一種利用改性膨潤(rùn)土處理有機(jī)廢水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境污染控制新技術(shù)的開發(fā)，尤其涉及一種利用改性膨潤(rùn)土處理有機(jī)廢水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)迅速發(fā)展，廢水的種類和數(shù)量迅猛增加，對(duì)水體的污染也日趨廣泛和嚴(yán)重，威脅人類的健康和安全。由于工業(yè)有機(jī)廢水的成分更復(fù)雜，有些還有毒性，工業(yè)有機(jī)廢水處理比城市污水處理更困難也更重要。
[0003]工業(yè)產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水中，酸、堿類眾多，往往具有強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性。主要有以下危害:一是需氧性危害:由于生物降解作用，高濃度有機(jī)廢水會(huì)使受納水體缺氧甚至厭氧，多數(shù)水生物將死亡，從而產(chǎn)生惡臭，惡化水質(zhì)和環(huán)境。二是感觀性污染:高濃度有機(jī)廢水不但使水體失去使用價(jià)值，更嚴(yán)重影響水體附近人民的正常生活。三是致毒性危害:超高濃度有機(jī)廢水中含有大量有毒有機(jī)物，會(huì)在水體、土壤等自然環(huán)境中不斷累積、儲(chǔ)存，最后進(jìn)入人體，危害人體健康。
[0004]目前采用的處理方法主要有:(I)氧化-吸附法:高濃度廢水稀釋后用煤粉進(jìn)行初步混凝、吸附處理，然后用Fenton試劑催化氧化和酸性凝聚，再用煤粉混凝、吸附。(2)焚燒法:焚燒法適用于處理高濃度有機(jī)廢水。預(yù)處理后的廢水經(jīng)加壓、過濾、計(jì)量后送至爐拱上方，由高壓空氣霧化專用噴嘴噴入爐膛蒸發(fā)焚燒。該法在保證鍋爐安全運(yùn)行的條件下，能對(duì)高濃度有機(jī)廢水徹底處理，其優(yōu)點(diǎn)是初投資省、運(yùn)行費(fèi)用低。該法在實(shí)際推廣應(yīng)用中存在的缺點(diǎn)是:①?gòu)U水水量受相配鍋爐的限制;②對(duì)廢水成分應(yīng)詳細(xì)分析，確保不影響鍋爐本體燃燒;③該法在理論上有待進(jìn)一步深入研究。(3)吸附法:吸附法是用具有很強(qiáng)吸附能力的固體吸附劑，使廢水中的一種或數(shù)種組分富集于固體表面的方法。常用的吸附劑有活性炭和樹脂，活性炭再生和洗脫困難;樹脂吸附具有實(shí)用范圍廣，不受廢水中無機(jī)鹽的影響，吸附效果好，洗脫和再生容易，性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，因而在超高濃度有機(jī)廢水處理中，最常用的吸附劑為樹脂吸附劑。樹脂吸附法可用于處理含酚、苯胺、有機(jī)酸、硝基物、農(nóng)藥、染料中間體等廢水，是一種處理有機(jī)廢水的有效方法。(4)SBR處理:SBR污水處理工藝是現(xiàn)代活性污泥法的一種類型，它是在一個(gè)設(shè)有曝氣及攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)，按照預(yù)定的程序，進(jìn)行充水、生化反應(yīng)、沉淀、排水、閑置等過程的操作。這種方法是利用微生物降解有機(jī)物，但大部分高濃度的工業(yè)有機(jī)廢水可生化性很差，所以該方法在高濃度工業(yè)有機(jī)廢水處理方面應(yīng)用前景有限。
[0005]CN 104609597 A公開了一種超快速去除水中有機(jī)污染物的方法，該方法，步驟如下:一、向待處理的水中加入還原劑;二、將待處理的水pH調(diào)節(jié)到3-7的范圍內(nèi)；三、向待處理的水中加入氧化劑。該方法利用亞硫酸氫根與高錳酸鉀或二氧化錳反應(yīng)，通過迅速產(chǎn)生高活性的氧化劑Mn(III)(非絡(luò)合態(tài))，實(shí)現(xiàn)對(duì)水中有機(jī)污染物的超快速去除，可以把高錳酸鉀和二氧化錳氧化去除污染物的速率提高一千至一百萬倍。但該方法屬于均相反應(yīng)，處理后的廢水含有大量錳和硫酸根難以去除，且不利用重復(fù)使用。另外，該反應(yīng)需要在酸性條件下進(jìn)行，對(duì)廢水的pH值有一定的要求，導(dǎo)致不符合要求的廢水需要調(diào)節(jié)pH才可以進(jìn)一步反應(yīng)，反應(yīng)完成之后還要再調(diào)節(jié)PH值至中性，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
[0006]膨潤(rùn)土是以蒙脫石(Montmorillonite)為主要礦物的粘土巖。蒙脫石是一種含水的層狀鋁硅酸鹽礦物，由兩個(gè)硅氧四面體中間夾一個(gè)鋁(鎂)氧(氫氧)八面體組成，屬于2:1型的三層粘土礦物。晶層間距離為0.96?2.14nm，這些納米片層團(tuán)聚在一起，形成幾百納米到幾微米的粘土顆粒。膨潤(rùn)土有很強(qiáng)的陽離子交換能力，在一定的物理-化學(xué)條件下，Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Fe2+、CU2+等可相互交換。陽離子交換性是膨潤(rùn)土的重要工藝特性，利用這一特性，可以對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性，如制備膨潤(rùn)土負(fù)載催化劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)中分離困難、條件苛刻的不足，提供一種利用改性膨潤(rùn)土處理有機(jī)廢水的方法。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是依次包括如下步驟:
[0009]I)采用|丐基或鈉基膨潤(rùn)土，按照每克膨潤(rùn)土對(duì)應(yīng)0.5?1.0mmol氯化猛的量，將過20?50目篩的膨潤(rùn)土加入到質(zhì)量百分比濃度為15%?30%的氯化錳溶液中，在40?50°C恒溫水浴中攪拌5?6h，老化12?24h，再將該沉淀物從液體中分離，用去離子水洗沉淀物2?3遍，烘干，得到高錳酸鉀改性的膨潤(rùn)土 ；
[0010]2)取Ig烘干的氯化錳改性的膨潤(rùn)土，加入到I?1.5L待處理的有機(jī)廢水中，再加入
0.2?0.6mmol亞硫酸氫鈉，攪拌10_20min，再加入I?2g水滑石，有機(jī)物被分解，沉淀分離，上清液可以排放。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0012](I)將氯化錳交換到膨潤(rùn)土層間，制備成安全穩(wěn)定的水處理劑，在反應(yīng)的過程中，污染物被吸附到膨潤(rùn)土表面，亞硫酸氫根在膨潤(rùn)土表面和錳離子發(fā)生反應(yīng)，利用膨潤(rùn)土表面酸性完成對(duì)污染物的降解反應(yīng)，反應(yīng)受水體本身PH值影響較小。
[0013](2)反應(yīng)完成后，產(chǎn)生的錳離子和硫酸根離子分別被膨潤(rùn)土和膨潤(rùn)土所吸附，處理后廢水中沒有殘留，可以直接排放。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下進(jìn)一步提供本發(fā)明的3個(gè)實(shí)施例:
[0015]實(shí)施例1
[0016]采用鈉基膨潤(rùn)土，按照每克膨潤(rùn)土對(duì)應(yīng)1.0mmol氯化錳的量，將過50目篩的膨潤(rùn)土加入到質(zhì)量百分比濃度為30%的氯化錳溶液中，在50°C恒溫水浴中攪拌6h，老化24h，再將該沉淀物從液體中分離，用去離子水洗沉淀物3遍，烘干，得到高錳酸鉀改性的膨潤(rùn)土;取Ig烘干的氯化錳改性的膨潤(rùn)土，加入到1.5L待處理的金橙II廢水中，再加入0.6mmol亞硫酸氫鈉，攪拌20min，再加入2g水滑石，有機(jī)物被分解，沉淀分離，去除率97.6%,上清液可以排放。
[0017]實(shí)施例2
[0018]采用鈣基膨潤(rùn)土，按照每克膨潤(rùn)土對(duì)應(yīng)0.5mmol氯化錳的量，將過20目篩的膨潤(rùn)土加入到質(zhì)量百分比濃度為15%的氯化錳溶液中，在40°C恒溫水浴中攪拌5h，老化12h，再將該沉淀物從液體中分離，用去離子水洗沉淀物2遍，烘干，得到高錳酸鉀改性的膨潤(rùn)土;取Ig烘干的氯化錳改性的膨潤(rùn)土，加入到IL待處理的苯酚廢水中，再加入0.2mmol亞硫酸氫鈉，攪拌lOmin，再加入Ig水滑石，有機(jī)物被分解，沉淀分離，去除率98.5%，上清液可以排放。
[0019]實(shí)施例3
[0020]采用鈉基膨潤(rùn)土，按照每克膨潤(rùn)土對(duì)應(yīng)0.Smmol氯化錳的量，將過30目篩的膨潤(rùn)土加入到質(zhì)量百分比濃度為30%的氯化錳溶液中，在50°C恒溫水浴中攪拌6h，老化24h，再將該沉淀物從液體中分離，用去離子水洗沉淀物3遍，烘干，得到高錳酸鉀改性的膨潤(rùn)土;取Ig烘干的氯化錳改性的膨潤(rùn)土，加入到1.5L待處理的金橙II廢水中，再加入0.5mmol亞硫酸氫鈉，攪拌20min，再加入2g水滑石，有機(jī)物被分解，沉淀分離，去除率97.9%,上清液可以排放。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用改性膨潤(rùn)土處理有機(jī)廢水的方法，其特征是依次包括如下步驟: 1)按照每克膨潤(rùn)土對(duì)應(yīng)0.5?1.0mmol氯化錳的量，將過20?50目篩的膨潤(rùn)土加入到質(zhì)量百分比濃度為15 %?30 %的氯化錳溶液中，在40?50°C恒溫水浴中攪拌5?6h，老化12?24h，再將該沉淀物從液體中分離，用去離子水洗沉淀物2?3遍，烘干，得到高錳酸鉀改性的膨潤(rùn)土； 2)取Ig烘干的氯化錳改性的膨潤(rùn)土，加入到I?1.5L待處理的有機(jī)廢水中，再加入0.2?0.6mmol亞硫酸氫鈉，攪拌10_20min，再加入I?2g水滑石，有機(jī)物被分解，沉淀分離，上清液可以排放。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種利用改性膨潤(rùn)土處理有機(jī)廢水的方法。依次包括如下步驟：1)采用鈣基或鈉基膨潤(rùn)土，按照每克膨潤(rùn)土對(duì)應(yīng)0.5～1.0mmol氯化錳的量，將過20～50目篩的膨潤(rùn)土加入到質(zhì)量百分比濃度為15％～30％的氯化錳溶液中，在40～50℃恒溫水浴中攪拌5～6h，老化12～24h，再將該沉淀物從液體中分離，用去離子水洗沉淀物2～3遍，烘干，得到高錳酸鉀改性的膨潤(rùn)土；取1g烘干的氯化錳改性的膨潤(rùn)土，加入到1～1.5L待處理的有機(jī)廢水中，再加入0.2～0.6mmol亞硫酸氫鈉，攪拌10-20min，再加入1～2g水滑石，有機(jī)物被分解，沉淀分離，上清液可以排放。該方法受廢水pH影響小、處理后無二次污染。
【IPC分類】C02F1/58, C02F1/72, C02F1/28
【公開號(hào)】CN105502557
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510883139
【發(fā)明人】張宇, 馬建鋒, 趙文昌
【申請(qǐng)人】常州大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月3日