CN103739133A

CN103739133A - 一种低频超声波-球型活性炭深度处理印染废水的方法

Info

Publication number: CN103739133A
Application number: CN201410035433.0A
Authority: CN
Inventors: 宋功武; 储涛; 何瑜; 毛芹利; 肖飞
Original assignee: Ding Tai (hubei) Biochemical Technology Equipment Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Ding Tai (hubei) Biochemical Technology Equipment Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2014-04-23

Abstract

本发明涉及一种印染废水的深度处理方法，特别涉及了一种利用超声空化效应及球型活性炭去除印染废水中有机物的技术。其包括以下步骤：1）将印染废水加入到超声波反应器中，调节pH为3～5，超声频率为10kHz～40kHz，超声功率100w，降解30～60分钟；2）将经过步骤1）降解的废水通过球型活性炭柱进行降解和吸附。本发明是将传统的吸附法与新型的超声处理技术想结合，处理方法简单，超声降解设备占地很小，节省基建费用，适用于印染废水的深度处理。

Description

一种低频超声波-球型活性炭深度处理印染废水的方法

技术领域

本发明涉及一种印染废水的深度处理方法，特别涉及了一种利用超声空化效应及球型活性炭去除印染废水中有机物的技术。

背景技术

随着我国经济的快速发展，印染工业也得到了高度发展，其排放的印染废水已经成为水环境的污染源之一，且排放量也日益增大。染料工业的飞速发展和后整理技术的进步，使得新型助剂、染料、整理剂等在印染工业中的大量使用，导致有毒难降解的有机物含量越来越多，有些甚至会致癌、致突变、致畸形等，对水环境及人体健康有极大的危害。因此，对印染废水的治理，已成为急需解决的问题。

传统的印染废水处理方法，如吸附、混凝、悬浮等，具有设备简单和操作方便等特点，其中活性炭有较强的吸附性能，不论是直接还是作为活性滤料使用，都能对污染物有效地去除，但是活性炭成本高，再生困难。目前，国内外的印染废水处理技术，有膜分离技术、超声波技术、高能物理法、高级氧化技术等，操作简单，都有很好的去除效果。其中，膜分离技术处理印染废水具有能耗低、使用范围广、设备简单等优点，但是膜的寿命较短，易于污染；而高能物理法所需的仪器价格昂贵，还需要进一步的研究才能适用于实际废水的处理。因此有必要寻求一种反应条件温和、易于操作、二次污染风险低、处理效果理想且成本适宜的有机污染物处理技术。

超声波降解技术是一种新型的废水深度处理技术。利用超声辐射产生的空化效应，在极短的时间内崩溃释放出能量，形成具有极端物理化学环境和含有高能量的“微反应器”，有机物在超声作用下可以彻底矿化或者转化为无害的小分子化合物。尽管有机废水的超声处理方法有操作简单，效率较高、无二次污染等优点，而且可以处理一些难降解污染物，但一般都存在处理量有限、能耗大、成本高等缺点，因而目前的研究主要集中在超声波与其它技术联用方面。本发明将新型的超声波降解技术与传统的吸附剂-球型活性炭与相结合，以达到优势互补，取长补短的目的，使二者可以发挥各自的优势，克服了现有技术中的缺点。提供了一种超声波-球型活性炭深度处理印染废水中有机污染物的方法，以操作简单、价格低廉的处理方法使得印染废水出水达到国家一级水质的排放标准。并且球型活性炭在超声作用下再生容易，可以解决球型活性炭再生问题。

发明内容

本发明提供了一种超声波-球型活性炭深度处理印染废水中有机污染物的方法。

一种低频超声波-球型活性炭深度处理印染废水的方法，包括以下步骤：

1）将印染废水加入到超声波反应器中，调节pH为3～5，超声频率为10kHz～40kHz，超声功率100w，降解30～60分钟；

2）将经过步骤1）降解的废水通过球型活性炭柱进行降解和吸附。

其中，超声波反应器可通过市场购买获得。

优选的，所述印染废水为低浓度的印染废水，其水质为：pH=6～9，COD（化学需氧量）为400～550mg/L，BOD（生物需氧量）为150～200mg/L，SS（悬浮物）为150～200mg/L，色度为250～350倍。

优选的，所述步骤1）中的废水超声处理的温度为10℃～30℃。

优选的，所述步骤2）中球型活性炭柱中的球型活性炭的比表面积在1000～1300m²/g，填充密度为0.45～0.60g/ml，对亚甲基蓝的脱色力在220～270ml/g，pH为6～8。

优选的，所述印染废水经过步骤1）超声降解后，有机物的降解率为45.1～63.11%。

优选的，所述印染废水经过步骤2）降解和吸附综合处理后，有机物的降解率为100%。

球型活性炭的制备

将沥青放入容器装置内，在0.1～0.5MPa的压力下，至熔融温度260～400℃，保持3～10小时，冷却后加工成粉体，然后按照碳粉、粘合剂与粉体沥青在常温下制备成直径0.5mm～5mm的圆球颗粒，最后在600～900℃活化得到沥青球型活性炭。制备的球型活性炭比表面积在1000～1300m²/g。

将制备的球型活性炭装柱，根据水处理的需要制备各种不同的吸附柱，实验证明本吸附柱可以完全吸附低浓度的染料废水，吸附饱和后超声再生可达93%以上。

本发明与现有技术相比有以下优势：

1.本发明中所采用的是在10kHz～40kHz低频超声波装置，该种超声波设备价格不高，超声工艺简单，耗能也较低。

2.球型活性炭价廉易得、吸附过程简单快速,且在超声作用下再生容易，可以解决其再生问题。

3.本发明是将传统的吸附法与新型的超声处理技术想结合，处理方法简单，超声降解设备占地很小，节省基建费用，适用于印染废水的深度处理。

附图说明

图1为超声降解亚甲基蓝溶液随时间变化效果图。

图2为超声功率对亚甲基蓝降解率的影响。

图3为pH值对超声降解的影响。

图4为复合染料随时间变化超声降解图。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

以亚甲基蓝溶液作为印染废水为例，将3mg/L的亚甲基蓝溶液加入超声波反应器，超声的频率选取在10kHz～40kHz，功率为100w。调节溶液的pH=3，超声处理30分钟后取样分析，溶液中有机物的降解率达到63.11%，通过自制的球型活性炭柱吸附，进过降解吸附后有机物的降解率达到100%，溶液处理达到排放标准。

下述实施方案能更好地说明本发明的内容，但本发明不限于下述实例。

实施例1

如附图1所示。设置一系列时间对降解效果影响的试验，采用浸入式超声方式，将3mg/L亚甲基蓝溶液加入到超声波反应器，用40kHz100w超声波装置处理。分别超声处理5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60分钟后，取样分析，发现随着超声时间的增长，溶液的浓度逐渐降低，溶液吸光度随时间的降解效果参阅图1。

由图1说明，用低频率的超声波装置处理亚甲蓝溶液时，亚甲基蓝的浓度是随超声时间的增加有规律的下降，考虑能耗问题，选择超声时间为30分钟。

实施例2

如附图2所示。设置一系列超声功率对降解效果影响的实验，调节超声功率分别为40w、60w、80w、100w，未调节溶液pH条件下，将3mg/L的亚甲蓝溶液分别超声30min，每隔5min测定一次溶液的吸光度。亚甲蓝溶液的降解率随时间的变化参阅图2。

由图2说明，随着功率的增大，溶液的降解率逐渐增大。当超声功率为100w时降解效果最好，30min的降解率可以达到35%，通过自制的球型活性炭柱染料降解和吸附后，废水中有机物的降解率达到100%。

实施例3

如附图3所示。设置一系列pH对降解效果影响的实验，3mg/L的亚甲蓝溶液用40kHz、100w超声，分别调节pH为3、5、7、9、11，超声处理30min后，测定溶液的吸光度。超声降解率与pH的关系参阅图3。

由图3说明，随着pH的增大，溶液的降解率逐渐下降。当溶液的pH为酸性时降解效果比较好，30min的降解率可以达到63%，通过自制的球型活性炭柱染料降解和吸附后，废水中有机物的降解率达到100%。

实施例4

如附图4所示。将甲基橙、甲基蓝和罗丹明B配制成一定浓度的复合染料溶液，调节超声功率为100w，溶液pH=3，超声处理30min后，测定溶液的吸光度。降解率随时间的变化参阅图4。

由图4说明，用低频率超声波装置处理复合染料溶液时，溶液吸光度随超声时间的增加逐渐下降，降解率可以达到48.2%，通过自制的球型活性炭柱染料降解和吸附后，废水中有机物的降解率达到100%。

本发明可低浓度的印染废水，处理前废水的水质为：pH=6～9，COD（化学需氧量）为400～550mg/L，BOD（生物需氧量）为150～200mg/L，SS（悬浮物）为150～200mg/L，色度为250～350倍。经处理后，排放水的水质可以达到：pH=6.8～7.5，COD（化学需氧量）为15mg/L，BOD（生物需氧量）为25mg/L，SS（悬浮物）为15mg/L，色度为10倍。由于采用的超声和球型活性炭协同作用，处理的水质远远超过国家一级排放标准，并可以实现球型活性炭原位再生。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种低频超声波-球型活性炭深度处理印染废水的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述印染废水为低浓度的印染废水，其水质为：pH=6～9，化学需氧量为400～550mg/L，生物需氧量为150～200mg/L，悬浮物为150～200mg/L，色度为250～350倍。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1）中的废水超声处理的温度为10℃～30℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2）中球型活性炭柱中的球型活性炭的比表面积为1000～1300m²/g，填充密度为0.45～0.60g/ml，对亚甲基蓝的脱色力为220～270ml/g，pH为6～8。

5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于：所述印染废水经过步骤1）超声降解后，有机物的降解率为45.1～63.11%。

6.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于：所述印染废水经过步骤2）降解和吸附综合处理后，有机物的降解率为100%。