[发明专利]一种处理工业纺织废水的咖啡渣吸附剂

说明书

本发明公开了一种处理工业纺织废水的咖啡渣吸附剂，由咖啡渣、咖啡果皮及硅藻土为原料，经洗滤、干燥（一次碳化）、热解、碳化（低温碳化）、洗涤、沉淀、活化、洗酸（三次碳化）、干燥、塑形制备而成。咖啡渣是速溶咖啡萃取残余物和咖啡冲泡后残渣。本发明的成本低廉，为纺织厂和染料工厂的有色废弃物的去除提供新的途径。

技术领域

本发明涉及一种处理工业纺织废水的咖啡渣吸附剂，属于环境工程技术领域。

背景技术

纺织厂和染料厂排放的废水是造成水产污染的最大原因之一。在含染料废水处理中，研究最多的染料类别是用活性染料和碱性染料。含有染料的废水很难处理，因为这些染料是难降解的有机分子，抗好氧消化，对光、热和氧化剂稳定。

目前，主要用于染料去除的低成本和非常规吸附剂(天然材料、生物轨道、工农业废料) 有粘土材料(膨润土、高岭石)、沸石、硅质材料(硅微石、明矾石、珍珠岩)、农业废物(蔗渣髓、玉米芯、稻壳和椰子壳)、工业废物(废碳浆和金属氢氧化物污泥)、生物吸附剂(壳聚糖、椰子壳和生物量)和其他(淀粉、环糊精和棉花)。然而，关于咖啡残留物作为吸附剂(即用于金属)，特别是作为染料吸附剂的可能应用问题，缺乏研究文献。

一般而言，“咖啡残留物”通常被称为从速溶咖啡生产过程中丢弃的固体废物和来自咖啡馆咖啡碴。速溶咖啡行业经历了持续的发展，速溶咖啡已经成为世界上数百万人喝的最受欢迎的咖啡之一。因此，世界范围内产生了大量的咖啡渣，这是在用热水或蒸汽处理咖啡粉以制备速溶咖啡过程中获得的固体残留物(全球每年600万吨/年,后谷咖啡公司5万吨/年)。

发明人以废弃的后谷咖啡渣(HSCG- Hogood Spent Coffee Ground)为低成本吸附剂，对工业纺织有色废水进行了间歇脱色研究。在研究过程中，发明人意外地发现经简单处理后的咖啡渣对处理纺织废水具有非常好的效果。本发明专利为纺织厂和染料工厂的有色废弃物的去除提供了低成本、高效率、简便的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种处理工业纺织废水的咖啡渣吸附剂及其制备方法与用途。

咖啡渣吸附剂由咖啡渣、咖啡果皮及硅藻土为原料制备而成，其中各组成成分的重量百分比为：硅藻土1～5%、咖啡果皮10～15%，咖啡渣83～89%。

咖啡渣是速溶咖啡萃取残余物和咖啡冲泡后残渣。

处理工业纺织废水的咖啡渣吸附剂的制备方法，其特征是通过如下步骤获得：

A、洗滤、干燥（一次碳化）：把收集咖啡渣分别用水清洗，去除杂质后摊晾去除水分，随后把咖啡渣放置于干燥炉中升温至105摄氏度，干燥5小时；把咖啡果皮放入干燥炉中升温至120摄氏度，干燥10小时；

B、热解、碳化（低温碳化）：把初步碳化后的咖啡渣、咖啡果皮分别放置于热解炉中升温至45摄氏度，干燥碳化3小时，实现低温碳化，分别获得咖啡渣、咖啡果皮碳；

C、洗涤、沉淀：再次去除灰分和杂质，在咖啡渣碳上均匀喷洒活化剂，咖啡渣碳/活化剂重量比为97：3，并送入浸泡液中清洗浸泡5小时，辅以超声混合，随后烘干；在咖啡果皮碳上均匀喷洒活化剂，咖啡果皮碳/活化剂重量比为99：1，并送入浸泡液中清洗浸泡5小时，再次去除灰分和杂质，随后烘干；

D、活化、洗酸（三次碳化）：把经清洗处理的咖啡渣碳再次送入热解装置进行高温碳化，碳化8小时，在碳化过程中定时喷洒活化剂，取得咖啡渣碳半成品，把咖啡渣碳半成品进行漂洗，去除咖啡渣碳半成品的酸性，使之呈中性；

E、干燥、塑形：把经漂洗的咖啡渣碳半成品滤水、干燥后分别研磨成炭粉、烘干后粉粹并过450-550µM筛，其中咖啡渣碳：咖啡果皮碳：高锰酸钾的重量比为85：15：0.1；在混合的炭粉中加入生物胶泡沫制成块状或颗粒状。

步骤C和步骤D中所述的活化剂为二元酸。