一種利用改性秸稈處理染料廢水的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水污染防治中的水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及染料廢水的處理，具體為一種利用改性秸稈處理染料廢水的方法。該方法采用兩步法進(jìn)行秸稈改性，首先用氫氧化鈉對水稻秸稈進(jìn)行預(yù)處理，然后將處理后的水稻秸稈與十四烷基三甲基氯化銨進(jìn)行改性反應(yīng)，再利用改性水稻秸稈對水體中橙黃Ⅱ、亞甲基藍(lán)、鉻黑T染料的去除，最終實(shí)現(xiàn)染料廢水處理。改性水稻秸稈與十四烷基三甲基氯化銨以質(zhì)量比為1:1～1:1.5進(jìn)行混合反應(yīng)。所述的氫氧化鈉的質(zhì)量百分含量為10%-30%。本技術(shù)方案具有良好的凝聚效果、脫色能力強(qiáng)、使用方便、節(jié)約成本；不僅解決了農(nóng)業(yè)秸稈的資源化利用，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對染料廢水的脫色處理。
【專利說明】-種利用改性稻巧處理染料廢水的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水污染防治中的水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及染料廢水的處理，具體為 一種利用改性枯桿處理染料廢水的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，每年都會(huì)產(chǎn)生大量的農(nóng)業(yè)枯桿，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國每年產(chǎn)生的農(nóng) 作物枯桿大約有6億多噸。農(nóng)作物枯桿不僅含有植物生長所需的各種營養(yǎng)成分，同時(shí)含有 豐富的有機(jī)物。既可W作為飼料資源，又可作為±壤有機(jī)質(zhì)的來源。目前我國枯桿的利用率 僅為33%，其中經(jīng)過技術(shù)處理的僅占2. 6%左右，主要的利用途徑為：枯桿還田、能源利用、 飼料利用、工業(yè)利用等。
[0003] 隨著農(nóng)村生活水平的不斷提高，煤、天然氣等能源逐漸替代了枯桿成為農(nóng)村的主 要生活生產(chǎn)的能源，同時(shí)集約化養(yǎng)殖和飼料工業(yè)的快速發(fā)展也使農(nóng)作物枯桿在飼料中的比 重越來越小，大量農(nóng)作物枯桿棄置于田間地頭，其堆嫗過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)極易污染地 表水體和淺層地下水；收獲季節(jié)枯桿的大面積焚燒污染空氣，造成農(nóng)村環(huán)境的惡化，給公 路、民航運(yùn)輸帶來極大的安全隱患，枯桿的資源化利用不但能夠減少W至消除農(nóng)業(yè)廢棄物 危害，還為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供豐富的能源和物質(zhì)投入，從而減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的外部投入，節(jié)約 資源，降低生產(chǎn)成本，增加農(nóng)業(yè)收入。因此對于一個(gè)人口眾多而農(nóng)業(yè)資源相對短缺的國家， 搞好農(nóng)業(yè)枯桿的綜合利用，變廢為寶，化害為利，在大力提高資源利用率的同時(shí)，保護(hù)生態(tài) 環(huán)境，是整個(gè)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)戰(zhàn)略措施，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。
[0004] 紡織工業(yè)是我國傳統(tǒng)的支柱產(chǎn)業(yè)，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的印染業(yè)也進(jìn) 入了高速發(fā)展期，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國印染廢水每天排放量為300?400萬m 3,在紡織工業(yè) 中，染色是紡織產(chǎn)品加工過程的重要環(huán)節(jié)，其過程是用不同的染料、助劑和染色方法使各種 不同的纖維獲得我們想要的顏色。因此染料具有必不可少的作用，但是由于印染過程中染 色劑的使用使得印染廢水具有成分復(fù)雜、色度大、濃度高且生物難降解物質(zhì)多的特點(diǎn)，特別 是近年來，合成纖維的品種和數(shù)量的增加W及化學(xué)漿料（PVA)代替淀粉在印染工業(yè)中的應(yīng) 用，使得印染廢水更加難處理。
[0005] 近年來，隨著高效、新型高分子絮凝劑的開發(fā)和應(yīng)用，W其良好的凝聚效果、脫色 能力和操作簡單、投資省等優(yōu)點(diǎn)，高分子絮凝劑正廣泛地應(yīng)用于處理印染廢水過程中。利用 農(nóng)業(yè)枯桿廢棄物合成新型高分子絮凝劑，不僅能實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用，同時(shí)也能解 決印染廢水中染色劑的脫色問題，具有重要的研究價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是將廢棄枯桿進(jìn)行化學(xué)改性，通過對不同染料廢水的脫色處理，達(dá) 到資源再利用。本發(fā)明具有原料來源廣泛，工藝簡單易控制，產(chǎn)品脫色效果好等優(yōu)點(diǎn)。
[0007] 水稻枯桿主要是由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素構(gòu)成，通過粉碎、堿潤漲等預(yù)處理，不 僅可W溶解出半纖維素、木質(zhì)素、雜質(zhì)等，還可使枯桿纖維素的形態(tài)和細(xì)微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化， 從而提高纖維素的反應(yīng)性能，而枯桿纖維素每個(gè)基環(huán)上均具有H個(gè)醇輕基，該些輕基使纖 維素可W發(fā)生氧化、離化醋化等化學(xué)反應(yīng)，將預(yù)處理后的枯桿與離化劑反應(yīng)，得到的產(chǎn)物可 W用于染料廢水脫色處理。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)方案如下：
[0009] -種利用改性枯桿處理染料廢水的方法，該方法采用兩步法進(jìn)行枯桿改性，所述 的枯桿為水稻枯桿。首先用氨氧化軸對水稻枯桿進(jìn)行預(yù)處理，然后將處理后的水稻枯桿 與十四焼基H甲基氯化饋進(jìn)行改性反應(yīng)，再利用改性水稻枯桿對水體中澄黃II、亞甲基 藍(lán)、鉛黑T染料的去除，最終實(shí)現(xiàn)染料廢水處理。所述的改性水稻枯桿與十四焼基H甲基 氯化饋W質(zhì)量比為1 : 1?1 : 1.5進(jìn)行混合反應(yīng)。所述的氨氧化軸的質(zhì)量百分含量為 10% -30%。
[0010] 所述的改性水稻枯桿與十四焼基H甲基氯化饋在抑值為3-11、反應(yīng)時(shí)間為 15-25min、溫度為40?5(TC和攬拌速率為400?50化/min的條件下進(jìn)行反應(yīng)。
[0011] 在反應(yīng)溫度為2(TC、攬拌速率為3(K)r/min、投加劑量為0. 6g、pH = 5、反應(yīng)時(shí)間為 20min時(shí)，改性枯桿對濃度為0. 03g/L的澄黃II染料廢水的脫色率為95. 71 %。
[0012] 在反應(yīng)溫度為2(TC、攬拌速率為3(K)r/min、投加劑量為0. 8g、pH = 7、反應(yīng)時(shí)間為 25min時(shí)，改性枯桿對濃度為0. 03g/L的亞甲基藍(lán)染料廢水脫色率為76. 35%。
[0013] 在反應(yīng)溫度為2(TC、攬拌速率為3(K)r/min、投加劑量為0. 6g、pH = 7、反應(yīng)時(shí)間為 15min時(shí)，改性枯桿對濃度為0. 03g/L的鉛黑T染料廢水脫色率為97. 47%。
[0014] 枯桿預(yù)處理的具體步驟為；稱取一定量過20目篩的水稻枯桿和氨氧化軸加入反 應(yīng)器中，水稻枯桿與氨氧化軸質(zhì)量比控制在1 : 1?1 : 1.5之間，同時(shí)加入一定量的蒸觸 水與濃度為3%的雙氧水，蒸觸水與雙氧水的體積比控制在2 : 1?1.5 : 1之間，利用磁 力攬拌器對反應(yīng)物進(jìn)行攬拌，控制攬拌速率在250?35化/min,在室溫下攬拌5?化后進(jìn) 行過濾，同時(shí)對產(chǎn)物不斷潤洗，直至接近中性，在50?6(TC條件下烘干。
[0015] 枯桿改性的具體步驟為：稱取一定量的十四焼基H甲基氯化饋與經(jīng)預(yù)處理后的枯 桿加入反應(yīng)器中，二者質(zhì)量比控制在0.3 : 1?3 : 1之間，同時(shí)加入定量體積的蒸觸水與 濃度為3%的雙氧水，二者體積比為2 ; 1?1.5 ; 1之間，利用氨氧化軸與鹽酸調(diào)節(jié)反應(yīng) 器內(nèi)溶液抑值在3?11之間，利用磁力攬拌器對反應(yīng)物進(jìn)行攬拌，控制攬拌速率在200? 6(K)r/min，調(diào)節(jié)溫度在20?6(TC，攬拌2?化后進(jìn)行過濾，對產(chǎn)物不斷潤洗，直至接近中 性，在50?6(TC條件下烘干，得改性枯桿。
[0016] 改性枯桿實(shí)際應(yīng)用；將制取的改性枯桿分別加入到澄黃II、亞甲基藍(lán)、鉛黑T H種 染料廢水中，同時(shí)調(diào)節(jié)抑在3?11，反應(yīng)時(shí)間在15?25min，改性枯桿投加質(zhì)量在0. Sg/ L?1.6g/L之間，可W實(shí)現(xiàn)對澄黃II、鉛黑T染料廢水脫色率達(dá)到95% W上，對亞甲基藍(lán)染 料廢水脫色率達(dá)到75% W上。
[0017] 本發(fā)明的積極效果為：
[0018] (一）本技術(shù)方案具有良好的凝聚效果、脫色能力強(qiáng)、使用方便、節(jié)約成本；
[0019] (二）不僅解決了農(nóng)業(yè)枯桿的資源化利用，同時(shí)也可W實(shí)現(xiàn)對染料廢水的脫色處 理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖I為枯桿和改性枯桿的紅外光譜圖。
[0021] 圖2為枯桿掃描電鏡圖。
[0022] 圖3為改性枯桿掃描電鏡圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] W下結(jié)合具體實(shí)例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)解釋說明。
[0024] 實(shí)施例1 ;
[00巧]1、改性枯桿的制備
[0026] (1)水稻枯桿預(yù)處理
[0027] 稱取IOg過20目篩水稻枯桿、20g氨氧化軸加入IOOOml燒杯，同時(shí)添加200ml蒸 觸水W及IOOml濃度為3 %的雙氧水，將燒杯置于磁力攬拌器上，控制攬拌速率為30化/ min、溫度在5-1CTC下攬拌5-化后進(jìn)行過濾，對產(chǎn)物使用蒸觸水不斷潤洗，直至接近中性， 在6(TC烘干至恒重。
[0028] (2)水稻枯桿改性
[0029] ①稱取經(jīng)（1)處理后的枯桿2g，分別稱取改性劑十四焼基H甲基氯化饋0. 6g、lg、 2g、4g、6g置于IOOOml燒杯中，加入200ml蒸觸水W及IOOml濃度為3%的雙氧水，將燒杯 置于磁力攬拌器上，在抑=7、溫度=6(TC、攬拌速率=5(K)r/min、攬拌時(shí)間化后進(jìn)行過 濾，對產(chǎn)物用蒸觸水潤洗至中性，在6(TC烘干至恒重。
[0030] ②稱取經(jīng)（1)處理后的枯桿2g和十四焼基H甲基氯化饋2g，置于IOOOml燒杯中， 加入200ml蒸觸水W及IOOml濃度為3 %的雙氧水，將燒杯置于磁力攬拌器上，控制抑在 3-11、溫度=6(TC、攬拌速率=5(K)r/min、攬拌時(shí)間化后進(jìn)行過濾，對產(chǎn)物用蒸觸水潤洗至 中性，在6(TC烘干至恒重。
[0031] ③稱取經(jīng)（1)處理后的枯桿2g和十四焼基H甲基氯化饋2g，置于IOOOml燒杯中， 加入200ml蒸觸水W及IOOml濃度為3 %的雙氧水，將燒杯置于磁力攬拌器上，控制抑= 7、溫度在20-6(TC、攬拌速率=50化/min、攬拌時(shí)間化后進(jìn)行過濾，對產(chǎn)物用蒸觸水潤洗至 中性，在6(TC烘干至恒重。
[0032] ④稱取經(jīng)（1)處理后的枯桿2g和十四焼基H甲基氯化饋2g，置于IOOOml燒杯中， 加入200ml蒸觸水W及IOOml濃度為3 %的雙氧水，將燒杯置于磁力攬拌器上，控制抑= 7、溫度=6(TC、攬拌速率在200-6(K)r/min、攬拌時(shí)間化后進(jìn)行過濾，對產(chǎn)物用蒸觸水潤洗 至中性，在6(TC烘干至恒重。
[0033] ⑥稱取經(jīng)（1)處理后的枯桿2g和十四焼基H甲基氯化饋2g，置于IOOOml燒杯中， 加入200ml蒸觸水W及IOOml濃度為3 %的雙氧水，將燒杯置于磁力攬拌器上，控制抑= 7、溫度=6(TC、攬拌速率=5(K)r/min、攬拌時(shí)間在2-化后進(jìn)行過濾，對產(chǎn)物用蒸觸水潤洗 至中性，在6(TC烘干至恒重。
[0034] ⑧用①?⑥制取的改性枯桿對濃度為0. Olg/L的澄黃II、鉛黑T、亞甲基藍(lán)染料廢 水分別進(jìn)行脫色試驗(yàn)，探索各單因素最佳工藝條件，具體試驗(yàn)結(jié)果見表1-表5所示。
[00巧]表1改性劑投加質(zhì)量單因素脫色分析
[0036]

【權(quán)利要求】
1. 一種利用改性秸桿處理染料廢水的方法，其特征在于：該方法采用兩步法進(jìn)行秸桿 改性，首先用氫氧化鈉對秸桿進(jìn)行預(yù)處理，然后將處理后的秸桿與十四烷基三甲基氯化銨 進(jìn)行改性反應(yīng)，再利用改性秸桿對水體中橙黃II、亞甲基藍(lán)、鉻黑T染料的去除，最終實(shí)現(xiàn) 染料廢水脫色處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用改性秸桿處理染料廢水的方法，其特征在于：所述的秸 桿為水稻結(jié)桿。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的利用改性秸桿處理染料廢水的方法，其特征在 于：所述的改性秸桿與十四烷基三甲基氯化銨以質(zhì)量比為1:1?1:1. 5進(jìn)行混合反應(yīng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的利用改性秸桿處理染料廢水的方法，其特征在 于：所述的氫氧化鈉的質(zhì)量百分含量為10%-30%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的利用改性秸桿處理染料廢水的方法，其特征 在于：所述的秸桿與十四烷基三甲基氯化銨在pH值為3-11、反應(yīng)時(shí)間為15-25min、溫度為 40?50°C和攪拌速率為400-500r/min的條件下進(jìn)行反應(yīng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的利用改性秸桿處理染料廢水的方法，其特征在 于：在反應(yīng)溫度為20°C、攪拌速率為300r/min、改性秸桿投加劑量為0. 6g、pH=5、反應(yīng)時(shí)間 為20min時(shí)，改性秸桿對濃度為0. 03g/L的橙黃II染料廢水的脫色率為95. 71%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的利用改性秸桿處理染料廢水的方法，其特征在 于：在反應(yīng)溫度為20°C、攪拌速率為300r/min、改性秸桿投加劑量為0. 8g、pH=7、反應(yīng)時(shí)間 為25min時(shí)，改性秸桿對濃度為0. 03g/L的亞甲基藍(lán)染料廢水脫色率為76. 35%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的利用改性秸桿處理染料廢水的方法，其特征在 于：在反應(yīng)溫度為20°C、攪拌速率為300r/min、改性秸桿投加劑量為0. 6g、pH=7、反應(yīng)時(shí)間 為15min時(shí)，改性秸桿對濃度為0. 03g/L的鉻黑T染料廢水脫色率為97. 47%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的利用改性秸桿處理染料廢水的方法，其特征在 于：所述的改性秸桿的投加量為〇. 8g/L-l. 6g/L。
【文檔編號(hào)】C02F1/58GK104310559SQ201410631192
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】伍鈞, 楊剛, 趙旭, 趙丹, 黃常紅, 張小洪, 李黎, 彭宏, 藺麗麗, 肖鴻 申請人:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)