一种腐植酸废水中碳资源回收的方法与流程

本发明属于环境保护技术领域，尤其是涉及一种腐植酸废水中碳资源回收的方法。

背景技术：

腐植酸(ha)来自生物分子的微生物降解，是腐殖质的主要成分。腐殖质的高亲和力使其易与重金属、杀虫剂等多种污染物发生络合作用，导致地表水和地下水污染。腐殖质主要包括腐植酸、富里酸和胡敏素是典型的自然形成化合物，占自然水体中溶解有机物质的30％-80％，不仅影响水质，也不利于水处理。

废水中的腐植酸是一种丰富碳资源，其分离提取也为碳资源回收利用提供重要支撑。(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷(aptes)已广泛用于改性无机材料，以提高其溶解度、分散性和污染物吸附能力。据目前所知，迄今为止的大多数研究都集中在絮凝性能的间接评估上，然而直接使用aptes去除有机物质还有待研究。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种腐植酸废水中碳资源回收的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种腐植酸废水中碳资源回收的方法，直接在腐植酸(ha)废水中投入(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷(aptes)，经过絮凝沉淀，过滤沉淀物，得到腐植酸分离产品，实现腐植酸废水中碳资源回收。

优选地，包括以下步骤：

(1)将腐殖酸废水置于恒温水浴中，并进行搅拌：

(2)调节ph为3～7后，投入(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷；

(3)先高速搅拌，然后低速搅拌，静置，进行絮凝沉淀；

(4)过滤沉淀物，获得腐植酸分离产品，实现腐植酸废水中碳资源回收。

优选地，所述的腐殖酸废水中腐殖酸的浓度为50～1000mg/l。

优选地，步骤(1)中恒温水浴的温度为10～60℃。

优选地，步骤(2)中，调节ph为3～5。

优选地，步骤(2)中使用浓度为0.1m的hcl或naoh调节ph。

优选地，步骤(2)中，(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷的添加量为1.0-10.0ml/l。

优选地，步骤(3)中，高速搅拌的速率为200rpm，搅拌时间为10min；低速搅拌的速率为50rpm，搅拌时间为20min；静置时间为30min。

优选地，步骤(4)中，沉淀物使用中速定性滤纸过滤。

由于含有能够进行水解、缩合和自组装的官能团，aptes本身可以用作去除污染物的有效絮凝剂，从而实现有机碳的分离与回收利用。基于此，本发明提供一种利用aptes作为腐植酸废水中碳资源分离剂，实现腐植酸的快速高效沉淀分离。

与现有技术相比，本发明工艺简单、成本低廉，能高效分离回收废水中腐植酸碳资源，具有较高的经济与社会环境效益。

附图说明

图1为实施例所示不同反应条件下废水中ha的分离效果。其中，图1(a)代表aptes剂量对ha分离效率的影响；图1(b)代表体系反应温度对ha分离效率的影响；图1(c)为初始ha浓度对ha分离效率的影响；图1(d)代表体系ph对ha分离效果的影响。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

一种腐植酸废水中碳资源回收的方法，直接在腐植酸(ha)废水中投入(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷(aptes)，经过絮凝沉淀，过滤沉淀物，得到腐植酸分离产品，实现腐植酸废水中碳资源回收。

具体包括以下步骤：

(1)将腐殖酸废水置于恒温水浴中，并进行搅拌：

(2)调节ph为3～7后，投入(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷；

(3)先高速搅拌，然后低速搅拌，静置，进行絮凝沉淀；

(4)过滤沉淀物，获得腐植酸分离产品，实现腐植酸废水中碳资源回收。

更具体地，腐殖酸废水中腐殖酸的浓度为50～1000mg/l。步骤(1)中恒温水浴的温度为10～60℃。步骤(2)中，调节ph为3～5。步骤(2)中使用浓度为0.1m的hcl或naoh调节ph。步骤(2)中，(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷的添加量为1.0-10.0ml/l。步骤(3)中，高速搅拌的速率为200rpm，搅拌时间为10min；低速搅拌的速率为50rpm，搅拌时间为20min；静置时间为30min。步骤(4)中，沉淀物使用中速定性滤纸过滤。

本实施方式考察不同条件对ha分离效果的影响，如图1所示。图1(a)显示了aptes剂量(vaptes:vsolution＝1.0-10.0ml/l)对ha分离的影响。ha分离效率随着絮凝剂用量增加而提高，aptes加入量为4.0ml/l时，ha分离效率达到最大，最大值为95.5％，进一步增大添加量为10.0ml/l时，导致分离效率下降至71.9％；图1(b)显示了反应体系温度对ha分离效果的影响。温度从10℃升高到35℃时，ha分离效率逐渐升高；而随后，温度继续升高到60℃时，ha的分离效率反而下降；图1(c)显示了初始ha浓度对ha分离效果的影响。aptes添加量一定的条件下，腐植酸初始浓度对其分离效率有很大影响。当初始ha浓度从50增加到1000mg/l时，分离效率从95.3％降低到72.4％。其中，当ha浓度从150mg/l增加到1000mg/l时，ha分离效率几乎保持恒定表明ha的分离不是严格依赖于浓度，高浓度下也能获得较为满意的分离效率。图1(d)显示了体系ph对ha分离效果的影响。ph<7.0时，对ha始终有较高的分离效果，其离效率为94.7-96.9％，且在ph3.0-5.0下获得最大分离效率；但随着溶液初始ph从7.0增加到9.0时，分离效率从94.7％降低到77.5％。

本发明公开的腐植酸废水中碳资源回收的方法，可对废水中腐植酸进行高效分离，进而实现碳资源的回收利用。工艺简单、成本低廉，能高效利用有机废水中的营养成分，具有较高的经济与社会环境效益。

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种腐植酸废水中碳资源回收的方法，其特征在于，直接在腐植酸废水中投入(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷，经过絮凝沉淀，过滤沉淀物，得到腐植酸分离产品，实现腐植酸废水中碳资源回收。

2.根据权利要求1所述的一种腐植酸废水中碳资源回收的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将腐殖酸废水置于恒温水浴中，并进行搅拌：

(2)调节ph为3～7后，投入(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷；

(3)先高速搅拌，然后低速搅拌，静置，进行絮凝沉淀；

(4)过滤沉淀物，获得腐植酸分离产品，实现腐植酸废水中碳资源回收。

3.根据权利要求2所述的一种腐植酸废水中碳资源回收的方法，其特征在于，所述的腐殖酸废水中腐殖酸的浓度为50～1000mg/l。

4.根据权利要求2所述的一种腐植酸废水中碳资源回收的方法，其特征在于，步骤(1)中恒温水浴的温度为10～60℃。

5.根据权利要求2所述的一种腐植酸废水中碳资源回收的方法，其特征在于，步骤(2)中，调节ph为3～5。

6.根据权利要求2所述的一种腐植酸废水中碳资源回收的方法，其特征在于，步骤(2)中使用浓度为0.1m的hcl或naoh调节ph。

7.根据权利要求2所述的一种腐植酸废水中碳资源回收的方法，其特征在于，步骤(2)中，(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷的添加量为1.0-10.0ml/l。

8.根据权利要求2所述的一种腐植酸废水中碳资源回收的方法，其特征在于，步骤(3)中，高速搅拌的速率为200rpm，搅拌时间为10min；低速搅拌的速率为50rpm，搅拌时间为20min；静置时间为30min。

9.根据权利要求2所述的一种腐植酸废水中碳资源回收的方法，其特征在于，步骤(4)中，沉淀物使用中速定性滤纸过滤。

技术总结
本发明涉及一种腐植酸废水中碳资源回收的方法，直接在腐植酸废水中投入(3‑氨基丙基)三乙氧基硅烷，经过絮凝沉淀，过滤沉淀物，得到腐植酸分离产品，实现腐植酸废水中碳资源回收。与现有技术相比，本发明采用腐植酸分离沉淀工艺简单、成本低廉，能高效回收废水中碳资源，具有较高的经济与社会环境效益。

技术研发人员：周涛;赵由才;武舒娅;李天;伍娜
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2019.06.28
技术公布日：2019.12.17