專利名稱：一種以蛋殼為基質制備印染料吸附劑的方法及處理方法
技術領域：
本發明屬于印染污水處理吸附劑技術領域，具體涉及ー種以蛋殼為基質制備印染污水吸附劑的方法及處理印染污水的方法。
背景技術：
染料已廣泛應用于造紙、塑料、皮革、橡膠、涂料、油墨、化妝品、感光材料等領域。染料的廣泛使用產生大量的染料廢水排放到環境水體中，導致自然水體的污染。傳統的染料廢水處理方法有凝結和絮凝、氧化或臭氧氧化、膜分離和活性炭吸附等，但這些技術并未表現出高效率、低成本的優點。活性炭是目前應用最廣的染料吸附劑，但活性炭相對較高的價格、高的操作費用和難再生等問題阻礙了其大規模應用。所以，越來越需要尋找地產的、可更新的低成本材料作為吸附劑用于染料污水的治理。我國有豐富的蛋殼資源，但加工利用蛋殼的廠家卻微乎其微，蛋殼的開發研究也很薄弱，絕大多數的蛋殼資源也只是被當做廢棄物處理掉，從而造成了大量的資源浪費。在目前國內外對蛋殼的研究中，有一部分人將目光瞄向了蛋殼及蛋殼膜的吸附性質，并期待其能在廢水處理的應用上有理想的效果。這不僅能達到資源的充分利用，還能有效地減少環境的污染。蛋殼是ー種完全高度結合的生物鈣，由無機物和有機蛋白質組合而成，其平均含量為93%的碳酸鈣、1%的碳酸鎂、3. 2%的磷酸鈣和磷酸鎂無機物以及2. 8%的有機物，有機基質主要包括糖蛋白和糖肽。蛋殼上的氣孔為1000-12000個，孔徑為4-40微米，氣孔在蛋殼表面的分布是不均勻的。由于蛋殼擁有93%的的碳酸鈣含量，與高含量碳酸鈣的吸附劑具有相同的功能，如方解石、石灰土等，而且蛋殼的多孔性使其吸附性能良好。國內外研究者針對蛋殼的吸附性質的研究表明，蛋殼對部分重金屬的吸附量都能達到90%以上,這為以后用蛋殼處理廢水中的重金屬提供了可能性。而Katarzyna Chojnacka用蛋殼對溶液中三價鉻離子吸附的實驗中，在較小的蛋殼投放量，PH為5，20°C時蛋殼對三價鉻離子的最大吸附量能達到160mg/g。而在PARK Heung Jai人的研究中，他們將蛋殼在高溫下處理兩個小時，之后對溶液中鉻和鉛的吸附率都能在IOmin內達到99%，由此可見蛋殼對重金屬的吸附性能是十分可觀的。在李小燕等人用雞蛋殼處理酸性含銅廢水的實驗中，通過エ藝優化，原溶液pH值由L 80 2. 00提高到6. 86 . 34，Cu2+的濃度從143. OOmg/L降低到O. 09 O. 43mg/L。蛋殼以及蛋殼膜對廢水中染料的吸附的能力已經被初步證明。在Wen-Tien Tsai等人的研究中在酸性51溶液中投入一定量的蛋殼，經過半小時后，其吸附量就會達到50%以上，但是在他們的研究中并不是蛋殼對所有的色素染料都有較好的吸附效果，這與色素分子量的大小以及分子所具有的官能團有特定的關系。上述方法均為原蛋殼的吸附特性研究，本發明發現蛋殼經過與鹽混合后處理，其對染料的吸附特性大大提聞。
發明內容
本發明的目的是針對上述現狀，g在提供一種可以除去廢水中水溶性染料，有效利用加工廢棄物-蛋殼的新的方法，、エ藝簡單、生產成本低、無環境污染，的以蛋殼為基質的印染料吸附劑及其制備方法。本發明目的的實現方式為，一種以蛋殼為基質制備印染料吸附劑的方法，具體步驟如下，(I)將預處理后的蛋殼粉碎至粒度100目以上，采用0.05 0.511101/1稀堿似0!1或KOH溶液處理2h后，清水清洗除去堿液后于80°C干燥2-5h，得蛋殼粉；(2)將蛋殼粉、硅酸鈉和硫酸鋁置于混合器中混合，得混合物，處理后的蛋殼粉硅酸鈉硫酸鋁的質量比=15 25 I 10 I 5 ;(3)將步驟⑵所得的混合物的pH值調整至6 10，將混合物置于烘箱中于100-1000°c干燥2-5h，冷卻后粉碎，得到印染廢水處理劑。 用以蛋殼為基質制備的印染料吸附劑處理印染污水的方法，印染廢水中以蛋殼為基質的印染料吸附劑添加量為O. 5 5g/L，在溫度10-40°c的印染廢水中吸附處理20分鐘以上。本發明的有益效果是I、采用加熱活化處理工藝，エ藝簡單可控，生產過程中無廢水、廢氣和廢渣排放，可實現清潔無害化生產2、以廢棄蛋殼為主，能有效除去水溶性染料，使用時添加量低，生產成本低；3、充分利用廢棄蛋殼的吸附作用，吸附印染廢水中的水溶性染料，對堿性紫的脫色率達90%以上，對直接紫的脫色率達80%以上，有效降低了廢水中的色度，改善了水質。
附圖為發明制備的エ藝流程圖。
具體實施例方式參照附圖，本發明將預處理后的蛋殼粉碎，采用稀堿NaOH或KOH溶液處理2h后，除去堿液后于80°C干燥2-5h，得蛋殼粉；將蛋殼粉、硅酸鈉和硫酸鋁置于混合器中混合，得混合物，調混合物的PH值，置于烘箱中于100-1000°C干燥2-5h，冷卻后粉碎，得到印染廢水處理劑。蛋殼為雞蛋殼、鴨蛋殼、鵝蛋殼中任意ー種或任意兩種的混合，任意兩種混合時為任意配比。蛋殼預處理過程為將廢棄蛋殼碾壓后，篩分去除雜質、血污和殼膜。下面用具體實施例詳述本發明。實施例I :(I)將廢棄鴨蛋殼碾壓后，篩分去除雜質、血污和殼膜預處理后，粉碎至粒度100目以上，采用O. 05mol/L稀堿NaOH溶液處理2h后，清水清洗除去堿液后于80°C干燥2h，得蛋殼粉；(2)將蛋殼粉、硅酸鈉和硫酸鋁置于混合器中混合，得混合物，處理后的蛋殼粉娃酸鈉硫酸招的質量比=15 4 3 ；(3)將步驟(2)所得的混合物的pH值調整至6，將混合物置于烘箱中于500°C干燥2h，冷卻后粉碎，得到印染廢水處理劑。廢水處理劑的添加量為lg/L，在10°C的印染廢水中吸附20分鐘以上，直接紫的脫色率為80. 1%，堿性紫的脫色率為90. 2%。實施例2 (I)將廢棄雞蛋殼碾壓后，篩分去除雜質、血污和殼膜預處理后，粉碎至粒度100目以上，采用O. lmol/L稀堿NaOH溶液處理2h后，清水清洗除去堿液后于80°C干燥3h，得蛋殼粉；(2)將蛋殼粉、硅酸鈉和硫酸鋁置于混合器中混合，得混合物，處理后的蛋殼粉硅酸鈉硫酸鋁的質量比=25 5 5 ；(3)將步驟(2)所得的混合物的pH值調整至6. 5，將混合物置于烘箱中于1000°C干燥2h，冷卻后粉碎，得到印染廢水處理劑。廢水處理劑的添加量為O. 5g/L，在20°C的印染廢水中吸附20分鐘以上，直接紫的脫色率為90. 1%，堿性紫的脫色率為95. 2%。實施例3 (I)將廢棄鵝蛋殼碾壓后，篩分去除雜質、血污和殼膜預處理后，粉碎至粒度100目以上，采用O. lmol/L稀堿KOH溶液處理2h后,清水清洗除去堿液后于80°C干燥4h,得蛋殼粉；(2)將蛋殼粉、硅酸鈉和硫酸鋁置于混合器中混合，得混合物，處理后的蛋殼粉娃酸鈉硫酸招的質量比=20 2 4 ；(3)將步驟(2)所得的混合物的pH值調整至7. 0，將混合物置于烘箱中于550°C干燥4h，冷卻后粉碎，得到印染廢水處理劑。廢水處理劑的添加量為2g/L，在15°C的印染廢水中吸附20分鐘以上，直接紫的脫色率為81. 4%，堿性紫的脫色率為93. 8%。實施例4 (I)將廢棄鴨蛋殼碾壓后，篩分去除雜質、血污和殼膜預處理后，粉碎至粒度100目以上，采用O. 2mol/L稀堿KOH溶液處理2h后,清水清洗除去堿液后于80°C干燥2h,得蛋殼粉；(2)將蛋殼粉、硅酸鈉和硫酸鋁置于混合器中混合，得混合物，處理后的蛋殼粉娃酸鈉硫酸招的質量比=15 I I ；(3)將步驟(2)所得的混合物的pH值調整至8. 0，將混合物置于烘箱中于700°C干燥5h，冷卻后粉碎，得到印染廢水處理劑。 廢水處理劑的添加量為3g/L，在25°C的印染廢水中吸附20分鐘以上，直接紫的脫色率為81. 3%，堿性紫的脫色率為93. 7%。實施例5 (I)將廢棄雞蛋殼和鴨蛋殼(質量任意比)碾壓后，篩分去除雜質、血污和殼膜預處理后，粉碎至粒度100目以上，采用O. 5mol/L稀堿KOH溶液處理2h后，清水清洗除去堿液后于80°C干燥5h，得蛋殼粉；(2)將蛋殼粉、硅酸鈉和硫酸鋁置于混合器中混合，得混合物，處理后的蛋殼粉娃酸鈉硫酸招的質量比=20 8 2 ；
(3)將步驟(2)所得的混合物的pH值調整至7. 5，將混合物置于烘箱中于600°C干燥5h，冷卻后粉碎，得到印染廢水處理劑。廢水處理劑的添加量為5g/L，在30°C的印染廢水中吸附20分鐘以上，直接紫的脫色率為87. 4%，堿性紫的脫色率為96. 4%。實施例6 (I)將廢棄雞蛋殼和鴨蛋殼(質量任意比)碾壓后，篩分去除雜質、血污和殼膜預處理后，粉碎至粒度100目以上，采用O. 2m ol/L稀堿NaOH溶液處理2h后，清水清洗除去堿液后于80°C干燥3h，得蛋殼粉；(2)將蛋殼粉、硅酸鈉和硫酸鋁置于混合器中混合，得混合物，處理后的蛋殼粉娃酸鈉硫酸招的質量比=18 5 2 ；(3)將步驟(2)所得的混合物的pH值調整至8. 5，將混合物置于烘箱中于200°C干燥4h，冷卻后粉碎，得到印染廢水處理劑。廢水處理劑的添加量為3g/L，在40°C的印染廢水中吸附20分鐘以上，直接紫的脫色率為82. 1%，堿性紫的脫色率為93. 3%。實施例7 (I)將廢棄鴨蛋殼和鵝蛋殼(質量任意比)碾壓后，篩分去除雜質、血污和殼膜預處理后，粉碎至粒度100目以上，采用O. 05mol/L稀堿KOH溶液處理2h后，清水清洗除去堿液后于80°C干燥5h，得蛋殼粉；(2)將蛋殼粉、硅酸鈉和硫酸鋁置于混合器中混合，得混合物，處理后的蛋殼粉硅酸鈉硫酸鋁的質量比=25 10 5 ；(3)將步驟(2)所得的混合物的pH值調整至10. 0，將混合物置于烘箱中于100°C干燥5h，冷卻后粉碎，得到印染廢水處理劑。廢水處理劑的添加量為4g/L，在20°C的印染廢水中吸附20分鐘以上，直接紫的脫色率為89. 7%，堿性紫的脫色率為97. 5%。
權利要求
1.一種以蛋殼為基質制備印染料吸附劑的方法，其特征在于具體步驟如下， (1)將預處理后的蛋殼粉碎至粒度100目以上，采用O.05 O. 5moI/L稀堿NaOH或KOH溶液處理2h后，清水清洗后除去堿液于80°C干燥2-5h，得蛋殼粉； (2)將蛋殼粉、硅酸鈉和硫酸鋁置于混合器中混合，得混合物，處理后的蛋殼粉硅酸鈉硫酸鋁的質量比=15 25 I 10 I 5 ; (3)將步驟(2)所得的混合物的pH值調整至6 10，將混合物置于烘箱中于100-1000°C干燥2-5h，冷卻后粉碎，得到印染廢水處理劑。
2.根據權利要求I所述的ー種以蛋殼為基質制備印染料吸附劑的方法，其特征在于蛋殼為雞蛋殼、鴨蛋売、鵝蛋殼中任意ー種或任意兩種的混合，任意兩種混合時為任意配比。
3.根據權利I或2所述的ー種以蛋殼為基質制備印染料吸附劑的方法，其特征在于蛋殼預處理過程為將廢棄蛋殼碾壓后，篩分去除雜質、血污和殼膜。
4.一種用以蛋殼為基質由權利要求I制備的印染料吸附劑處理印染污水的方法，其特征在于以蛋殼為基質制備印染料吸附劑的添加量為O. 5 5g/L，在溫度10-40°C的印染廢水中吸附處理20分鐘以上。
全文摘要
本發明涉及一種以蛋殼為基質制備印染料吸附劑的方法和用其處理的方法，將預處理后的蛋殼粉碎，采用稀堿NaOH或KOH溶液處理2h后，清水清洗后除去堿液于80℃干燥2-5h，得蛋殼粉；將蛋殼粉、硅酸鈉和硫酸鋁置于混合器中混合，得混合物，調混合物的pH值，置于烘箱中于100-1000℃干燥2-5h，冷卻后粉碎，得到印染廢水處理劑。印染料吸附劑的添加量為0.5～5g/L，在溫度10-40℃的印染廢水中吸附處理20分鐘以上。本發明以廢棄蛋殼為主，生產成本低；采用加熱活化處理工藝，工藝簡單可控，生產過程中無三廢排放；充分利用廢棄蛋殼的吸附作用，添加量少，吸附印染廢水中的水溶性染料，對堿性染料的脫色率達90％以上，對直接染料的脫色率達80％以上，有效降低了廢水中的色度，改善了水質。
文檔編號B01J20/24GK102671630SQ201210102959
公開日2012年9月19日 申請日期2012年4月10日 優先權日2012年4月10日
發明者喬宇, 吳文錦, 夏和舟, 孫靜, 廖李, 杜金平, 汪蘭, 熊光權, 王俊, 程薇, 韓玉 申請人:湖北省農業科學院農產品加工與核農技術研究所