對石油化工廢水有多種復合功能的多孔吸附板材料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了對石油化工廢水有多種復合功能的多孔吸附板材料及制備方法。將NH4HCO3溶液、NH4H2PO4溶液、Ca(NO3)2溶液、NH4OH溶液、鹽酸溶液、NH4Cl水溶液和乙二胺四乙酸鈣鉀溶液制備成混合液F。將尿素和甲醛水溶液制備成混合液L。將苯乙烯氯仿溶液、二乙烯苯氯仿溶液和偶氮二異丁腈氯仿溶液制備成混合液M。將混合液L滴加到混合液M中得到混合液N。將混合液F滴加到混合液N中，得到混合液O；將蒸餾水噴射入裝有液氮的容器中制作冰球顆粒，篩分后置于模具內壓實；將混合液O澆注到模具中冷凍定型，經脫模及冷凍后得到吸附板。將該吸附板在石油烴降解菌液中培養(yǎng)24h后風干，即可得到。本發(fā)明制作工藝簡單，制得的吸附板對石油化工廢水處理效率高。
【專利說明】對石油化工廢水有多種復合功能的多孔吸附板材料及制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于石油化工廢水的處理【技術領域】，特別涉及一種對石油化工廢水有多種復合功能的多孔吸附板材料及制備方法。
【背景技術】
[0002]石油化工廢水涉及能源、礦產、化工等多個行業(yè)，吸附-生物降解作為一種聯(lián)合水處理技術在污水的處理中占有重要作用。目前吸附有機污染物最常用的吸附材料可分為物理吸附材料，化學吸附材料和生物吸附材料。其中，物理吸附材料有活性炭、分子篩、沸石、活性白土和粘土礦石等具有聞比表面積的固體，具有脫出效率聞、富集功能強的優(yōu)點，但也存在穩(wěn)定性差、容易脫附、易受溫度變化影響等不足?；瘜W吸附材料主要包括硅膠、合成纖維、樹脂、利用生物化學以及高分子合成的分子印跡聚合物等。常用的生物吸附材料有闊葉植物，真菌、土壤和水中的微生物等。在微生物降解有機物的過程中，需要氮和磷營養(yǎng)元素的參與，通常情況下企業(yè)排放的廢水中所含有的氮和磷等營養(yǎng)元素無法滿足微生物的要求，然而具有緩釋氮和磷功能的吸附劑可以滿足這一要求。但是，目前還缺少針對氮和磷缺失的石油化工廢水處理的吸附材料。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種對石油化工廢水有多種復合功能的多孔吸附板材料及制備方法。其具體步驟如下:
[0004](I)將 IOOmL 濃度為 0.35mol/L 的 NH4HCO3 溶液和 IOOmL 濃度為 0.62mol/L的NH4H2PO4混合均勻，得到混合液Al，然后用濃度為0.01mol/L的NH4OH溶液和濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液調節(jié)混合液Al的pH值為9.0，得混合液A ；
[0005](2)將200mL混合液A在攪拌條件下緩慢滴加到300mL濃度為0.025mol/L的Ca (NO3) 2溶液中，得到混合液B ；
[0006](3)向混合液B中逐滴加入濃HNO3至澄清，得到混合液C ；
[0007](4)用濃度為0.01mol/L的NaOH溶液和濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液調節(jié)混合液C的pH值為3.5，得到混合液D ；
[0008](5)向混合液D中加入IOOmL濃度為1.lmol/L的NH4Cl水溶液，混合均勻后得到
混合液E;
[0009](6)向混合液E中加入50mL濃度為0.15mol/L的乙二胺四乙酸鈣鉀溶液，混合均勻后得到混合液F ;
[0010](7)將60mL質量分數為47%的尿素水溶液置于43°C水浴中恒溫35分鐘得到混合液G ;將IOmL質量分數為33%的甲醛水溶液置于43°C水浴中恒溫35分鐘得到混合液H ；
[0011](8)向混合液G中在1000r/min攪拌條件下滴加濃度為0.01mol/L的NaOH溶液和濃度為0.005mol/L的HCl溶液，使溶液的pH值為7.2?7.4，得到混合液I ;[0012](9)將混合液H在1000r/min攪拌條件下加入到混合液I中，然后置于43°C水浴中在1000r/min條件下攪拌90~100分鐘,得到混合液J ；
[0013](10)向混合液J中在1000r/min攪拌條件下滴加濃度為0.01mol/L的NaOH溶液和濃度為0.005mol/L的HCl溶液，使溶液的pH值為3.7~3.9，然后置于38°C水浴中在1000r/min條件下攪拌90~100分鐘,得到混合液K ；
[0014](11)將1600mL去離子水在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液K中，然后在1000r/min條件下攪拌8min,得到混合液L ；
[0015](12)將200mL質量分數為11.5%的苯乙烯氯仿溶液、40mL質量分數為9.5%的二乙烯苯氯仿溶液和40mL質量分數為1.5%的偶氮二異丁腈氯仿溶液充分混合，得到混合液M ；
[0016](13)將60mL混合液L在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液M中，然后在1000r/min條件下攪拌8min,得到混合液N ；
[0017](14)將60mL混合液F在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液N中，然后在1000r/min條件下攪拌8min,得到混合液O ;
[0018](15)將蒸餾水噴射入裝有液氮的容器中快速冷凍制作冰球顆粒，用篩網篩分后選取粒徑尺寸范圍為50~100 μ m的冰球顆粒待用；
[0019](16)將步驟(15)中篩選過的冰球顆粒置于模具模腔內并壓實；
[0020](17)將混合液O澆注到步驟(16)得到的模具中，并一同放入液氮中冷凍定型6小時，取出脫模后獲得固態(tài)混合物；將該固態(tài)混合物真空冷凍干燥去除氯仿和冰球顆粒后得到能夠緩慢釋放氮和磷元素的多孔吸附板；
[0021](18)將步驟(17)得到的多孔吸附板在石油烴降解菌培養(yǎng)液中培養(yǎng)24h，將石油烴降解菌吸附固定在該多孔吸附板上，其中石油烴降解菌培養(yǎng)液的含菌量為5X101(lCFU/ml，培養(yǎng)液的組成為:NH4NO3:2.0g.ΙΛ NaCl:10.5g.?Λ KH2PO4:2.5g.?Λ FeCl3:0.1Og.?ΛMgSO4:3.5g.ΙΛ CaCl2.2Η20:0.15g.L-1 ；
[0022](19)將步驟(18)得到的多孔吸附板取出風干，即可得到對石油化工廢水有多種復合功能的多孔吸附板。
[0023]本發(fā)明的有益效果是，制作工藝簡單，制得的多孔吸附板具有緩釋氮磷功能、吸附和生物降解石油化工廢水中石油烴的功能，對石油化工廢水中的污染物處理效率高。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明提供一種對石油化工廢水有多種復合功能的多孔吸附板材料及制備方法，下面以一個實施例來說明本發(fā)明。
[0025]實施例1.[0026]將IOOmL 濃度為 0.35mol/L 的 NH4HCO3 溶液和 IOOmL 濃度為 0.62mol/L 的 NH4H2PO4混合均勻，得到混合液Al，然后用濃度為0.01mol/L的NH4OH溶液和濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液調節(jié)混合液Al的pH值為9.0，得混合液A ;將200mL混合液A在攪拌條件下緩慢滴加到300mL濃度為0.025mol/L的Ca (NO3) 2溶液中，得到混合液B ；向混合液B中逐滴加入濃HNO3至澄清，得到混合液C ;用濃度為0.01mol/L的NaOH溶液和濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液調節(jié)混合液C的pH值為3.5，得到混合液D ;向混合液D中加入IOOmL濃度為1.1mol/L的NH4Cl水溶液，混合均勻后得到混合液E ;向混合液E中加入50mL濃度為0.15mol/L的乙二胺四乙酸鈣鉀溶液，混合均勻后得到混合液F ；
[0027]將60mL質量分數為47%的尿素水溶液置于43°C水浴中恒溫35分鐘得到混合液G ;將IOmL質量分數為33%的甲醛水溶液置于43°C水浴中恒溫35分鐘得到混合液H ；向混合液G中在1000r/min攪拌條件下滴加濃度為0.0lmol/L的NaOH溶液和濃度為0.005mol/L的HCl溶液，使溶液的pH值為7.2?7.4，得到混合液I ;將混合液H在1000r/min攪拌條件下加入到混合液I中，然后置于43°C水浴中在1000r/min條件下攪拌90?100分鐘，得到混合液J ；向混合液J中在1000r/min攪拌條件下滴加濃度為0.0lmol/L的NaOH溶液和濃度為0.005mol/L的HCl溶液，使溶液的pH值為3.7?3.9，然后置于38°C水浴中在1000r/min條件下攪拌90?100分鐘,得到混合液K ;將1600mL去離子水在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液K中，然后在lOOOr/min條件下攪拌8min，得到混合液L ；
[0028]將200mL質量分數為11.5%的苯乙烯氯仿溶液、40mL質量分數為9.5%的二乙烯苯氯仿溶液和40mL質量分數為1.5%的偶氮二異丁腈氯仿溶液充分混合，得到混合液M ;
[0029]將60mL混合液L在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液M中，然后在1000r/min條件下攪拌8min,得到混合液N ；
[0030]將60mL混合液F在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液N中，然后在1000r/min條件下攪拌8min,得到混合液O ;
[0031]將蒸餾水噴射入裝有液氮的容器中快速冷凍制作冰球顆粒，用篩網篩分后選取粒徑尺寸范圍為50?100 μ m的冰球顆粒置于模具模腔內并壓實；將混合液O澆注到模具中，并一同放入液氮中冷凍定型6小時，取出脫模后獲得固態(tài)混合物；將該固態(tài)混合物真空冷凍干燥去除氯仿和冰球顆粒后得到能夠緩慢釋放氮和磷元素的多孔吸附板；
[0032]將多孔吸附板在石油烴降解菌培養(yǎng)液中培養(yǎng)24h取出風干，即可得到對石油化工廢水有多種復合功能的多孔吸附板。
[0033]下面是運用本發(fā)明方法制得的多孔吸附板對石油化工廢水進行了吸附和生物降解試驗，進一步說明本發(fā)明。
[0034]運用本發(fā)明方法制得的多孔吸附板對石油化工廢水進行了吸附和生物降解試驗，結果表明該多孔吸附板能夠對石油化工廢水中的污染物進行有效的吸附和生物降解:當進水COD為684mg/L時，處理后出水中的COD能降低到45mg/L以下。
【權利要求】
1.一種對石油化工廢水有多種復合功能的多孔吸附板材料及制備方法，其特征在于，該方法的具體步驟如下:
(1)將IOOmL 濃度為 0.35mol/L 的 NH4HCO3 溶液和 IOOmL 濃度為 0.62mol/L 的 NH4H2PO4混合均勻，得到混合液Al，然后用濃度為0.01mol/L的NH4OH溶液和濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液調節(jié)混合液Al的pH值為9.0，得混合液A ； (2)將200mL混合液A在攪拌條件下緩慢滴加到300mL濃度為0.025mol/L的Ca (NO3) 2溶液中，得到混合液B; (3)向混合液B中逐滴加入濃HNO3至澄清，得到混合液C； (4)用濃度為0.0ImoI/L的NaOH溶液和濃度為0.01mol/L的鹽酸溶液調節(jié)混合液C的pH值為3.5，得到混合液D ; (5)向混合液D中加入IOOmL濃度為1.lmol/L的NH4Cl水溶液，混合均勻后得到混合液E ； (6)向混合液E中加入50mL濃度為0.15mol/L的乙二胺四乙酸鈣鉀溶液，混合均勻后得到混合液F ; (7)將60mL質量分數為47%的尿素水溶液置于43°C水浴中恒溫35分鐘得到混合液G ;將IOmL質量分數為33%的甲醛水溶液置于43°C水浴中恒溫35分鐘得到混合液H ； (8)向混合液G中在1000r/min攪拌條件下滴加濃度為0.01mol/L的NaOH溶液和濃度為0.005mol/L的HCl溶液，使溶液的pH值為7.2~7.4，得到混合液I ； (9)將混合液H在lOOOr/min攪拌條件下加入到混合液I中，然后置于43°C水浴中在1000r/min條件下攪拌90~100分鐘,得到混合液J ； (10)向混合液J中在1000r/min攪拌條件下滴加濃度為0.01mol/L的NaOH溶液和濃度為0.005mol/L的HCl溶液，使溶液的pH值為3.7~3.9，然后置于38°C水浴中在1000r/min條件下攪拌90~100分鐘,得到混合液K ； (11)將1600mL去離子水在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液K中，然后在1000r/min條件下攪拌8min,得到混合液L ； (12)將200mL質量分數為11.5%的苯乙烯氯仿溶液、40mL質量分數為9.5%的二乙烯苯氯仿溶液和40mL質量分數為1.5%的偶氮二異丁腈氯仿溶液充分混合，得到混合液M ; (13)將60mL混合液L在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液M中，然后在1000r/min條件下攪拌8min,得到混合液N ； (14)將60mL混合液F在1000r/min攪拌條件下滴加到混合液N中，然后在1000r/min條件下攪拌8min,得到混合液O ; (15)將蒸餾水噴射入裝有液氮的容器中快速冷凍制作冰球顆粒，用篩網篩分后選取粒徑尺寸范圍為50~100 μ m 的冰球顆粒待用； (16)將步驟(15)中篩選過的冰球顆粒置于模具模腔內并壓實； (17)將混合液O澆注到步驟(16)得到的模具中，并一同放入液氮中冷凍定型6小時，取出脫模后獲得固態(tài)混合物；將該固態(tài)混合物真空冷凍干燥去除氯仿和冰球顆粒后得到能夠緩慢釋放氮和磷元素的多孔吸附板； (18)將步驟(17)得到的多孔吸附板在石油烴降解菌培養(yǎng)液中培養(yǎng)24h，將石油烴降解菌吸附固定在該多孔吸附板上，其中石油烴降解菌培養(yǎng)液的含菌量為5X 101(lCFU/ml，培養(yǎng)液的組成為:NH4NO3:2.0g.ΙΛ NaCl:10.5g.?Λ KH2PO4:2.5g.?Λ FeCl3:0.1Og.?ΛMgSO4:3.5g.ΙΛ CaCl2.2Η20:0.15g.L-1 ； (19)將步驟(18)得到的多孔吸附板取出風干，即可得到對石油化工廢水有多種復合功能的多孔 吸附板。
【文檔編號】B01J20/30GK103623791SQ201310684782
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權日:2013年12月12日
【發(fā)明者】豆俊峰, 秦偉, 丁愛中, 許新宜, 程莉蓉 申請人:北京師范大學