CN105645635A - 一种分散染料废水的物化处理方法 - Google Patents

一种分散染料废水的物化处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分散染料废水的物化处理方法。综合利用有机膨润土和絮凝剂的吸附沉降作用，将膨润土与表面活性剂预混合后处理废水，再利用絮凝剂进一步去除污染物并加速固-液分离。本方法能同时实现疏水性有机物和水溶性污染物的去除，对苯酚类、酸醇酯类、烷(烯)烃类的去除率可达90％以上，具有高效、可调控、简单易行等优点，可大规模应用于分散染料废水的治理与资源化。

Description

一种分散染料废水的物化处理方法
技术领域
本发明涉及一种物化处理方法。
本发明涉及上述物化处理方法在分散染料废水中的应用。
背景技术
分散染料是一类疏水性强的非离子染料，年产量约40万吨。生产过程中有近5％的染料、20％的有机原料、90％的无机盐进入废水，废水产生量达20～40t/t染料。常用物化-生化集成技术处理分散染料废水。分散染料废水水质波动大且含有对微生物有抑制/毒害作用的染料、中间体及高浓度的无机盐，为降低生物毒性和生化处理负荷、保障生化处理工艺的稳定运行，亟需发展经济高效的物化处理方法。
目前，国内外常用的物化处理法有吸附、混凝、浮选、膜分离和化学氧化等，应用较为广泛的是吸附法。众多吸附材料中，有机膨润土对多种有机污染物的吸附性能优于活性炭，是染料及疏水性污染物的高效吸附剂(J.J.；Aleksandra,M.N.；Ivan,G；J.Organobentoniteasefficienttextiledyesorbent.ChemicalEngineering&Technology,2008,31,567-574)。朱利中等发明的有机膨润土合成-废水处理一体化方法，同步实现了有机膨润土的自组装和废水的吸附处理，对酸性染料等废水有很好的处理效果(Zhu,L.Z.；Ma,J.F.Simultaneousremovalofaciddyeandcationicsurfactantfromwaterbybentoniteinone-stepprocess.ChemicalEngineeringJournal,2008,39,503-509)。
有机膨润土具有结构-功能可调控、吸附性能好、处理成本低等优点(Lucilene,B.P.；Ana,R.M.；Francisco,V.D.Organoclays:Properties,preparationandapplications.AppliedClayScience,2008,42,8-24)，然而其良好的分散悬浮性会影响固-液分离效果。混凝法是使胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体而予以分离的水处理法，成本低、见效快。以混凝为主、活性炭吸附为辅处理活性染料废水，对TOC和COD有较好的去除效果(Sanja,P.；Natalija,K.；Ana,L.B.；Azra,M.RemovalofsomereactivedyesfromsyntheticwastewaterbycombinedAl(III)coagulation/carbonadsorptionprocess.Dyes&Pigments,2004,62,291-298)。为此，本发明综合利用有机膨润土合成-废水处理一体化和混凝法，同时去除分散染料废水中疏水性有机物和水溶性污染物，从而实现降低废水毒性和生化处理负荷的目的。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种分散染料废水的物化处理方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种分散染料废水的物化处理方法，综合利用有机膨润土和絮凝剂的吸附沉降作用，将膨润土与表面活性剂预混合后处理废水，再利用絮凝剂进一步去除污染物并加速固-液分离。该方法包括如下步骤：
步骤1：将表面活性剂和0.5～5.0重量份的膨润土原土混匀，所述表面活性剂的摩尔量为0.1～1.0倍膨润土阳离子交换量；
步骤2：加入1000重量份的分散染料废水，快速(400～800rpm)搅拌10～30分钟。
步骤3：加入0.5～1.5重量份的絮凝剂，慢速(100～200rpm)搅拌10～20分钟。
步骤4：静置10～20分钟，完成物化处理。
进一步地，所述表面活性剂为季铵盐阳离子表面活性剂。
进一步地，所述步骤1中的膨润土原土经研磨后过100～250目筛得到。
进一步地，絮凝剂由聚合氯化铝和聚合硫酸铁按照质量比1～5:1～5混合组成。
本发明具有如下优点：
1)联合有机膨润土和絮凝剂处理分散染料废水，能同时实现疏水性有机污染物和水溶性污染物的去除，对苯酚类、酸醇酯类、烷(烯)烃类的去除率可达90％以上，脱色率为81.1～94.8％、CODCr去除率为33.5～73.9％，具有高效、可调控、简单易行等优点。
2)在本发明的物化处理方法中，吸附后加入絮凝剂有利于降低污泥含水率，实现吸附后有机膨润土的快速固-液分离，缩短了废水处理时间。
附图说明
图1为物化处理工艺流程图；
图2为活性炭、活性炭联合混凝剂、一体化联合混凝剂处理4种分散染料废水脱色和除CODCr效果对比柱状图，其中：
图2-a是实施例1中三种方法处理分散红145染料废水(车间排放口取样)；
图2-b是实施例2中三种方法处理分散红152染料废水(车间排放口取样)；
图2-c是实施例3中三种方法处理分散红167染料废水(车间排放口取样)；
图2-d是实施例4中三种方法处理分散染料废水(调节池进水口取样)。
图3为一体化联合混凝剂对分散染料废水各污染物的去除效率柱状图；
图4为一体化联合混凝剂处理分散红145染料废水(车间排放口取样)前后污染物组成对比饼图，其中：
图4-a是处理前污染物组成图；
图4-b是处理后污染物组成图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法，所述药剂如无特别说明均能从公开商业途径而得。
如图1所示，本发明所述一种物化处理方法，包括以下步骤：1)将季铵盐阳离子表面活性剂和100～250目膨润土原土预先混匀。膨润土用量为0.5～5.0kg/t废水，表面活性剂的摩尔量为0.1～1.0倍膨润土阳离子交换量。2)加入废水，快速搅拌10～30分钟。3)加入无机絮凝剂，慢速搅拌10～20分钟。絮凝剂用量为0.5～1.5kg/t废水。4)静置10～20分钟，获得的上清液即为处理后的产物。
实施例1
配制十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)使用液，浓度为2.54g/L。取0.1g钠基膨润土(阳离子交换量为69.62meq/100g土)与6mLCTMAB使用液混匀。加入200mL分散红145染料废水(车间排放口取样)置于六联机械力搅拌器下搅拌。以600rpm搅拌20min后以PAC：PFS为5:1的配比共投加0.1g絮凝剂，以160rpm搅拌15min。静置沉降15min后取上清液待测。
一体化联合混凝剂工艺在静置15min即可基本实现固液分离，脱色率为94.8±0.7％、CODCr去除率为73.9±3.3％；等量活性炭吸附50min后，脱色率为71.1±1.0％、CODCr去除率为48.7±2.8％；等量活性炭联合混凝剂处理50min后，脱色率为83.6±0.9％、CODCr去除率为49.6±5.3％(如图2-a所示)。
实施例2
配制十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)使用液，浓度为2.54g/L。取0.1g钠基膨润土(阳离子交换量为69.62meq/100g土)与2mLCTMAB使用液混匀。加入200mL分散红152染料废水(车间排放口取样)置于六联机械力搅拌器下搅拌。以400rpm搅拌10min后以PAC：PFS为4:1的配比共投加0.1g絮凝剂，以100rpm搅拌10min。静置沉降10min后取上清液待测。
一体化联合混凝剂工艺在静置10min即可基本实现固液分离，脱色率为90.6±1.1％、CODCr去除率为47.1±1.2％；等量活性炭吸附50min后，脱色率为83.3±2.6％、CODCr去除率为46.8±8.6％；等量活性炭联合混凝剂处理50min后，脱色率为85.4±1.3％、CODCr去除率为38.8±3.0％(如图2-b所示)。
实施例3
配制十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)使用液，浓度为2.54g/L。取0.1g钠基膨润土(阳离子交换量为69.62meq/100g土)与10mLCTMAB使用液混匀。加入200mL分散红167染料废水(车间排放口取样)置于六联机械力搅拌器下搅拌。以600rpm搅拌20min后以PAC：PFS为1:5的配比共投加0.1g絮凝-剂，以160rpm搅拌15min。静置沉降15min后取上清液待测。
一体化联合混凝剂工艺在静置15min即可基本实现固液分离，脱色率为81.1±2.7％、CODCr去除率为33.5±4.3％；等量活性炭吸附50min后，脱色率为70.1±2.6％、CODCr去除率为18.6±0.5％；等量活性炭联合混凝剂处理50min后，脱色率为73.0±1.9％、CODCr去除率为9.1±2.3％(如图2-c所示)。
实施例4
配制十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)使用液，浓度为2.54g/L。取1.0g钠基膨润土(阳离子交换量为69.62meq/100g土)与10mLCTMAB使用液混匀。加入200mL分散染料废水(调节池进水口取样)置于六联机械力搅拌器下搅拌。以800rpm搅拌30min后以PAC：PFS为4:1的配比共投加0.3g絮凝剂，以200rpm搅拌20min。静置沉降20min后取上清液待测。
一体化联合混凝剂工艺在静置20min即可基本实现固液分离，脱色率为98.0±0.3％、CODCr去除率为44.6±2.4％；等量活性炭吸附50min后，脱色率为87.9±2.3％、CODCr去除率为32.2±1.4％；等量活性炭联合混凝剂处理50min后，脱色率为87.6±2.4％、CODCr去除率为31.2±2.6％(如图2-d所示)。
从以上结果可以看出，综合有机膨润土吸附和混凝剂处理分散染料废水，不仅对色度和CODCr的去除效率均优于活性炭/活性炭联合混凝剂，而且能同时高效去除疏水性/水溶性污染物(如图3所示)，对苯酚类、酸醇酯类、烷(烯)烃类的去除率可达90％以上，可生化性较差的硝基苯类等占比减少(如图4所示)。
实施例1～4中，色度和CODCr均采用国标法测定，废水成分检测方法如下：
依次用5mL二氯甲烷、5mL甲醇和5mL超纯水活化C18固相萃取小柱。取100mL水样用超纯水稀释至200mL，加20mL甲醇。混匀后按一定流速在固相萃取装置中萃取。萃取完毕后用5mL超纯水淋洗固相小柱，再用7mL二氯甲烷分三次(3+2+2)进行洗脱，洗脱液氮吹至近干，加10ppmPhe-D10后用正己烷定容至1mL，用GC/MS测定。仪器型号为：Agilent6890NGC/5975BMSD，色谱柱：HP-MS-5，30m×0.25mm×0.25μm。
以上实施例仅对发明做进一步说明，本发明的范围不受所举实施例局限。

Claims (4)

1.一种分散染料废水的物化处理方法，其特征在于，综合利用有机膨润土和絮凝剂的吸附沉降作用，将膨润土与表面活性剂预混合后处理废水，再利用絮凝剂进一步去除污染物并加速固-液分离。该方法包括如下步骤：
步骤1：将表面活性剂和0.5～5.0重量份的膨润土原土混匀，所述表面活性剂的摩尔量为0.1～1.0倍膨润土阳离子交换量；
步骤2：加入1000重量份的分散染料废水，快速(400～800rpm)搅拌10～30分钟。
步骤3：加入0.5～1.5重量份的絮凝剂，慢速(100～200rpm)搅拌10～20分钟。
步骤4：静置10～20分钟，完成物化处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面活性剂为季铵盐阳离子表面活性剂。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中的膨润土原土经研磨后过100～250目筛得到。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，絮凝剂由聚合氯化铝和聚合硫酸铁按照质量比1～5:1～5混合组成。
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