云影 申請(qǐng)人:北京師范大學(xué)