[发明专利]一种以富磷生物质制备选择性吸附材料的方法

说明书

一种以富磷生物质制备选择性吸附材料的方法，涉及分子印迹、生物质材料和水处理应用技术领域。首先利用戊二醛溶液交联固定富磷生物质的胶原蛋白，然后再利用柠檬酸洗脱富磷生物质中与胶原蛋白相结合的XO₄^n‑构型分子，以此制得针对XO₄^n‑分子构型的选择性吸附材料。本发明仅需固定和酸洗两步反应成功获得磷酸根和硫酸根的选择性吸附材料。电镜等表征证实，具有选择性结合磷酸根和硫酸根特性。采用鱼鳞等富磷生物废弃物为原料，制备的选择性吸附材料可反复循环使用，不仅成本低廉，且技术路线极其简单，可有效去除生活城镇污水处理厂二沉池出水和富营养化湖泊中的磷酸根，以及酸性矿山废水中硫酸根等。

技术领域

本发明涉及分子印迹、生物质材料和水处理应用技术领域，具体是涉及一种以富磷生物质制备选择性吸附材料的方法。

背景技术

目前随着越来越多的城镇污水处理厂出水升级提标到一级A，其出水中总磷应≤0.5mg/L。为达到此排放标准，在生物脱氮除磷工艺后要增加化学除磷。但是化学法除磷需要投加大量的除磷剂，使得其除磷的成本大量增加，并且因为除磷剂的投加会生产生大量的污泥，增加了污泥处理成本；另外，投加的除磷剂也不能重复利用。

中国是世界上水产品产量最大的国家，近几年全国水产品总产量一直在4500万吨左右，其中水产养殖量占总产量的58％。水产加工过程中产生的下脚料大部分作为饲料鱼粉的原料或废料丢弃，既污染了环境，又造成了经济上的损失。鱼鳞作为下脚料中主要的组成成分之一，具有来源广泛，成本低廉的特点。

本发明提供一种以富磷生物质制备选择性吸附材料的方法，首次采用戊二醛和柠檬酸处理富磷生物质(如鱼类鳞片、动物骨头等)以制备可作为污水处理的选择性吸附材料，而且制备的吸附材料可反复循环使用，成本低廉。

发明内容

针对目前存在的上述技术问题，本发明提供了一种工艺简单、成本低、适合工业化规模生产的以富磷生物质制备选择性吸附材料的方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种以富磷生物质制备选择性吸附材料的方法，首先利用戊二醛溶液交联固定富磷生物质的胶原蛋白，然后再利用柠檬酸洗脱富磷生物质中与胶原蛋白相结合的XO₄^n-构型分子，以此制得针对XO₄^n-分子构型的选择性吸附材料。

作为本发明的优选技术方案，制备步骤如下：

①、取清洗干净的富磷生物质放入容器中，然后取适量戊二醛溶液加入其中，戊二醛溶液的加入量至少是以完全浸没富磷生物质为准；

②、室温下浸泡，然后弃去上清液，用水清洗固体；

③、向固体中加入柠檬酸，再加入适量水，室温下搅拌浸泡；

④、弃去上清液，水洗残渣，烘干即得选择性吸附材料。

作为本发明的一种优选技术方案，所述富磷生物质选自鱼类鳞片，需冲洗鱼类鳞片至无血水。

作为本发明的另一种优选技术方案，所述富磷生物质选自动物骨头，首先将其粉碎，然后冲洗动物骨头粉末至无血水。

作为本发明的进一步优选技术方案，制备方法中，步骤①中戊二醛溶液的体积百分比为5％-15％。步骤②中浸泡时间和步骤③中搅拌浸泡时间均为5-15小时。步骤③中固体与柠檬酸的质量比为1：0.8-1.2。步骤④中烘干温度为70-80℃。