CN100431688C - 改性粉煤灰吸附剂及处理硝基酚类阻聚剂生产废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及改性粉煤灰吸附剂的制备及将其用于处理2-仲丁基-4，6-二硝基苯酚生产废水的方法。选取160目粒度的粉煤灰，在30～40℃的温度下用双氧水溶液中浸渍，去离子水洗涤，过滤，烘干。然后加入0.1～1mol/L的盐酸溶液，混合搅拌均匀后，浸泡，活化，用去离子水洗涤，过滤，烘干。最后，用95%的乙醇溶液洗涤，烘干，制得改性粉煤灰吸附剂。在2-仲丁基-4，6-二硝基苯酚生产废水中，按照0.2%～2%重量百分含量的比例加入上述吸附剂，搅拌振荡10～40分钟，沉淀分离。处理后的废水CODCr小于7000mg/L，去除率可达75%以上，废水脱色率达60%以上。本吸附剂适用于高COD、高色度、强酸性的硝基酚类有机废水处理，具有成本低、吸附量大、效果好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及改性工业废料粉煤灰作为吸附剂处理工业废水的一种方法，尤其适用于具有高COD、高色度和强酸性的2-仲丁基-4，6-二硝基苯酚(DNBP)生产废水处理过程。
背景技术
2-仲丁基-4，6二硝基苯酚(DNBP)是烯烃基芳族化合物产品的重要阻聚剂，由于它在高温下具有良好的阻聚效果而被广泛使用。在DNBP的合成过程中，会产生大量含较高浓度DNBP的强酸性有机废水。对于典型的DNBP生产过程废水，其CODCr可高达30000mg/L左右，pH值小于1，外观呈现棕红色，并且具有强烈的刺激性气味。较低浓度的DNBP就会对动物产生极大的危害，甚至引发肿瘤、产生变异。DNBP对微生物和细菌具有毒害作用，土壤中的DNBP可长期存在，难以被降解。因此，含DNBP的工业废水必须做进一步的处理才能进行外排。活性炭吸附可以有效去除COD和色度，广泛用于工业废水的深度处理。但是对于含DNBP的工业废水，活性炭吸附难以实际应用，原因是此类废水污染物浓度较高，酸性很强，活性炭的成本相对较高且吸附操作频繁，再生困难，从而导致运行费用太高，企业难以承受。
粉煤灰是一种主要的工业废弃物，来源非常广泛而且价格低廉。由于粉煤灰是具有一定活性的多孔球状细小颗粒，因此对水中杂质具有较好的吸附性能，可以有效地去除废水中的COD和色度等化学物质。利用粉煤灰对工业废水进行处理是一种“以废治废”的方法，并且处理费用低、效果好。粉煤灰在工业废水处理中的主要应用形式有两种：(1)将粉煤灰用酸浸渍作为混凝剂。优点是费用低，效果好。缺点是所用剂量不易控制，操作麻烦。(2)作为吸附剂直接用于水处理中。优点是成本低，缺点是粉煤灰吸附量小，用量大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性的工业粉煤灰吸附剂，这种改性粉煤灰吸附剂对工业废水具有较好的处理效果，而且成本低廉、吸附量大。本发明同时提供了应用改性粉煤灰吸附剂处理高COD、高色度、强酸性2-仲丁基-4，6二硝基苯酚(DNBP)生产废水的方法，该方法具有操作简单、运行费用低和使用方便的特点。
粉煤灰是由玻璃体、结晶体和少量的碳粒组成的一种松散的固体集合物。通常粉煤灰中玻璃体的含量较大，玻璃体包含光滑的球状颗粒和疏松多孔的形状不规则玻璃球等。结晶体的含量相对较少，主要包括石英、莫来石、赤铁矿等。碳粒大多数为浑圆形或不规则多孔体。粉煤灰的主要化学成份为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO以及未燃烧或未燃烧完全的碳粒。粉煤灰颗粒的粒径极限约为0.5-300μm。粉煤灰以多孔的玻璃体和未燃的碳粒为主要成分，因此具有很大的比表面积。加入一定量的双氧水浸渍，一定温度下，可以通过氧化和溶解方式去除粉煤灰孔道和表面上各种杂质，增强其吸附能力。然后将双氧水处理后的粉煤灰用一定量的盐酸浸泡、活化，并分别经水和95％的乙醇洗涤。盐酸的加入，不但可以将粉煤灰中的可溶物溶出，而且可以破坏其原有表面结构，使表面粗糙，再经水和乙醇洗涤后，可以进一步增大比表面积和改性粉煤灰的吸附量。
本发明的目的由下述技术方案实现：
本发明所述改性粉煤灰吸附剂，其特征在于：选取粒度为160目的粉煤灰40～80千克，在30～40℃的温度下于w＝0.03的双氧水溶液中浸渍15～30个小时，然后用去离子水洗涤，过滤，烘干。在烘干后的粉煤灰中加入0.1～1mol/L的盐酸溶液35～70千克，混合搅拌均匀，然后于30～60℃温度下浸泡、活化10～40小时，去离子水洗涤，过滤，烘干。最后，再将烘干的粉煤灰用95％的乙醇溶液洗涤，洗至滤液的透光率在96以上(以95％的乙醇作参比液)，然后在108℃下烘干2～4小时，放入干燥器中备用。利用BET吸附法，测出通过上述方法得到的改性粉煤灰吸附剂比表面积60-80m2/g。
应用上述改性粉煤灰吸附剂处理DNBP生产废水，在废水中按照0.2％～2％重量百分比的比例加入上述吸附剂后，摇床上振荡10～40分钟，沉淀分离。处理后的废水，CODCr小于7000mg/L，去除率可达75％以上。通过比较稀释100倍后的废水在最大吸收波长处的吸光度，可知处理后的废水脱色率可达60％以上。
本发明的主要特点是：
(1)本发明的改性粉煤灰吸附剂原材料来源广泛，价格低廉，改性方法简单易行，废水处理过程中的运行成本明显降低。
(2)对DNBP生产废水处理效果明显，处理后的废水CODCr小于7000mg/L，去除率达到75％以上，处理后的废水脱色率可达60％以上。
(3)改性粉煤灰吸附剂沉降速度快，无废弃物产生，不产生二次污染，形成的污泥可用于制砖和铺路。
(4)本发明的改性粉煤灰及其对DNBP生产废水处理是一种“以废治废，变废为利”的方法。
具体实施方式
实施例1
(1)改性粉煤灰吸附剂的制备：在60千克粉煤灰中加入70千克w＝0.03的双氧水溶液，在35℃下浸渍24小时，去离子水洗涤，过滤烘干。在烘干后的粉煤灰中加入0.1mol/L的盐酸溶液65千克，混合搅拌均匀，然后于40℃下浸泡、活化24小时，去离子水洗涤，过滤，烘干。最后，再将烘干的粉煤灰用95％的乙醇溶液洗涤，洗至滤液的透光率在96以上(以95％的乙醇作参比液)，然后在108℃下烘干3小时。
(2)处理DNBP废水：将改性粉煤灰1千克加入到100L DNBP废水中后，在摇床上混合、振荡20分钟，然后静止一段时间后，进行固液分离。
原水：pH为-0.7，CODCr为29676mg/L，颜色为棕红色。原水稀释100倍后在最大波长339nm处的吸光度为1.2。
处理后的废水：pH为0.9，CODCr为6518mg/L，去除率为78％。处理后的废水颜色为黄色，稀释100倍后在最大波长339nm处的吸光度为0.38，脱色率为68％。
Claims (2)
1.一种改性粉煤灰吸附剂的制备方法，其特征在于选取粒度160目的粉煤灰40～80千克，在30～40℃的温度下于w＝0.03的双氧水溶液中浸渍15～30个小时，然后用去离子水洗涤，过滤，烘干；在烘干后的粉煤灰中加入0.1～1mol/L的盐酸溶液35～70千克，混合搅拌均匀，然后于30～60℃温度下浸泡、活化10～40小时，用去离子水洗涤，过滤，烘干；最后，再将烘干的粉煤灰用95％的乙醇溶液洗涤，然后在108℃下烘干2～4小时，得到比表面积为60～80m2/g的改性粉煤灰吸附剂。
2.按照权利要求1的制备方法所制得的改性粉煤灰吸附剂的用途，其特征是用改性粉煤灰吸附剂处理2-仲丁基-4，6-二硝基苯酚生产废水，按照废水重量百分数的0.2％～2％加入上述吸附剂，在摇床上振荡10～40分钟，静止沉淀，固液分离，处理后的废水CODCr小于7000mg/L，去除率大于75％，废水脱色率大于60％。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
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Granted publication date: 20081112 Termination date: 20111213 |