[發明專利]水葫蘆基水熱炭吸附劑去除水中結晶紫染料的方法

有效

• 申請號: 201810013835.9
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN108178228B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 魏佳;朱雨寒;劉亦陶
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B01J20/00
• 分類號: B01J20/00;B01J20/30;C02F1/28;C02F103/30;C02F101/32
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 齊寶玲

水葫蘆基水熱炭吸附劑去除水中結晶紫染料的方法屬于水處理領域，包括以下步驟：將水葫蘆制成泥狀，放入反應釜中，向反應釜中通氮氣，使釜體中形成無氧環境，經反應釜在180?220℃下反應2.5?6小時生成水葫蘆基水熱炭，離心并用水清洗數次，經干燥、研磨、篩分至350?850μm，即得到吸附劑；將吸附劑加入到初始濃度100?400mg/L的結晶紫溶液中，在10?30℃條件下震蕩吸附20?24h，離心使固液分離；水葫蘆基水熱炭吸附劑投加量為0.8?1.6g/L。本發明不僅可以減輕水葫蘆瘋狂生長而對環境造成的污染，還可以變廢為寶，去除水中的結晶紫染料，以廢治廢，實現污泥資源的有效利用和水環境保護。

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，具體是涉及一種利用水葫蘆水熱炭吸附劑去除水中結晶紫染料的方法。

背景技術

我國是紡織印染大國，據不完全統計，我國日排放印染廢水量為(300～400)×104t，是行業排污大戶之一。與發達國家相比，我國紡織印染業單位耗水量是發達國家的2～3倍，單位排污總量是發達國家的1.2～1.8倍。與其他行業相比，紡織印染業不但耗水量大，而且污染嚴重。

結晶紫(crystal violet)，又名甲紫，是目前使用最廣的一種人工合成堿性染料，屬于三苯甲烷類染料，在工業、生物學、醫學方面上應用廣泛，染料廢水具有色度大、有機污染物含量高、組分復雜、水質變化和生物毒性大，以及難生化降解，并朝著抗光解、抗氧化的方向發展等特點，許多染料和它們的代謝物都有毒性，對水生生物和人類會產生致畸、致癌及致突變的后果，所以染料的損失不僅會造成巨大的經濟損失，還嚴重的污染環境。

目前染料廢水處理方法主要有物化法、化學法和生化法，并取得一定的成效，然而以上方法都存在不足之處，或去除效果不佳、或操作不便，或對染料廢水適應性不強等?；钚蕴渴亲钤鐟茫彩亲顑灹嫉拿撋絼?，但價格較貴。生物質炭具有發達的孔隙結構、高的比表面積以及豐富的表面官能團等特點，這使生物質炭在生物吸附領域有廣泛的應用前景。

水葫蘆又名鳳眼蓮，原產巴西，亞洲熱帶地區也已廣泛生長，喜歡溫暖濕潤、陽光充足的環境，適應性也很強，具有一定的耐寒能力，生于海拔200-1500米的水塘、溝渠及稻田中。水葫蘆曾一度被很多國家引進，廣泛分布于世界各地，雖說水葫蘆本身有很強的凈化污水能力，但水葫蘆繁殖速度極快，生長時會消耗大量溶解氧，大量的水葫蘆覆蓋河面，容易造成水質惡化，影響水底生物的生長。同時，水葫蘆能夠吸附重金屬等有毒物質，死亡后對水體構成二次污染，影響人畜飲用水安全。滇池、太湖、黃浦江及武漢東湖等著名水體，均出現過水葫蘆泛濫成災的情況，耗費巨資也無法根治。生物質水熱炭化處理很容易破壞微生物細胞，使水葫蘆中的有機物水解，隨著水熱反應溫度和壓力的增加，顆粒間碰撞增大導致膠體機構的破壞。水葫蘆作為一種產量巨大的高含水率水生植物，其生物質水熱炭化具有污染防治和碳減排的雙重效益。如果將水葫蘆用于制備生物質水熱炭，其前景非常廣闊。在本專利中，提供了利用水葫蘆制備生物質水熱炭吸附劑去除印染水中結晶紫的有效方法，不僅可以減輕水葫蘆瘋狂生長而對環境造成的污染，還可以變廢為寶，去除水中的結晶紫染料，以廢治廢，實現污泥資源的有效利用和水環境保護。

發明內容

本發明的目的是提供一種高效環保的利用水葫蘆基水熱炭吸附去除水中結晶紫染料的方法。

一種水葫蘆基水熱炭吸附劑，其制備方法包括以下步驟：

將水葫蘆加水放入絞肉機中攪成泥狀，放入反應釜中，蓋上反應釜蓋，向反應釜中通氮氣3-5分鐘，使釜體中形成無氧環境，在180-220℃下反應2.5-6小時生成水葫蘆基水熱炭，離心并用水清洗數次，干燥，即得到水葫蘆基水熱炭吸附劑。

上述水葫蘆基水熱炭吸附劑用于去除水中的結晶紫。

制備條件中的溫度優選180℃、時間優選3h。

將水葫蘆基水熱炭吸附劑加入到初始濃度為100-400mg/L的結晶紫溶液中，在10-30℃條件下震蕩吸附24h，離心使固液分離。將液體收集到廢液桶，統一處理。