一种利用发酵生物质处理亚甲基蓝废水的方法与流程

1.本发明涉及染料废水处理技术领域，尤其涉及一种利用发酵生物质处理亚甲基蓝废水的方法。


背景技术：

2.亚甲基蓝是一种重要的有机化学合成阳离子染料，工业应用非常广泛，可用于麻、蚕丝织物、纸张的染色及木材的着色等染料行业。是一种有毒的三苯甲烷类且带有金属光泽的绿色结晶体。亚甲基蓝作为染色剂，在染色后产生大量的含亚甲基蓝废水。该废水具有高毒性、高残留、致癌、致畸和致突变作用，严重危害水生生物及人类健康。因此，如何去除废水中亚甲基蓝染料已成为人们关注的热点和难点。目前含有有机染料废水的处理方法主要有生物降解法、萃取法、氧化法、混凝法、吸附法等。生物降解法受ph值、温度、染料种类等因素的影响，加之污泥膨胀，聚胶团易解体等原因，效果不够理想。萃取法操作成本高，且处理低浓度亚甲基蓝效果差。氧化法成本高，且催化剂无法回收，且处理过程中溶液引入杂质造成二次污染。混凝法运行费用较高且适用的ph值范围窄。吸附法由于设备投资少，工艺与操作简单、高效，已广泛应用于去除废水中的染料，而目前公开的吸附剂制备成本高，吸附效果差，影响了其在大规模亚甲基蓝废水处理中的应用。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高效、环保、廉价的利用发酵生物质处理亚甲基蓝废水的方法。
4.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
5.一种利用发酵生物质处理亚甲基蓝废水的方法，包括以下步骤：将生物质超临界液化残渣经固态发酵后，得到发酵生物质；将发酵生物质添加到含亚甲基蓝的废水中，进行振荡吸附，吸附反应完成后，固液分离出吸附有亚甲基蓝染料的发酵生物质。
6.上述的利用发酵生物质处理亚甲基蓝废水的方法，优选地，所述生物质为秸秆或木屑。
7.上述的利用发酵生物质处理亚甲基蓝废水的方法，优选地，所述液化溶剂为乙醚或丙酮。
8.上述的利用发酵生物质处理亚甲基蓝废水的方法，优选地，所述催化剂为碳酸钠或碳酸钾。
9.上述的利用发酵生物质处理亚甲基蓝废水的方法，优选地，所述生物质、液化溶剂和催化剂的比为1g～10g∶10ml～100ml∶0.01g～0.1g。
10.上述的利用发酵生物质处理亚甲基蓝废水的方法，优选地，所述液化反应的液化压强为5～25mpa，液化反应的温度为200～400℃，时间为1h～2h。
11.上述的利用发酵生物质处理亚甲基蓝废水的方法，优选地，所述固态发酵的具体过程如下：将生物质超临界液化残渣、白腐菌孢子悬浮液和微量元素混合，发酵30～60天，
得到发酵生物质。
12.上述的利用发酵生物质处理亚甲基蓝废水的方法，优选地，每毫升白腐菌孢子悬浮液含孢子1.0
×
106个。
13.上述的利用发酵生物质处理亚甲基蓝废水的方法，优选地，所述微量元素液包括1.8g/l的cocl2·
6h2o、0.1g/l的cuso4·
5h2o、0.1g/l的znso4·
7h2o、0.1g/l的alk(so4)2·
12h2o、0.1g/l的na2moo4·
2h2o、2g/l的mnso4·
h2o、3g/l的mgso4·
7h2o、5g/l的nacl、1g/l的feso4·
7h2o、0.1g/l的hbo3和1g/l的cacl2。
14.上述的利用发酵生物质处理亚甲基蓝废水的方法，优选地，所述生物质超临界液化残渣与微量元素液的质量体积比为100g～500g∶1l；所述白腐菌孢子悬浮液与微量元素液的体积比0.01～0.02∶1。
15.与现有技术相比，本发明的优点在于：
16.本发明采用固态发酵后的生物质液化残渣作为亚甲基蓝染料废水的吸附剂，其原料来源广，制备工艺简单，成本低廉，可连续大规模生产。生物质液化残渣经固态发酵后，纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、脂肪酸化合物、淀粉和碳水化合物都发生不同程度的降解，所得的降解中间产物对亚甲基蓝的吸附效果大大提高。
具体实施方式
17.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，以下结合具体优选的实施例对本发明进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
18.实施例1：
19.s1：制备发酵生物质
20.s1.1：将秸秆粉碎至过200-300目筛，再在100℃下恒温干燥24h，在高压密闭反应釜中加入粉碎的秸秆、乙醚和碳酸钠，秸秆、乙醚和碳酸钠的比为5g∶20ml∶0.05g，在氩气气氛下进行液化反应，液化反应温度为300℃，压力为10mpa，时间为1h，液化完成后滤去液化油，剩下的残渣经丙酮淋洗、真空过滤、干燥，得生物质超临界液化残渣。
21.s1.2：生物质超临界液化残渣与微量元素液、白腐菌孢子悬浮液混合后进行固态发酵，其中，生物质超临界液化残渣与微量元素液的质量体积比为200g∶1l，白腐菌孢子悬浮液与微量元素液的体积比0.01∶1，固态发酵的过程中保持温度为35℃和含水率为75％。固态发酵35天后，取出发酵后的生物质超临界液化残渣，洗涤后放入烘箱中烘干，得到发酵生物质。
22.s2：处理亚甲基蓝染料废水
23.将上述10mg改性生物吸附剂添加至亚甲基蓝初始浓度为100mg/l的20ml废水中，在常温℃、160rpm条件下振荡12h，反应完成后固液分离上述振荡反应后的各组废水，完成对废水中亚甲基蓝的去除。结果表明，该改性生物吸附剂对亚甲基蓝的吸附量达到132.5mg/g，去除率为66.25％。
24.实施例2：
25.s1：制备发酵生物质
26.s1.1：将秸秆粉碎至过200-300目筛，再在100℃下恒温干燥24h，在高压密闭反应釜中加入粉碎的秸秆、乙醚和碳酸钠，秸秆、乙醚和碳酸钠的比为8g∶50ml∶0.03g，在氩气气氛下进行液化反应，液化反应温度为350℃，压力为20mpa，时间为1h，液化完成后滤去液化油，剩下的残渣经丙酮淋洗、真空过滤、干燥，得生物质超临界液化残渣。
27.s1.2：生物质超临界液化残渣与微量元素液、白腐菌孢子悬浮液混合后进行固态发酵，其中，生物质超临界液化残渣与微量元素液的质量体积比为500g∶1l，白腐菌孢子悬浮液与微量元素液的体积比0.05∶1，固态发酵的过程中保持温度为35℃和含水率为75％。固态发酵40天后，取出发酵后的生物质超临界液化残渣，洗涤后放入烘箱中烘干，得到发酵生物质。
28.s2：处理亚甲基蓝染料废水
29.将上述10mg改性生物吸附剂添加至亚甲基蓝初始浓度为100mg/l的20ml废水中，在常温℃、160rpm条件下振荡12h，反应完成后固液分离上述振荡反应后的各组废水，完成对废水中亚甲基蓝的去除。结果表明，该改性生物吸附剂对亚甲基蓝的吸附量达到118.7mg/g，去除率为59.35％。
30.实施例3：
31.s1：制备发酵生物质
32.s1.1：将秸秆粉碎至过200-300目筛，再在100℃下恒温干燥24h，在高压密闭反应釜中加入粉碎的秸秆、乙醚和碳酸钠，秸秆、乙醚和碳酸钠的比为5g∶50ml∶0.05g，在氩气气氛下进行液化反应，液化反应温度为4000℃，压力为15mpa，时间为2h，液化完成后滤去液化油，剩下的残渣经丙酮淋洗、真空过滤、干燥，得生物质超临界液化残渣。
33.s1.2：生物质超临界液化残渣与微量元素液、白腐菌孢子悬浮液混合后进行固态发酵，其中，生物质超临界液化残渣与微量元素液的质量体积比为300g∶1l，白腐菌孢子悬浮液与微量元素液的体积比0.06∶1，固态发酵的过程中保持温度为35℃和含水率为75％。固态发酵50天后，取出发酵后的生物质超临界液化残渣，洗涤后放入烘箱中烘干，得到发酵生物质。
34.s2：处理亚甲基蓝染料废水
35.将上述10mg改性生物吸附剂添加至亚甲基蓝初始浓度为100mg/l的20ml废水中，在常温℃、160rpm条件下振荡12h，反应完成后固液分离上述振荡反应后的各组废水，完成对废水中亚甲基蓝的去除。结果表明，该改性生物吸附剂对亚甲基蓝的吸附量达到135.8mg/g，去除率为67.9％。
36.以上所述，仅是本技术的较佳实施例，并非对本技术做任何形式的限制，虽然本技术以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。