CN106365242B - 一种吸附介质的再生方法以及印染废水的脱色处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸附介质的再生方法以及印染废水的脱色处理方法，该再生方法为将再生溶液流经吸附介质，所述的吸附介质为离子交换树脂或/和大孔吸附树脂，所述的再生溶液中包含：质量分数为2～8％的NaCl、质量分数为2～8％的NaOH和浓度为100～300ppm的鼠李糖脂。该脱色处理方法中采用上述再生方法对吸附介质进行再生。本发明的吸附介质的再生方法采用特殊的再生溶液对树脂进行短周期快速再生，大大延长了树脂脱色的使用寿命，提高废水脱色的效率和降低运行成本，树脂处理1500BV废水后，其吸附性能基本没有变化，脱色效率能长期达到80％以上。

Description

一种吸附介质的再生方法以及印染废水的脱色处理方法
技术领域
本发明涉及印染废水处理技术领域，尤其涉及一种吸附介质的再生方法以及印染废水的脱色处理方法。
背景技术
中国是世界印染第一大国，印染布产量占全世界的35％以上，印染行业也是水污染大户。印染废水中含有大量的染料、浆料、表面活性剂等复杂组分，具有色度大、有机物浓度高、水质和水量变化大等特点，属难处理的工业废水。
由于水资源紧缺，国家对印染废水的回用要求也越来越高，普遍要求印染废水的回用比例达到35-40％以上。传统的印染废水的处理方法中，主要依次通过物化处理、生化处理对印染废水进行处理，从而降解其中有害物质，达到排放标准。
在印染废水中，为了达到排放或中水回用的目标，色度的去除一直是印染废水处理的难题。现有技术中常采用活性炭、活性粘土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。该法对去除水中的大部分溶解性有机物有效，但它不能去除水中的胶体和疏水性染料。此外，由于吸附材料不能再生使用，吸附后产生的固废需要进一步处理，会增加废水处理成本。采用超滤和反渗透膜处理，是目前主流的印染废水脱色回用方法，反渗透膜产水可直接回用于染色等生产工艺。但是反渗透膜产生的浓水需要进一步处理，此外反渗透系统的建设、使用和维护成本也较高。
现已经有用离子交换树脂和大孔吸附树脂进行脱色方面的研究。但是在这些研究中，树脂使用寿命短，常规的树脂再生方法不能对吸附饱和的树脂进行有效再生，从而使采用树脂对废水进行脱色时的运行成本较高。
公开号为CN105858830A的中国专利文献公开了一种纺织印染废水脱水剂，采用、大孔树脂和阴离子交换树脂以及碳酸钙和活性炭作为废水脱色剂。该专利并没有针对这种脱色剂进行再生的优化。
公开号为CN102276084A的中国专利文献公开了一种工业废水脱色处理工艺，包括：调节废水pH，输入填充有吸附树脂的吸附氧化反应器，大量发色有机物被吸附在树脂中，当色度去除率小于60％时排水，向吸附树脂加入液相氧化剂，进行氧化脱色，同时活化再生树脂；吸附氧化反应器出水调节pH后进入催化氧化反应器，反应器中填充有负载过渡金属催化剂的吸附树脂，加入液相氧化剂，进行非均相催化氧化脱色，去除吸附氧化单元难吸附的小分子和非极性发色有机物。由于过氧化氢会氧化树脂的骨架，对功能基团有分解作用，因此也不具备长期使用的条件。
由于树脂需要重复使用，树脂选型脱色效果和再生条件对整体的控制使用成本非常重要。
发明内容
本发明提供了一种吸附介质的再生方法以及印染废水的脱色处理方法，该再生方法的再生效果好并能够大大延长了树脂脱色的使用寿命，该脱色处理方法脱色效率高，运行成本低。
本发明提供了如下技术方案：
一种吸附介质的再生方法，将再生溶液流经吸附介质，所述的吸附介质为离子交换树脂或/和大孔吸附树脂，所述的再生溶液中包含：质量分数为2～8％的NaCl、质量分数为2～8％的NaOH和浓度为100～300ppm的鼠李糖脂。
对吸附介质进行再生时，可采用顺流洗脱或逆流系统的方法。
在现有技术中常使用NaCl和NaOH溶液对树脂进行再生，但再生效果不好，本发明的再生方法中，再生溶液中包含作为再生助剂的鼠李糖脂。鼠李糖脂是由假单胞菌或伯克氏菌类产生的一种生物代谢性质的生物表面活性剂，属于一种糖脂类的阴离子表面活性剂，具特殊的表面活性性质和生物降解性，以鼠李糖脂作为再生助剂可以大大提高树脂的再生效率。
作为优选，所述的再生溶液中包含：质量分数为2～8％的NaCl、质量分数为2～8％的NaOH和浓度为150～250ppm的鼠李糖脂。鼠李糖脂的浓度过高或高低都不利于树脂的再生。
作为优选，对吸附介质进行再生时，将1～5BV的再生溶液以5～20BV/h的流速流经离子交换树脂或/和大孔吸附树脂。
本发明还提供了一种印染废水的脱色处理方法，采用吸附介质进行吸附脱色，每处理1～100BV废水对吸附介质进行再生，吸附介质进行吸附-再生-吸附循环；采用上述的再生方法对吸附介质进行再生；
所述的吸附介质为大孔苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂、大孔丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂、凝胶丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂、大孔弱极性吸附树脂和大孔非极性吸附树脂中的至少一种。
本发明的脱色处理方法采用树脂对印染废水进行脱色，树脂进行吸附-再生-吸附循环使用。短周期快速再生可以大大延长树脂脱色的使用寿命，降低运行成本，提高废水的回用比例。
再生周期较长时，树脂的吸附能力明显降低，通过再生其吸附能力恢复不佳；再生周期较短时，废水脱色处理的效率较低。作为优选，每处理50～100BV废水对吸附介质进行再生。树脂在该再生周期内使用时，其脱色的使用寿命大大延长，并且通过再生，其吸附能力能得到较好的恢复。
通过研究表明，大孔丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂对色度较高的水样具有较好的脱色性能，大孔弱极性吸附树脂对色度较小的水样具有较好的脱色性能，印染废水中的成分比较复杂，使用单一的树脂对其进行吸附脱色难以取得理想的效果。
印染废水处理过程中的色度变化很大，可以利用不同树脂的吸附特性，采用混合树脂对废水进行色度的去除。作为优选，所述的吸附介质为大孔丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂和大孔弱极性吸附树脂，大孔丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂和大孔弱极性吸附树脂的体积比为1∶0.25～4。
大孔丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂和大孔弱极性吸附树脂在体积比为1∶0.25～4内混合使用，可以大大提高对废水的脱色效果。
进一步优选的，大孔丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂和大孔弱极性吸附树脂的体积比为1∶0.5～2。
本发明的脱色处理方法适用于色度为100～1500的印染废水。
本发明的脱色处理方法可以与传统的废水处理方法，如生化法、絮凝法和高级氧化法相结合，去除废水中剩余的色度。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明吸附介质的再生方法采用特殊的再生溶液对树脂进行短周期快速再生，大大延长了树脂脱色的使用寿命，提高废水脱色的效率和降低运行成本，树脂处理1500BV废水后，其吸附性能基本没有变化，脱色效率能长期达到80％以上；
(2)本发明的脱色处理方法与活性炭吸附脱色法相比，本方法具有高效，吸附剂可再生，不产生固废的优点；
(3)本发明的脱色处理方法与超滤和反渗透脱色法相比，本发明可以降低脱色成本，提高回用比例，可以作为膜法脱色的替代或补充。
具体实施方式
采用国家标准GB5750中所规定的铂-钴色度标准溶液进行标定废水的色度。
实验例1～6
在烧杯中加入10mL树脂样品，再加入50mL高级氧化处理后的水样，混合均匀，待吸附达到平衡后测量上清液的色度，结果如表1所示。
其中，树脂1为大孔苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂，树脂2为大孔丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂，树脂3为凝胶丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂，树脂4为大孔弱极性吸附树脂，树脂5为大孔非极性吸附树脂。
表1树脂脱色效果对比
由表1可知，当水样色度较高(640以上)时，树脂2的整体吸附性能最好；水样色度较低(320以下)时，树脂4的脱色效果更明显。
对比例1
印染废水处理过程中的色度变化很大，根据实验例1～6的结果，可以利用不同树脂的吸附特性，采用混合树脂对废水进行色度去除。
在层析柱中加入100mL树脂2和树脂4的混合物，混合比例为1∶1。加入高级氧化处理后的水样，流速控制在10～20BV/h。
当出水色度去除率低于40％后开始再生，再生使用2BV的NaOH(质量分数为2％)和NaCl(质量分数为4％)混合液，流速控制在5～20BV/h。
再生完毕后再加入新的水样进行下一次的脱色吸附实验。
表2树脂色度吸附层析实验结果(长再生周期)
新树脂虽然可以处理大量的水样，但随着使用时间和处理总量的增加，再生周期越来越短，脱色率和处理效果也迅速衰减。
实施例1
在层析柱中加入100mL树脂2和树脂4的混合物，混合比例为1∶1。加入高级氧化处理后的水样，流速控制在10～20BV/h。每处理50～100BV的水样后对树脂进行再生。
再生使用2BV的NaOH(质量分数为2％)和NaCl(质量分数为4％)混合液，流速控制在5～20BV/h。再生完毕后再加入新的水样进行下一次的脱色吸附实验。
表3树脂色度吸附层析实验结果(短再生周期)
表3的结果表明，短周期快速再生可以大大延长树脂脱色的使用寿命。与对比例1相比，树脂吸附能力的衰减有了大大降低。但是在后期树脂的吸附能力衰减很快。
实施例2
在层析柱中加入100mL树脂2和树脂4的混合物，混合比例为1∶1。加入高级氧化处理后的水样，流速控制在10～20BV/h。每处理50～100BV的水样后开始再生。
再生使用2BV的NaOH(质量分数为2％)和NaCl(质量分数为4％)混合液，混合溶液中还含有浓度为200ppm的鼠李糖脂。
再生完毕后再加入新的水样进行下一次的脱色吸附实验。
表4树脂色度吸附层析实验结果(短再生周期+清洗再生助剂)
表4的结果表明，短周期快速再生可以大大延长树脂脱色的使用寿命，再生溶液中添加有鼠李糖脂再生助剂时，树脂再生后，其吸附能力的衰减减缓，直到1778柱体积的处理总量时，树脂的吸附性能基本没有变化。
实施例3
与实施例2相比，不同之处在于，层析柱中树脂2和树脂4的混合比例为4∶1。
树脂处理2500BV废水后，其吸附性能基本没有变化，脱色效率能长期达到80％以上。
实施例4
与实施例2相比，不同之处在于，层析柱中树脂2和树脂4的混合比例为1∶4。
树脂处理2800BV废水后，其吸附性能基本没有变化，脱色效率能长期达到75％以上。

Claims (6)

1.一种吸附介质的再生方法，其特征在于，将再生溶液流经吸附介质，所述的吸附介质为离子交换树脂或/和大孔吸附树脂，所述的再生溶液中包含：质量分数为2~8%的NaCl、质量分数为2~8%的NaOH和浓度为100~300ppm的鼠李糖脂。
2.根据权利要求1所述的再生方法，其特征在于，将1~5BV的再生溶液以5~20BV/h的流速流经离子交换树脂或/和大孔吸附树脂。
3.一种印染废水的脱色处理方法，其特征在于，采用吸附介质进行吸附脱色，每处理1~100BV废水对吸附介质进行再生，吸附介质进行吸附-再生-吸附循环；采用根据权利要求1~2任一项所述的再生方法对吸附介质进行再生；
所述的吸附介质为大孔苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂、大孔丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂、凝胶丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂、大孔弱极性吸附树脂和大孔非极性吸附树脂中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述的吸附介质为大孔丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂和大孔弱极性吸附树脂，大孔丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂和大孔弱极性吸附树脂的体积比为1:0.25~4。
5.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，将印染废水以10~20BV/h的流速流经吸附介质。
6.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述的印染废水的色度为100~1500。
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