CN104496092B - 一种重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法 - Google Patents

一种重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104496092B
CN104496092B CN201410839530.5A CN201410839530A CN104496092B CN 104496092 B CN104496092 B CN 104496092B CN 201410839530 A CN201410839530 A CN 201410839530A CN 104496092 B CN104496092 B CN 104496092B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heavy metal
activity charcoal
saturated activity
metal adsorption
recycled
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410839530.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104496092A (zh
Inventor
张晖
李静
杨琳
杜越
刘晓迪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University WHU
Original Assignee
Wuhan University WHU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University WHU filed Critical Wuhan University WHU
Priority to CN201410839530.5A priority Critical patent/CN104496092B/zh
Publication of CN104496092A publication Critical patent/CN104496092A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104496092B publication Critical patent/CN104496092B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

本发明公开了一种重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法，首先将重金属吸附饱和活性炭、过硫酸盐、工作电解质加入到含有机污染物的废水中，调节pH至3~9，然后在8~24 mA/cm2的电流密度下进行电解处理；反应液中重金属吸附饱和活性炭的添加量为0.125~0.500 g/L，过硫酸盐浓度为2.5~10.0 mM。本发明采用重金属吸附工艺产生的饱和废弃活性炭作为催化剂，原料廉价易得；同时废弃的饱和活性炭得到再利用，实现了固体废弃物的资源化；本发明还能有效处理有机废水，使有机污染物的降解率达到90%以上，在有机废水处理及重金属污水处理中有着广泛的应用前景。

Description

一种重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法
技术领域
本发明提供了一种重金属吸附饱和活性炭再利用的污水处理方法，属于环保染料污水处理技术与固体废弃物资源化领域。
背景技术
重金属废水主要来自于采矿、选矿、冶炼工业以及电镀工业，其处理方法主要包括化学法（化学沉淀法、置换法、电解法等）、物理化学法（离子反渗透膜、离子交换、吸附等）、生物吸附法，而物理化学法中的活性炭吸附法是一种最有效的重金属废水治理技术。但是，活性炭吸附重金属至饱和后，因失去吸附能力而需再生或直接作为废弃物进行处置。
近年来，活化过硫酸盐技术因其独特的优势而日益受到关注，负载过渡金属催化剂活化过硫酸盐产生硫酸根自由基来降解有机污染物即是其中的一种。本发明则利用重金属吸附工艺产生的饱和活性炭作为催化剂活化过硫酸盐，实现固体废弃物的资源化。同时，根据中国发明专利（CN102249378）将活化过硫酸盐处理有机废水这一过程置于电化学反应器中进行，以提高处理效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种重金属吸附工艺产生的饱和活性炭进行再利用的方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法，包括以下步骤：
（1）将活性炭置于含重金属的废水中，活性炭达到吸附饱和后取出，得到重金属吸附饱和活性炭；
（2）将重金属吸附饱和活性炭、过硫酸盐、工作电解质加入到含有机污染物的废水中，调节pH至3~9，得到反应液；其中，反应液中重金属吸附饱和活性炭的添加量为0.125~0.500 g/L，过硫酸盐浓度为2.5~10.0 mM；将反应液置于电化学反应器中，在8~24 mA/cm2的电流密度下进行电解处理。
所述的电化学反应器，其阳极为Ti/IrO2-RuO2-TiO2，阴极为不锈钢。
所述的工作电解质为Na2SO4，其在反应液中的浓度为50 mM。
所述的重金属为铜或钴。
所述的有机污染物为橙黄II。
所述的含有机污染物的废水的浓度为100 mg/L。
所述的过硫酸盐为过二硫酸钠。
所述的重金属吸附饱和活性炭在步骤（2）中重复使用3次以上。
按现有工艺获取重金属吸附工艺产生的重金属吸附饱和活性炭，重金属吸附饱和活性炭作为催化剂在电化学反应器中活化过硫酸盐处理有机废水，实现固体废弃物的资源化。
本发明具有以下优点：
（1）本发明所用的催化剂来自重金属吸附工艺产生的饱和废弃活性炭，廉价易得。
（2）本发明使饱和废弃活性炭得到再利用，实现了固体废弃物的资源化。
（3）本发明还能有效处理有机废水，有机污染物的降解率达到90%以上。
（4）本发明对设备要求不高，经济、高效，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
本发明选择铜作为重金属污染物、偶氮染料橙黄II作为有机污染物；将活性炭与含铜废水吸附24小时达到吸附饱和，得到铜吸附饱和活性炭，过二硫酸钠作为过硫酸盐。以下实施例中的铜可由钴、铁等重金属替代。
实施例1不同体系对橙黄Ⅱ模拟废水的处理效果
试验条件：橙黄Ⅱ = 100 mg/L；过硫酸盐 = 10 mmol/L；铜吸附饱和活性炭 =0.5 g/L；[Na2SO4] = 50 mM；j = 16mA /cm2；阳极Ti/IrO2-RuO2-TiO2；阴极不锈钢；pH = 5；温度 = 25°C。
试验结果如表1所示。铜吸附饱和活性炭对有机污染物仍有一定的吸附能力，因此橙黄II的脱色率达20.7%；铜吸附饱和活性炭可以活化过硫酸盐而使脱色率提高到72.2%，而这一过程置于电化学反应器中进行时，脱色率进一步提高到95.7%。
表1不同体系对橙黄Ⅱ模拟废水的处理效果
时间 (min) 0 10 20 30 40 50 60
饱和活性炭 0 10.3 13.5 16 16.5 19.1 20.7
过硫酸盐/铜吸附饱和活性炭 0 27.6 41.9 51.6 60.5 68.3 72.2
电化学/过硫酸盐/铜吸附饱和活性炭 0 54.7 74 85 90.7 94.1 95.7
。实施例2活性炭与铜吸附饱和活性炭活化能力的比较
试验条件：橙黄Ⅱ = 100 mg/L；过硫酸盐 = 10 mmol/L；活性炭/铜吸附饱和活性炭 = 0.5 g/L；[Na2SO4] = 50 mM；j = 16 mA /cm2；阳极Ti/IrO2-RuO2-TiO2；阴极不锈钢；pH = 5；温度 = 25°C。
试验结果如表2所示。一般认为活性炭本身对过硫酸盐也具有活化能力，为考察铜吸附饱和活性炭、其活化能力是否有变化，在电化学反应器中进行活化过硫酸盐处理橙黄II的试验。使用活性炭时，脱色率达87.1%；而使用铜吸附饱和活性炭时，脱色率提高到95.7%。表明由于铜和活性炭的共同作用，铜吸附饱和活性炭的活化能力得到加强。
表2活性炭与饱和活性炭活化能力的比较
时间 (min) 0 10 20 30 40 50 60
活性炭 0 37.1 56.6 69.2 76.5 83.2 87.1
铜吸附饱和活性炭 0 54.7 74 85 90.7 94.1 95.7
。实施例3铜吸附饱和活性炭活化稳定性试验
试验条件：橙黄Ⅱ = 100 mg/L；过硫酸盐 = 10 mmol/L；铜吸附饱和活性炭 =0.5 g/L；[Na2SO4] = 50 mM；j = 16 mA /cm2；阳极Ti/IrO2-RuO2-TiO2；阴极不锈钢；pH =5；温度 = 25°C。
试验结果如表3所示。铜吸附饱和活性炭连续使用3次，脱色率均保持在90%以上，具有较好的稳定性。
表3 铜吸附饱和活性炭活化稳定性试验
时间 (min) 0 10 20 30 40 50 60
使用1次 0 54.7 74 85 90.7 94.1 95.7
使用2次 0 37 57.6 71.5 80.9 86.6 91.1
使用3次 0 36.7 56.9 71 79.2 86.1 90.1
。实施例4不同电流密度下的处理效果
试验条件：橙黄Ⅱ = 100 mg/L；铜吸附饱和活性炭 = 0.5 g/L；过硫酸盐 = 10mmol/L；[Na2SO4] = 50 mM；阳极Ti/IrO2-RuO2-TiO2；阴极不锈钢；pH = 5；温度 = 25°C。
试验结果如表4所示。电流密度在8~24 mA/cm2范围内，脱色率均保持在90%以上。
表4 不同电流密度下的处理效果
电流密度(mA/cm2) 0 min 10 min 20 min 30 min 40 min 50 min 60 min
8 0 37.5 55.3 72.9 84.8 91.6 94.9
16 0 54.7 74 85 90.7 94.1 95.7
24 0 49.5 72.4 83.4 91.1 94.3 96.2
。实施例5不同pH下的处理效果
试验条件：橙黄Ⅱ = 100 mg/L；过硫酸盐 = 10 mmol/L；铜吸附饱和活性炭 =0.5 g/L；[Na2SO4] = 50 mM；j = 16 mA /cm2；阳极Ti/IrO2-RuO2-TiO2；阴极不锈钢；温度 =25°C。
试验结果如表5所示。pH在3~9范围内时，脱色率均保持在90%以上。
表5 不同pH下的处理效果
pH 0 min 10 min 20 min 30 min 40 min 50 min 60 min
3 0 45.7 66.3 79.1 86.5 91.1 93.7
5 0 54.7 74 85 90.7 94.1 95.7
7 0 46.7 68.4 81.3 88.3 92.1 94.5
9 0 42.3 63.6 76.7 85.4 90.1 93.5
。实施例6不同铜吸附饱和活性炭投加量的处理效果
试验条件：橙黄Ⅱ = 100 mg/L；过硫酸盐 = 10 mmol/L； [Na2SO4] = 50 mM；j =16 mA /cm2；阳极Ti/IrO2-RuO2-TiO2；阴极不锈钢；pH = 9；温度 = 25°C。
试验结果如表3所示。当铜吸附饱和活性炭投加量为0.125 g/L时，脱色率接近90%，继续提高投加量，脱色率即在90%以上。
表6 不同铜吸附饱和活性炭投加量的处理效果
电流密度 (g/L) 0 min 10 min 20 min 30 min 40 min 50 min 60 min
0.125 0 38.3 59.4 70.2 78.9 85.6 89
0.250 0 41.8 62.6 75.5 83.9 89.1 92.7
0.500 0 42.3 63.6 76.7 85.4 90.1 93.5
。实施例7不同氧化剂浓度的处理效果
试验条件：橙黄Ⅱ = 100 mg/L；铜吸附饱和活性炭 = 0.5 g/L；[Na2SO4] = 50mM；j = 16 mA /cm2；阳极Ti/IrO2-RuO2-TiO2；阴极不锈钢；pH = 9；温度 = 25°C。
试验结果如表7所示。过硫酸盐浓度在2.5~10.0 mM范围内时，脱色率均保持在90%以上。
表7 不同氧化剂浓度的处理效果
过硫酸盐 (mM) 0 min 10 min 20 min 30 min 40 min 50 min 60 min
2.5 0 32.6 55.4 70.9 81.1 86.8 91.1
5.0 0 39 60.6 74.5 83.4 88.9 92.4
10.0 0 41.8 62.6 75.5 83.9 89.1 92.7

Claims (8)

1.一种重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将活性炭置于含重金属的废水中，活性炭达到吸附饱和后取出，得到重金属吸附饱和活性炭；
(2)将重金属吸附饱和活性炭、过硫酸盐、工作电解质加入到含有机污染物的废水中，调节pH至9，得到反应液；其中，反应液中重金属吸附饱和活性炭的添加量为0.125～0.500g/L，过硫酸盐浓度为2.5～10.0mM；将反应液置于电化学反应器中，在8～24mA/cm2的电流密度下进行电解处理。
2.根据权利要求1所述的重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法，其特征在于：所述的电化学反应器，其阳极为Ti/IrO2-RuO2-TiO2，阴极为不锈钢。
3.根据权利要求1所述的重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法，其特征在于：所述的工作电解质为Na2SO4，其在反应液中的浓度为50mM。
4.根据权利要求1所述的重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法，其特征在于：所述的重金属为铜或钴。
5.根据权利要求1所述的重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法，其特征在于：所述的有机污染物为橙黄II。
6.根据权利要求1所述的重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法，其特征在于：所述的含有机污染物的废水的浓度为100mg/L。
7.根据权利要求1所述的重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法，其特征在于：所述的过硫酸盐为过二硫酸钠。
8.根据权利要求1所述的重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法，其特征在于：所述的重金属吸附饱和活性炭在步骤(2)中重复使用3次以上。
CN201410839530.5A 2014-12-30 2014-12-30 一种重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法 Expired - Fee Related CN104496092B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410839530.5A CN104496092B (zh) 2014-12-30 2014-12-30 一种重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410839530.5A CN104496092B (zh) 2014-12-30 2014-12-30 一种重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104496092A CN104496092A (zh) 2015-04-08
CN104496092B true CN104496092B (zh) 2017-03-15

Family

ID=52937572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410839530.5A Expired - Fee Related CN104496092B (zh) 2014-12-30 2014-12-30 一种重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104496092B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107349932B (zh) * 2017-06-21 2020-06-12 华中科技大学 一种利用活性炭吸附镀镍废水制备镍基催化剂的方法
CN108526212A (zh) * 2018-03-16 2018-09-14 昆明理工大学 一种有机物污染土壤的修复方法
CN109207154A (zh) * 2018-09-11 2019-01-15 武汉大学 一种用于修复有机物与重金属复合污染土壤的复配淋洗剂及其淋洗方法和淋洗剂回收工艺
CN111620431A (zh) * 2020-06-11 2020-09-04 山东大学 吸附-解吸后的废弃生物炭在活化过硫酸盐降解持久性有机污染物上的应用
CN112340830B (zh) * 2020-11-13 2022-03-11 山东大学 以吸附-解吸后的废弃吸附剂为原料的催化剂在活化过硫酸盐处理高盐有机废水中应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070256972A1 (en) * 2003-06-19 2007-11-08 Kansai Paint Co., Ltd. Process for Purification Treatment of Wastewater Containing Organic Substance
CN102249378A (zh) * 2011-07-19 2011-11-23 武汉大学 一种电化学协同过硫酸盐处理有机废水的方法
CN102580746A (zh) * 2012-01-17 2012-07-18 武汉大学 活性炭负载钴氧化物催化剂及在降解有机污染物上的应用
CN103121746A (zh) * 2013-03-20 2013-05-29 武汉大学 一种复合活化过二硫酸盐处理有机废水的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070256972A1 (en) * 2003-06-19 2007-11-08 Kansai Paint Co., Ltd. Process for Purification Treatment of Wastewater Containing Organic Substance
CN102249378A (zh) * 2011-07-19 2011-11-23 武汉大学 一种电化学协同过硫酸盐处理有机废水的方法
CN102580746A (zh) * 2012-01-17 2012-07-18 武汉大学 活性炭负载钴氧化物催化剂及在降解有机污染物上的应用
CN103121746A (zh) * 2013-03-20 2013-05-29 武汉大学 一种复合活化过二硫酸盐处理有机废水的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104496092A (zh) 2015-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104496092B (zh) 一种重金属吸附饱和活性炭再利用的有机废水处理方法
CN103466852B (zh) 一种污泥减量化的硝基甲苯生产废水电催化还原氧化预处理方法
CN106430858B (zh) 一种高浓度有机废水处理方法及该方法的专用设备
CN105601002B (zh) 一种净化有机废水的处理系统及方法
CN104628205A (zh) 高盐有机废水零排放处理工艺
CN104787853A (zh) 一种电化学协同活性炭活化过硫酸盐处理有机废水的方法
CN102351351B (zh) 一种化学镀镍报废液的处理工艺
CN110038647B (zh) 一种电解盐溶液高效再生树脂的方法
CN105293639A (zh) 阴极阳极协同电解处理废水的方法与装置
CN105731624A (zh) 一种利用非均相类Fenton反应催化氧化处理反渗透浓水的方法
CN102794183A (zh) 一种负载活性炭的制备方法及其用途
US20170044031A1 (en) A method for harmless disposal and resource utilization of resin desorption liquid generated in the ion exchange process
CN103951017B (zh) 一种电解处理含氰含铜电镀废水并回收铜的方法
CN105800821A (zh) 锌镍合金废水的达标处理方法和设备
CN204607751U (zh) 锌镍合金废水的达标处理设备
CN103936208A (zh) 高效微电解多相流气浮反应器
CN111333235A (zh) 一种垃圾渗滤液处理系统和工艺
CN104609612A (zh) 一种垃圾渗滤液的电化学处理方法
CN104787933B (zh) 黄金冶炼含氰废水的处理方法
CN203820567U (zh) 一种多相联合催化氧化印染废水深度处理装置
CN204022601U (zh) Meo微电解高级氧化反应器
CN103265142A (zh) 一种处理酸性矿井废水的方法
CN204779181U (zh) 一种电镀废水处理系统
CN103663630A (zh) 一种丙烯腈废水电解处理方法
CN104326605A (zh) 提高酒精废水可生化性的方法

Legal Events

Date Code Title Description
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
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170315

Termination date: 20201230

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee