[发明专利]一种用于废水处理的复合交联吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发吸明属于吸附技术领域，具体涉及一种用于废水处理的复合交联吸附剂的制备方法。

背景技术

随着现代工业及城市化的飞速发展，水污染日趋严重，特别是一些行业如传统的电镀、制革、金属表面处理、印染、石化和含有其他有机污染物的废水排放量日益增加。对于这些行业排放的废水传统的处理方法主要有化学沉淀法、电解法、离子交换法、膜处理法等，但这些方法在处理时存在工艺复杂，操作繁琐，运行费用高，产生二次污染等缺陷。吸附处理技术是一种简单有效的处理废水的技术，在含重金属离子工业废水、染料废水、石化废水等的处理中有广泛应用。研制和使用新型的高效、低毒、价廉的吸附剂是解决水污染问题的关键之一。

很多工业或农业废弃物中含有大量的具有较高吸附性能的生物大分子物质，如发酵后的菌体、活性污泥、提取有效成分后的发酵液等，此外发现许多微生物分泌的多种生物大分子也具有较好的吸附作用。这些材料中起吸附作用的物质主要是一些生物大分子如多糖、高分子蛋白质、胶质、核酸等，它们对于重金属、染料、石油类有毒物质都有较高的亲和性，此外由于这些生物大分子也具有巨大的表面积和较多的带有负电的基团，使得它们的吸附容量较高。但由于很多生物大分子物质在水体中基本呈胶体状，这些生物大分子在吸附污染物后仍然呈胶体状无法有效地回收。即使是一些植物或微生物的粗提物或者组织与细胞破碎物，其吸附污染物后由于比重较小仍然大多呈现悬浮状态，这些都增加了回收和应用的难度。

为了充分利用生物大分子的优点，克服生物大分子呈胶体状或悬浮状无法有效地使用及回收的缺点，将这些具有较强吸附能力的生物大分子或含生物大分子的粗提物或组织及细胞破碎物固定在不溶性高分子载体上形成某种固体吸附剂才有应用和推广的价值。这样既可以保留生物大分子大部分活性基团和活性部位，使得生物大分子仍然具有非常强的对污染物的结合能力，又可以获得生物大分子本身所不具有的一系列特殊性能，如机械性能、化学稳定性等等。聚乙烯醇(PVA)作为一种新型的固定化载体，具有强度高、化学稳定性好、抗微生物分解性能强、对微生物及人体无毒、价格低廉等优点，是一种具有较大潜力的固定化材料，目前聚乙烯醇主要用于固定化微生物或酶，将聚乙烯醇作为吸附剂的载体用于水处理行业还少有进行。综合以上说明，开发一种以生物大分子和聚乙烯醇为原料的非活体生物质吸附剂，对控制水污染，促进工业与环境的和谐发展具有重要的战略意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用性好，工艺简单，易于掌握的用于废水处理的复合交联吸附剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于废水处理的复合交联吸附剂的制备方法如下，制备生物大分子物质溶液，将聚乙烯醇(PVA)加热溶解，再将PVA溶液、生物大分子物质溶液及矿物粉末混合搅拌均匀，然后将上述混合液加入到硼酸溶液中进行固定化交联，固化物洗净、烘干，即得到复合交联吸附剂。

所述生物大分子物质溶液浓度在5g/L至50mg/L；

所述生物大分子物质溶液可进行浓缩处理；

所述聚乙烯醇加热溶解方法为将PVA与蒸馏水按重量比1∶10至1∶15混合，在70-90℃下搅拌溶解12-24h；溶解后的PVA为白色的粘稠物；

所述PVA溶液与浓缩的生物大分子物质溶液混合搅拌的比例为3∶1至10∶1(体积比)；混合后加入矿物粉末，矿物粉末与PVA溶液的比例(质量体积比)为1∶100-1∶500。

所述生物大分子物质溶液包括经浓缩处理的生物大分子物质溶液；

所选的矿物粉末成分为二氧化硅或碳酸钙或高岭石粉末或三者以任意比例的混合物；矿物粉末的粒度为过200目-1000目筛后的粉末；

所述硼酸溶液为饱和硼酸溶液；进行固定化交联时温度控制在5至15℃之间，交联的时间为2-12h；

所述固定化交联完成后用纱布滤出交联固定好的吸附剂，用蒸馏水或去离子水冲洗2-3遍后得到含水率在60-80％的吸附剂；

所述烘干的温度控制在80-120℃，烘干时间控制在24h之内，烘干后含水率小于5％。

所述生物大分子物质溶液为包括含有微生物细胞、高分子蛋白质、多糖或胶质中至少一种的液体；所述生物大分子物质溶液含有丰富吸附基团。

聚乙烯醇溶于蒸馏水中，通过加热溶胀使其成为粘稠的液体；

矿物粉末主要用于增加交联后载体的容重及耐磨损能力；

交联剂为接近饱和硼酸溶液，硼酸浓度≥50g/L；

原料混合交联后使生物大分子物质被包埋及联结在PVA所形成的孔隙中；