一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法

本发明涉及属于废水处理，具体为涉及一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法。

背景技术：

1、亚甲基蓝是一种广泛用于化学指示剂、染料、生物药物等领域的芳香杂环化合物，其生产废水具有高浓度、高色度和高排放的特点。膜分离、生物处理和吸附是处理此类废水的常见方法，其中吸附法具有操作简便和应用范围广等优点，目前常用的的吸附剂包括膨润土、金属复合材料和有机聚合物等，存在原材料成本高和二次污染导致环境不友好等问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的原材料成本高，环境不友好的问题。本发明公开了一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法。

2、本发明公开的技术方案如下：

3、一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法，上述方法包括以下步骤：先制备生物纳米复合活性炭，再将上述生物纳米复合活性炭投入到含亚甲基蓝的废水中进行吸附处理。

4、上述生物纳米复合活性炭制备方法如下：

5、1)预处理：将原料浸没于磷酸溶液，浸没时间为24～48h后，用去离子水洗涤至中性后，在40℃～60℃的条件下烘干20h～25h，粉碎备用；

6、2)制备生物炭ac：将经过1)处理后的原料在真空气氛中以5℃/min的升温速率由室温升至炭化温度200～400℃，5～20min后冷却至室温，得到生物炭ac，所述ac经过研磨，过120目筛，放于干燥器中备用；

7、3)制备生物纳米复合活性炭：即在乙醇溶液中，注入所述ac和fecl3溶液并混合，然后用盐酸和naoh溶液将ph值调整到6～8，在150r/min～250r/min的磁力搅拌下进行20h～25h的反应，过滤后，将固体转移到烘箱中，在60℃～80℃下干燥20h～25h。最后，将得到的固体用去离子水清洗至中性，在60℃～80℃下干燥并制得羟基铁改性活性炭nfeooh@ac，即生物纳米复合活性炭。

8、进一步地，在本发明提供的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法中，上述笋衣原料包括竹笋笋衣和/或玉米苞衣。

9、进一步地，在本发明提供的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法中，上述笋衣原料由上述竹笋笋衣和上述玉米苞衣按质量比3:1～3:2进行混合制得。

10、进一步地，在本发明提供的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法中，上述预处理方法包括：上述磷酸溶液摩尔浓度为0.5～2mol/l，浸没时间为20h～25h。

11、进一步地，在本发明提供的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法中，上述3)制备生物纳米复合活性炭中：乙醇和水的体积比为1:3～1:2。

12、进一步地，在本发明提供的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法中，上述3)制备生物纳米复合活性炭中：fecl3溶液摩尔浓度为0.05～0.2mol/l。

13、进一步地，在本发明提供的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法中，上述印染废水的亚甲基蓝初始浓度为1～150mg/l，ph值为2～13。

14、进一步地，在本发明提供的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法中，上述吸附处理时间为24h，环境温度30℃。

15、进一步地，在本发明提供的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法中，上述羟基铁为feooh，粒径为100～500nm。

16、进一步地，在本发明提供的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法中，上述炭化温度为300℃，上述炭化时间为10min。

17、有益效果

18、实施本发明实施例，本发明具有如下有益效果：

19、(1)笋衣，即竹笋笋壳，南方浙江盛产竹笋，竹笋工厂的笋衣绝大部分当做废弃物或生物质肥料处理，整个处理经济效益较低，通过将大量的笋衣转换为改性生物质炭，既能够扩大笋衣废弃物的再利用，又能够通过笋衣废弃物来制备改性生物质炭，降低废水处理的成本。

20、(2)玉米苞衣，也叫玉米苞叶、玉米苞皮，其结构跟竹笋笋衣更为轻薄透气，孔隙度较高，含水量较低，其结构和成分可与笋衣纤维结构形成互补。目前北方大量玉米加工工厂的玉米苞衣，绝大部分当做废弃物或生物质肥料处理。

21、(3)本发明采用乙醇分散法制备了纳米羟基铁修饰的玉米苞衣和竹笋笋衣的活性炭复合物nfeooh@ac，本发明对亚甲基蓝的等温吸附以化学吸附为主，在亚甲基蓝初始浓度在3～120mg/l，ph值在3～12时，吸附率随着ph值增大呈递增趋势，随着投加量和吸附时间的增加，吸附量不断增大，而随着初始浓度的增大吸附率呈现先增后减的趋势，最大可达73.4％。

22、(4)本发明提供的亚甲基蓝废水处理去除方法，通过采用玉米和竹笋的笋衣废弃物为原料，制备纳米羟基铁修饰的活性炭复合物，能够降低吸附剂的制备成本，是一种廉价的环境友好型吸附剂。

技术特征：

1.一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：先制备生物纳米复合活性炭，再将所述生物纳米复合活性炭投入到含亚甲基蓝的废水中进行吸附处理；所述生物纳米复合活性炭制备方法如下：

2.根据权利要求1所述的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法，其特征在于，所述生物原料包括竹笋笋衣和/或玉米苞衣。

3.根据权利要求2所述的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法，其特征在于，所述生物原料由所述竹笋笋衣和所述玉米苞衣按质量比3:1～3:2进行混合制得。

4.根据权利要求1所述的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法，其特征在于，所述预处理方法包括：所述磷酸溶液摩尔浓度为0.5～2mol/l，浸没时间为20h～25h。

5.根据权利要求1所述的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法，其特征在于，所述3)制备生物纳米复合活性炭中使用的乙醇溶液中：乙醇和水的体积比为1:3～1:2。

6.根据权利要求1所述的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法，其特征在于，所述3)制备生物纳米复合活性炭中使用的fecl3溶液中：fecl3溶液摩尔浓度为0.05～0.2mol/l。

7.根据权利要求1所述的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法，其特征在于，所述印染废水的亚甲基蓝初始浓度为1～150mg/l，ph值为2～13。

8.根据权利要求7所述的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法，所述吸附处理时间为24h，环境温度30℃。

9.根据权利要求1所述的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法，所述羟基铁为feooh，粒径为100～500nm。

10.根据权利要求1所述的一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法，所述炭化温度为300℃，所述炭化时间为10min。

技术总结
本发明公开一种生物纳米复合活性炭对废水中亚甲基蓝的去除方法，涉及废水处理技术领域，本发明采用乙醇分散法制备了纳米羟基铁修饰的玉米苞衣和竹笋笋衣的活性炭复合物nFeOOH@AC，可用于印染的废水处理，在pH值为2～13的范围内，废水亚甲基蓝初始浓度为1～150mg/L的范围内，24h内去除率最高可达到73.4％。

技术研发人员：吴婷,喻曼,李小忠,涂燕红,姚晨飞,陈雯萱,陈寒松
受保护的技术使用者：浙江师范大学行知学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15