[发明专利]一种胶原吸附材料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其是一种胶原吸附材料及其应用。

背景技术

全世界每年在工业和农业生产过程中，排放的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Se、V、Zn等有毒金属已达到400万吨，且主要以离子态随污水排放，由于重金属离子污染所产生的污水已占行业污染水量的第三位。由于重金属离子污染源分布广泛，污水中重金属离子种类多，其危害极大。未经处理达标的含重金属离子的污水排入河道、池塘、地下后，会严重污染饮用水和工业用水，同时，还会严重影响土壤的循环利用。

目前，在污水处理领域，主要采用膜法工艺处理污水。膜法工艺工业应用较为成熟，但其使用条件相对苛刻，如果进水水质达不到标准，则需要进行严格的预处理。而对污水中重金属离子的去除，是膜法工艺预处理的关键。

污水中重金属离子的去除方法，主要有化学法、物理法、物化法、生物法。其中，生物吸附方法是最常见的金属去除方法，其具有原料来源广，可塑性强的特点。寻找一种合适的生物吸附材料，从而达到经济和效率的协调，这也成为目前研究的重点。

胶原纤维呈纤维状，其独特的化学结构使其本身具有一定的强度，且具有不溶于水却亲水的独特特性。皮胶原纤维主要应用于制革领域，但其用量仅为资源总量的一半，同时，在制革过程中会产生大量富含胶原纤维的废渣。因此，皮胶原纤维具有来源广泛，价廉易得的优点，同时，其具有可再生，可降解的特性，对环境友好。

仅以2006年计，全国产2亿张计算，制革过程中产生的蓝湿革约为数十万吨。如果不对蓝湿革进行合理利用，而直接掩埋或者焚烧，将会对环境造成严重的污染。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种胶原吸附材料及其应用，本发明采用蓝湿革皮屑作为原料，制成胶原吸附材料，变“废”为“宝”，从而达到“以废治废”的目的。本发明的胶原吸附材料能够对铁、铬等金属离子进行吸附，从而有效降低废水中的重金属离子含量。

本发明采用的技术方案如下：

一种胶原吸附材料，包括如下重量份的组分：蓝湿革100-200份,有机鞣剂2.5-5份,植物鞣剂2-5份,辅助酸以溶质计0.1-1份；

所述植物鞣剂为荆树皮栲胶和杨梅栲胶中的一种或两种；

所述辅助酸为硫酸、甲酸、草酸中的一种或多种；

所述有机鞣剂通过如下方法制备而成:

在惰性气体保护下，将戊二醛水溶液和甲醛水溶液在pH=7.5～9的条件下于80～100℃回流0.5～2h即得；

所述戊二醛水溶液和甲醛水溶液以溶质计重量份数比为：5:9～10:9。

所述胶原吸附材料的收缩温度为70-115℃。

所述蓝湿革皮屑的粒径为100-300μm。

所述有机鞣剂制备时的pH值为7.5，温度为90℃，回流时间为1h。

所述胶原吸附材料通过如下方法制备而成：

（1）处理蓝湿革：对蓝湿革皮屑进行清洗、脱脂，再向其中加入碳酸钠和碳酸氢钠缓冲溶液调节pH值至5～6.5；

（2）植物鞣剂处理：按配比称取各组分，将步骤（1）处理后的蓝湿革加入植物鞣剂水溶液中，震荡反应2～4h；

（3）辅助酸处理：加入辅助酸调节pH值至3～4，震荡反应1～2h；

（4）有机鞣剂处理：加入碳酸钠和碳酸氢钠缓冲溶液调节pH值至7.5-8.5，再加入有机鞣剂，震荡反应0.5-1h后，静置8～20h，过滤洗涤即得产品。

所述步骤（1）中，调节pH值至5.8～6.2。

所述步骤（2）中，震荡反应3h。

所述步骤（3）中，调节pH值至3.3，震荡反应1.5h。

所述步骤（4）中，加入缓冲溶液调节pH值至7.8-8.3，震荡反应0.5-1h后，静置12h。

所述胶原吸附材料的应用，将胶原吸附材料用于吸附重金属离子。

在制革工艺中，皮革鞣制后，蓝湿皮削匀段会产生大量的皮屑，本发明对其进行回收利用，能够有效节约资源，减少环境污染。