專(zhuān)利名稱(chēng)：一種含苯系物和氟蛋白的消防廢水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于突發(fā)性事故廢水的處理，具體涉及一種利用疏水性納米二氧化硅改進(jìn)的膠束強(qiáng)化微濾現(xiàn)場(chǎng)處理含苯系物和氟蛋白的消防廢水以達(dá)到循環(huán)回用目的的方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)每年均會(huì)發(fā)生不同規(guī)模的爆炸事故及火災(zāi)事故等，特別在化工區(qū)此類(lèi)事故容易發(fā)生，在處置事故的過(guò)程中，由于大量使用水進(jìn)行滅火、冷卻、稀釋、洗消等措施，這些水落地后極易與泄漏的化工原料、化工產(chǎn)品混合后形成大量的消防廢水，如果處置不當(dāng)極易造成嚴(yán)重水污染事故。中華人民共和國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2011年公開(kāi)的發(fā)明人為周遲駿、盧潮陵，專(zhuān)利號(hào)為 201010M6541. 6，名稱(chēng)為“一種攔截消防廢水的擋水吸水壩的制作方法”的專(zhuān)利，該發(fā)明中涉及一種對(duì)消防廢水現(xiàn)場(chǎng)固定和攔截的方法，其擋水吸水壩能有效的攔截事故現(xiàn)場(chǎng)的消防廢水。另外，也可利用原有的防火墻、排水管等擋、排消防廢水。然而，目前尚無(wú)針對(duì)消防廢水處置方法的廣泛研究，尤其是石油、化工等企業(yè)的緊急事故中含有各種有機(jī)物的消防廢水的有效處理方法。目前，表面活性劑與超濾膜相結(jié)合的膠束強(qiáng)化超濾技術(shù)已經(jīng)成為從廢水中去除有機(jī)物的一種常用的、頗有前景的方法。中華人民共和國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2008年公開(kāi)的發(fā)明人為許柯、曾光明等，專(zhuān)利號(hào)為 200710035677. 9，名稱(chēng)為“超濾膜強(qiáng)化超濾處理含苯酚廢水的方法”的專(zhuān)利，該發(fā)明采用十六烷基氯化吡啶通過(guò)加入少量碳酸鈉，顯著提高了十六烷基氯化吡啶膠團(tuán)對(duì)苯酚的增溶量，得到對(duì)苯酚的理想去除率。中華人民共和國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2010年公開(kāi)的發(fā)明人為黃瑾輝、周春飛等，專(zhuān)利號(hào)為 200910309427. 9，名稱(chēng)為“表面活性劑強(qiáng)化超濾處理含亞甲基藍(lán)廢水的方法”的專(zhuān)利，該發(fā)明通過(guò)在處理前的廢水中添加一定量的氯化鈉，可以在保證亞甲基藍(lán)高去除率的前提下減少十二烷基硫酸鈉的臨界膠團(tuán)濃度，顯著降低處理后的滲透液中十二烷基硫酸鈉的濃度， 防止出水對(duì)水體造成二次污染。中華人民共和國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2010年公開(kāi)的發(fā)明人為李雪、曾光明等，專(zhuān)利號(hào)為 200910309422. 6，名稱(chēng)為“表面活性劑強(qiáng)化超濾處理含鎘和亞甲基藍(lán)復(fù)合廢水的方法”的專(zhuān)利，該發(fā)明通過(guò)陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉生成的膠團(tuán)同時(shí)吸附廢水中的鎘離子和亞甲基藍(lán)。鎘離子主要通過(guò)靜電作用吸附于十二烷基硫酸鈉膠團(tuán)表面而去處，亞甲基藍(lán)主要通過(guò)增溶在膠團(tuán)的內(nèi)核而去除，鎘離子與亞甲基藍(lán)在無(wú)競(jìng)爭(zhēng)的條件下同時(shí)去除，去除效果理想，并且，使用與單獨(dú)處理一種污染物基本相同的表面活性劑的量，便可同時(shí)去除兩種污染物，減少了表面活性劑的用量，減輕了表面活性劑造成的二次污染。上述專(zhuān)利雖各有優(yōu)點(diǎn)，但仍存在著以下缺陷1.目前，均使用表面活性劑與超濾膜相結(jié)合的膠束強(qiáng)化超濾技術(shù)，而超濾膜進(jìn)行過(guò)濾，阻力較大，滲透通量比較小，達(dá)到一定處理量時(shí)設(shè)備體積很大，因而不適合現(xiàn)場(chǎng)處理消防廢水；2.事故現(xiàn)場(chǎng)的消防廢水具有較高的溫度，很多有機(jī)膜材料不耐高溫，易溶脹，不適合處理含有機(jī)物的消防廢水。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供了一種利用疏水性納米二氧化硅改進(jìn)的膠束強(qiáng)化微濾現(xiàn)場(chǎng)處理含苯系物和氟蛋白的消防廢水以達(dá)到循環(huán)回用目的的方法。本發(fā)明擬在實(shí)驗(yàn)中加入疏水性納米二氧化硅，十二烷基苯磺酸鈉和氟蛋白共同作用與吸附苯系物的疏水性納米二氧化硅形成膠束，增大了膠束的粒徑，使用微濾膜進(jìn)行過(guò)濾，提高了膜的滲透通量，減小了設(shè)備的體積，其出水COD小于50mg/L，可以實(shí)現(xiàn)作為滅火用水循環(huán)回用。另外， 本發(fā)明中微濾膜管材質(zhì)為陶瓷膜，具有耐高溫的特點(diǎn)，適用于溫度在50°C以下的現(xiàn)場(chǎng)消防廢水的處理。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供了一種利用疏水性納米二氧化硅改進(jìn)的膠束強(qiáng)化微濾現(xiàn)場(chǎng)處理含苯系物和氟蛋白的消防廢水以達(dá)到循環(huán)回用目的的方法。本發(fā)明是一種含苯系物和氟蛋白的消防廢水的處理方法，實(shí)驗(yàn)步驟如下(1)將疏水性納米二氧化硅加入到含苯系物的消防廢水中，攪拌均勻，疏水性納米二氧化硅吸附消防廢水中的苯系物；(2)將陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉加入到(1)中的消防廢水中，攪拌均勻，十二烷基苯磺酸鈉和氟蛋白共同作用與(1)中吸附苯系物的疏水性納米二氧化硅形成膠束；(3)將O)中的消防廢水由泵送至膜組件進(jìn)行過(guò)濾，完成對(duì)消防廢水中苯系物的去除；(4)出水COD小于50mg/L，濃縮比達(dá)到1 15，可以實(shí)現(xiàn)作為滅火用水循環(huán)回用。所述苯系物為苯、苯酚、苯胺、二甲苯，但不限于這幾種物質(zhì)。所述疏水性納米二氧化硅粒徑為10 30nm，此范圍粒徑大小對(duì)實(shí)驗(yàn)影響不大，吸附消防廢水中的苯系物，添加量為O 1. 5g/L。所述消防廢水中氟蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0 6%，苯系物濃度為0. 25 1. 5g/L，十二烷基苯磺酸鈉添加量為0 3. 6mmol/L。所述膜組件的膜管為微濾陶瓷膜，過(guò)濾孔徑為0. 1 5 μ m。所述微濾過(guò)程中膜操作壓力為0. 19 0. 34MPa (錯(cuò)流過(guò)濾流速為5. 6 1. 4m/s)。本發(fā)明的有益效果為1.處理效果好。加入疏水性納米二氧化硅，十二烷基苯磺酸鈉和氟蛋白共同作用與吸附苯系物的疏水性納米二氧化硅形成膠束，增大了膠束的粒徑，提高消防廢水的處理效果，當(dāng)疏水性納米二氧化硅添加量為lg/L，苯系物二甲苯濃度在0. 5g/L，十二烷基苯磺酸鈉濃度為2. 4mmol/L時(shí)，微濾處理后，消防廢水COD為3aiig/L，COD去除率高達(dá)98. 2%。2.陶瓷膜能耐高溫的特點(diǎn)使其適用于消防廢水的處理。3.可以使用微濾膜進(jìn)行過(guò)濾，滲透通量大，設(shè)備體積小，成本低，適用于現(xiàn)場(chǎng)處理消防廢水。4.處理后的出水COD小于50mg/L，可以實(shí)現(xiàn)作為滅火用水循環(huán)回用。
4具體的實(shí)施方式下面結(jié)合二甲苯的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但保護(hù)范圍不限于此。實(shí)施例1將lg/L疏水性納米二氧化硅加入到含0. 5g/L二甲苯和6%氟蛋白的消防廢水中， 攪拌均勻，疏水性納米二氧化硅吸附消防廢水中的二甲苯；將2. 4mmol/L陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉加入到上述消防廢水中，攪拌均勻，十二烷基苯磺酸鈉和氟蛋白共同作用與吸附二甲苯的疏水性納米二氧化硅形成膠束；將上述消防廢水由泵送至膜組件在操作壓力為0. 31MPa(錯(cuò)流過(guò)濾流速為2. Sm/ s)的條件下進(jìn)行過(guò)濾，測(cè)其通量為四0. 3L/(h · m2 · MPa)，COD為3ang/L，COD去除率為 98. 2% ；COD小于50mg/L，濃縮比達(dá)到1 15，可以實(shí)現(xiàn)作為滅火用水循環(huán)回用。實(shí)施例2將0. lg/L疏水性納米二氧化硅加入到含0. 25g/L二甲苯和6%氟蛋白的消防廢水中，攪拌均勻，疏水性納米二氧化硅吸附消防廢水中的二甲苯；將0. 6mmol/L陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉加入到上述消防廢水中，攪拌均勻，十二烷基苯磺酸鈉和氟蛋白共同作用與吸附二甲苯的疏水性納米二氧化硅形成膠束；將上述消防廢水由泵送至膜組件在操作壓力為0. 34MPa (錯(cuò)流過(guò)濾流速為1. 4m/ s)的條件下進(jìn)行過(guò)濾，測(cè)其通量為274. 5L/(h · m2 · MPa)，COD為45mg/L，COD去除率為 86. 4% ；COD小于50mg/L，濃縮比達(dá)到1 15，可以實(shí)現(xiàn)作為滅火用水循環(huán)回用。實(shí)施例3將0. lg/L疏水性納米二氧化硅加入到含0. 5g/L 二甲苯和6%氟蛋白的消防廢水中，攪拌均勻，疏水性納米二氧化硅吸附消防廢水中的二甲苯；將2. 4mmol/L陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉加入到上述消防廢水中，攪拌均勻，十二烷基苯磺酸鈉和氟蛋白共同作用與吸附二甲苯的疏水性納米二氧化硅形成膠束；將上述消防廢水由泵送至膜組件在操作壓力為0. 31MPa(錯(cuò)流過(guò)濾流速為2. Sm/ s)的條件下進(jìn)行過(guò)濾，測(cè)其通量為196. IL/(h · m2 · MPa)，COD為39mg/L，COD去除率為 91. 5% ；COD小于50mg/L，濃縮比達(dá)到1 15，可以實(shí)現(xiàn)作為滅火用水循環(huán)回用。實(shí)施例4將0. lg/L疏水性納米二氧化硅加入到含1. 5g/L 二甲苯和6%氟蛋白的消防廢水中，攪拌均勻，疏水性納米二氧化硅吸附消防廢水中的二甲苯；將3. 6mmol/L陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉加入到上述消防廢水中，攪拌均勻，十二烷基苯磺酸鈉和氟蛋白共同作用與吸附二甲苯的疏水性納米二氧化硅形成膠束；將上述消防廢水由泵送至膜組件在操作壓力為0. 19MPa (錯(cuò)流過(guò)濾流速為5. 6m/s)的條件下進(jìn)行過(guò)濾，測(cè)其通量為258. IL/(h · m2 · MPa)，COD為4ang/L，COD去除率為
90.1% ；COD小于50mg/L，濃縮比達(dá)到1 15，可以實(shí)現(xiàn)作為滅火用水循環(huán)回用。實(shí)施例5將lg/L疏水性納米二氧化硅加入到含0. 25g/L 二甲苯和6%氟蛋白的消防廢水中，攪拌均勻，疏水性納米二氧化硅吸附消防廢水中的二甲苯；將2. 4mmol/L陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉加入到上述消防廢水中，攪拌均勻，十二烷基苯磺酸鈉和氟蛋白共同作用與吸附二甲苯的疏水性納米二氧化硅形成膠束；將上述消防廢水由泵送至膜組件在操作壓力為0. 19MPa (錯(cuò)流過(guò)濾流速為5. 6m/ s)的條件下進(jìn)行過(guò)濾，測(cè)其通量為193. 5L/(h · m2 · MPa)，COD為37mg/L，COD去除率為
91.7% ；COD小于50mg/L，濃縮比達(dá)到1 15，可以實(shí)現(xiàn)作為滅火用水循環(huán)回用。實(shí)施例6將lg/L疏水性納米二氧化硅加入到含0. 5g/L 二甲苯和6%氟蛋白的消防廢水中， 攪拌均勻，疏水性納米二氧化硅吸附消防廢水中的二甲苯；將3. 6mmol/L陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉加入到上述消防廢水中，攪拌均勻，十二烷基苯磺酸鈉和氟蛋白共同作用與吸附二甲苯的疏水性納米二氧化硅形成膠束；將上述消防廢水由泵送至膜組件在操作壓力為0. 34MPa (錯(cuò)流過(guò)濾流速為1. 4m/ s)的條件下進(jìn)行過(guò)濾，測(cè)其通量為235. 3L/(h · m2 · MPa)，COD為36mg/L，COD去除率為 93. 3% ；COD小于50mg/L，濃縮比達(dá)到1 15，可以實(shí)現(xiàn)作為滅火用水循環(huán)回用。實(shí)施例7將lg/L疏水性納米二氧化硅加入到含1.5g/L二甲苯和6%氟蛋白的消防廢水中， 攪拌均勻，疏水性納米二氧化硅吸附消防廢水中的二甲苯；將0. 6mmol/L陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉加入到上述消防廢水中，攪拌均勻，十二烷基苯磺酸鈉和氟蛋白共同作用與吸附二甲苯的疏水性納米二氧化硅形成膠束；將上述消防廢水由泵送至膜組件在操作壓力為0. 31MPa(錯(cuò)流過(guò)濾流速為2. Sm/ s)的條件下進(jìn)行過(guò)濾，測(cè)其通量為205. 8L/(h · m2 · MPa)，COD為47mg/L，COD去除率為 89. 9% ；COD小于50mg/L，濃縮比達(dá)到1 15，可以實(shí)現(xiàn)作為滅火用水循環(huán)回用。實(shí)施例8將1. 5g/L疏水性納米二氧化硅加入到含0. 25g/L二甲苯和6%氟蛋白的消防廢水中，攪拌均勻，疏水性納米二氧化硅吸附消防廢水中的二甲苯；將2. 4mmol/L陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉加入到上述消防廢水中，攪拌均勻，十二烷基苯磺酸鈉和氟蛋白共同作用與吸附二甲苯的疏水性納米二氧化硅形成膠束；
6
將上述消防廢水由泵送至膜組件在操作壓力為0. 31MPa(錯(cuò)流過(guò)濾流速為2. Sm/ s)的條件下進(jìn)行過(guò)濾，測(cè)其通量為274. 5L/(h · m2 · MPa)，COD為38mg/L，COD去除率為 91. 6% ；COD小于50mg/L，濃縮比達(dá)到1 15，可以實(shí)現(xiàn)作為滅火用水循環(huán)回用。實(shí)施例9將1. 5g/L疏水性納米二氧化硅加入到含0. 5g/L 二甲苯和6%氟蛋白的消防廢水中，攪拌均勻，疏水性納米二氧化硅吸附消防廢水中的二甲苯；將0. 6mmol/L陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉加入到上述消防廢水中，攪拌均勻，十二烷基苯磺酸鈉和氟蛋白共同作用與吸附二甲苯的疏水性納米二氧化硅形成膠束；將上述消防廢水由泵送至膜組件在操作壓力為0. 19MPa (錯(cuò)流過(guò)濾流速為5. 6m/ s)的條件下進(jìn)行過(guò)濾，測(cè)其通量為210. 5L/(h · m2 · MPa)，COD為41mg/L，COD去除率為
90.9% ；COD小于50mg/L，濃縮比達(dá)到1 15，可以實(shí)現(xiàn)作為滅火用水循環(huán)回用。實(shí)施例10將1. 5g/L疏水性納米二氧化硅加入到含1. 5g/L 二甲苯和6%氟蛋白的消防廢水中，攪拌均勻，疏水性納米二氧化硅吸附消防廢水中的二甲苯；將3. 6mmol/L陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉加入到上述消防廢水中，攪拌均勻，十二烷基苯磺酸鈉和氟蛋白共同作用與吸附二甲苯的疏水性納米二氧化硅形成膠束；將上述消防廢水由泵送至膜組件在操作壓力為0. 34MPa (錯(cuò)流過(guò)濾流速為1. 4m/ s)的條件下進(jìn)行過(guò)濾，測(cè)其通量為205. 8L/(h · m2 · MPa)，COD為39mg/L，COD去除率為
91.2% ；COD小于50mg/L，濃縮比達(dá)到1 15，可以實(shí)現(xiàn)作為滅火用水循環(huán)回用。
權(quán)利要求
1.一種含苯系物和氟蛋白的消防廢水的處理方法，其特征在于包括以下實(shí)驗(yàn)步驟(1)將疏水性納米二氧化硅加入到含苯系物的消防廢水中，攪拌均勻，疏水性納米二氧化硅吸附消防廢水中的苯系物；(2)將陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉加入到(1)中的消防廢水中，攪拌均勻， 十二烷基苯磺酸鈉和氟蛋白共同作用與(1)中吸附苯系物的疏水性納米二氧化硅形成膠束；(3)將O)中的消防廢水由泵送至膜組件進(jìn)行過(guò)濾，完成對(duì)消防廢水中苯系物的去除；(4)出水COD小于50mg/L，濃縮比達(dá)到1 15，可以實(shí)現(xiàn)作為滅火用水循環(huán)回用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述苯系物為苯、苯酚、苯胺、二甲苯，但不限于這幾種物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述疏水性納米二氧化硅粒徑為10 30nm，此范圍粒徑大小對(duì)實(shí)驗(yàn)影響不大，吸附消防廢水中的苯系物，添加量為0 1. 5g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述消防廢水中氟蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0 6%，苯系物濃度為0. 25 1. 5g/L，十二烷基苯磺酸鈉添加量為0 3. 6mmol/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述膜組件的膜管為微濾陶瓷膜，過(guò)濾孔徑為0. 1 5 μ m。 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述微濾過(guò)程中膜操作壓力為0.19 0. 34MPa (錯(cuò)流過(guò)濾流速為5. 6 1. 4m/s)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種含苯系物和氟蛋白的消防廢水的處理方法，其特點(diǎn)是利用疏水性納米二氧化硅改進(jìn)的膠束強(qiáng)化陶瓷膜微濾現(xiàn)場(chǎng)處理消防廢水以達(dá)到循環(huán)回用的目的。十二烷基苯磺酸鈉和氟蛋白共同作用與吸附苯系物的疏水性納米二氧化硅形成膠束，增大了膠束的粒徑，使用微濾膜進(jìn)行過(guò)濾，提高了膜的滲透通量，減小了設(shè)備的體積，其出水COD小于50mg/L，可以實(shí)現(xiàn)作為滅火用水循環(huán)回用。陶瓷膜耐高溫的特點(diǎn)使其適用于消防廢水的處理。
文檔編號(hào)C02F101/32GK102249453SQ201110126659
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者周遲駿, 陳麟鳳 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)