CN103240051A - 一种复合阳离子改性膨润土及废水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用复合阳离子改性膨润土处理废水的方法，包括称取所述的复合阳离子改性膨润土，加入到含有萘胺及萘酚的废水中，用盐酸或氢氧化钠稀溶液调节pH=7-8，搅拌，自然沉降，此时污染物絮体沉淀在底部，与上层清水分离。本发明通过其强烈的吸附及絮凝的协同作用，可以明显提高去除污水中萘胺及萘酚污染物及降低污水CODcr的效果，并且产品的生产方法简单，成本低廉。

Description

一种复合阳离子改性膨润土及废水处理方法

 

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种用于处理萘胺与萘酚废水的复合阳离子改性膨润土处理剂，以及废水处理方法。

 

背景技术

化工生产废水中的萘胺、萘酚对人体有致畸和致癌作用，在环境中难以降解。除深度氧化外，活性炭吸附是处理含萘胺及萘酚废水的常用方法之一，但处理效果不甚理想，且成本较高。另外，如果活性炭回收处理不当，会引起二次污染。因此，开发一种方法简单，成本低，且效率高的废水处理技术显得尤为重要。

经阳离子表面活性剂改性天然膨润土制得的有机膨润土，其具有较强的吸附有机物的能力，且处理成本低于活性炭。近年来国内外学者研究有机膨润土处理水中有机物的报道日趋增多，但迄今为止，还没有文献报道由溴化十八烷基三甲铵(OTMAB ) 及硫酸铝复合改性处理的膨润土，也没有文献报道利用复合阳离子改性膨润土处理剂，分离去除含萘胺及萘酚废水中污染物的处理技术。

 

发明内容

鉴于现有技术的不足，发明人创造性地采用溴化十八烷基三甲铵和硫酸铝对钠基膨润土进行阳离子复合改性，提供了一种复合阳离子改性膨润土及废水处理方法。该方法可实现高效低成本地解决含萘胺及萘酚废水的净化处理问题。

本发明的第一个目的是这样实现的：

一种复合阳离子改性膨润土，按照如下方法制备而成：取钠基膨润土，干燥后过100 目筛，加入到0.5%-2%（w/v）溴化十八烷基三甲铵的去离子水溶液中，在58-62℃水浴中搅拌1-3h,用酸溶液调节pH=4.0-5.0，再加入硫酸铝，搅拌，过滤，洗涤，滤干，在80-90 ℃下烘干,升温至105-115 ℃活化0.5-1.5h，研磨后过100 目筛，即得复合阳离子改性膨润土。

优选地，所述的复合阳离子改性膨润土，其中钠基膨润土、溴化十八烷基三甲铵的去离子水溶液和硫酸铝的质量比为1：3-7：0.002-0.003。

进一步优选地，所述的复合阳离子改性膨润土，其中钠基膨润土、溴化十八烷基三甲铵的去离子水溶液和硫酸铝的质量比为1：4.5-5.5：0.0025。

进一步优选地，所述的复合阳离子改性膨润土，其中钠基膨润土的离子交换容量为700-800meq/100g。

进一步优选地，所述的复合阳离子改性膨润土，其中所述的溴化十八烷基三甲铵去离子水溶液的浓度为0.1%（w/v）。

进一步优选地，所述的复合阳离子改性膨润土，其中所述的硫酸铝为工业生产级别的十八水硫酸铝。

进一步优选地，所述的复合阳离子改性膨润土，其中调节pH的酸溶液为5%稀盐酸溶液。

本发明的第二个目的是这样实现的：

一种利用上述的复合阳离子改性膨润土处理废水的方法，包括：称取所述的复合阳离子改性膨润土，加入到含有萘胺及萘酚的废水中，用盐酸或氢氧化钠稀溶液调节pH=7-8，搅拌，自然沉降，此时污染物絮体沉淀在底部，与上层清水分离。

优选地，所述的处理废水的方法，其中复合阳离子改性膨润土与含有萘胺及萘酚的废水的质量体积比为1：2.5-10。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和显著的进步：通过试验研究证实，相比溴化十八烷基三甲铵改性膨润土或硫酸铝改性膨润土，本发明涉及的复合阳离子改性膨润土可大幅度降低污水中的CODcr，获得了预料不到的协同作用。

 

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步作描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

本发明涉及的废水处理方法的原理在于：溴化十八烷基三甲铵是一种长链有机表面活性分子，通过阳离子取代反应，取代出钠型膨润土晶格层间易流失的小离子半径的钠离子，形成有机阳离子结构型膨润土。它对水中的阴离子型的萘胺和萘酚及其离解基团具有强烈的吸附作用。在高价态铝盐的絮凝协同作用下，所述污染物与吸附质伴随水中的其它固体悬浮物一并以絮体的方式由水中析出，污水获得净化。

 

实施例1复合阳离子改性膨润土的制备

称取经干燥后过100 目筛，且离子交换容量为741.64meq/ 100g的钠基膨润土100kg，倒入到500升溶解了5kg溴化十八烷基三甲铵的去离子水溶液中，在60℃水浴中搅拌2h, 用5%的稀盐酸溶液调节pH=4-5后，再加入工业级的硫酸铝0.25kg，继续搅拌15分钟，过滤，用去离子水洗涤2次，滤干，在80-90℃下烘干，升温至110℃左右活化1h ，机械研磨后过100 目筛，即得到复合阳离子改性膨润土污水处理剂。

    

对比实施例1 溴化十八烷基三甲铵(OTMAB)改性膨润土的制备

称取经干燥后过100 目筛，且离子交换容量为741.64meq/ 100g的钠基膨润土100kg，倒入到500升溶解了5kg溴化十八烷基三甲铵的去离子水溶液中，在60℃水浴中搅拌2h, 用5%的稀盐酸溶液调节pH=4-5后，继续搅拌15分钟，过滤，用去离子水洗涤2次，滤干，在80-90℃下烘干，升温至110℃左右活化1h ，机械研磨后过100 目筛，即得到溴化十八烷基三甲铵改性膨润土污水处理剂。

 

对比实施例2 硫酸铝改性膨润土的制备

称取经干燥后过100 目筛，且离子交换容量为741.64meq/ 100g的钠基膨润土100kg，倒入到500升溶解了工业级的硫酸铝0.25kg的去离子水溶液中，在60℃水浴中搅拌15分钟，过滤，用去离子水洗涤2次，滤干，在80-90℃下烘干，升温至110℃左右活化1h ，机械研磨后过100 目筛，即得到复合阳离子改性膨润土污水处理剂。

 

实施例2 改性膨润土处理剂废水处理的对比试验研究

准确称取实施例1、对比实施例1-2制备的复合阳离子改性膨润土100kg，分别加入到装有500升含萘胺及萘酚的某化工企业生产废水的处理池中，用盐酸或氢氧化钠稀溶液调节pH=7-8。该处理池的底部均匀分布了有通气口的管道，开启空气压缩机通气搅拌15min，完成吸附反应后，自然沉降15min，此时污染物被吸附并裹挟在改性膨润土的絮体上沉淀在处理池的底部，清水由水池的上部出口排出。

对上述三种处理后的出水水质分别进行了分析与测定，结果见表1：

表1 改性膨润土处理剂废水处理的对比试验研究结果

试验结果证实，本发明的复合阳离子改性膨润土对吸附萘胺及萘酚的影响不大，但可明显降低污水中的CODcr，获得了预料不到的协同作用。

Claims (9)

1.一种复合阳离子改性膨润土，其特征在于：按照如下方法制备而成：取钠基膨润土，干燥后过100 目筛，加入到0.5%-2%（w/v）溴化十八烷基三甲铵的去离子水溶液中，在58-62℃水浴中搅拌1-3h,用酸溶液调节pH=4.0-5.0，再加入硫酸铝，搅拌，过滤，洗涤，滤干，在80-90 ℃下烘干,升温至105-115 ℃活化0.5-1.5h，研磨后过100 目筛，即得复合阳离子改性膨润土。

2.根据权利要求1所述的复合阳离子改性膨润土，其特征在于：钠基膨润土、溴化十八烷基三甲铵的去离子水溶液和硫酸铝的质量比为1：3-7：0.002-0.003。

3.根据权利要求2所述的复合阳离子改性膨润土，其特征在于：钠基膨润土、溴化十八烷基三甲铵的去离子水溶液和硫酸铝的质量比为1：4.5-5.5：0.0025。

4.根据权利要求1-3任一项所述的复合阳离子改性膨润土，其特征在于：钠基膨润土的离子交换容量为700-800meq/100g。

5.根据权利要求1-3任一项所述的复合阳离子改性膨润土，其特征在于：所述的溴化十八烷基三甲铵去离子水溶液的浓度为0.1%（w/v）。

6.根据权利要求1-3任一项所述的复合阳离子改性膨润土，其特征在于：所述的硫酸铝为工业生产级别的十八水硫酸铝。

7.根据权利要求1-3任一项所述的复合阳离子改性膨润土，其特征在于：所述的调节pH的酸溶液为5%稀盐酸溶液。

8.一种利用权利要求1-3任一项所述的复合阳离子改性膨润土处理废水的方法，其特征在于：称取所述的复合阳离子改性膨润土，加入到含有萘胺及萘酚的废水中，用盐酸或氢氧化钠稀溶液调节pH=7-8，搅拌，自然沉降，此时污染物絮体沉淀在底部，与上层清水分离。

9.根据权利要求8所述的处理废水的方法，其特征在于：复合阳离子改性膨润土与含有萘胺及萘酚的废水的质量体积比为1：2.5-10。