CN106673106A - 脱除废水中苯扎氯铵的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了脱除废水中苯扎氯铵的方法，将阴离子吸附材料直接撒播在废水的水体中或利用透水性良好的袋子对阴离子吸附材料进行封装并置入废水的水体中，实现对废水中苯扎氯铵的脱除。其中，阴离子吸附材料包括如下重量配比的原料：阴离子化纤维素短纤维25～35份、海藻酸钠15～25份、明胶10～15份、丁基橡胶粘合剂5～10份、活性碳8～16份、自来水100～300份。本发明采用阴离子吸附材料通过静电吸附作用对废水中的苯扎氯铵进行有针对性的脱除，不但可以去除废水中苯扎氯铵以减少环境污染，也可以实现苯扎氯铵的回收再利用。

Description

脱除废水中苯扎氯铵的方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，尤其是涉及脱除废水中苯扎氯铵的方法。
背景技术
工业化的发展给人们的生活带来便利的同时，也产生了大量的污染。废水的处理问题一直是最为严峻的问题。传统的废水处理技术包括沉淀法、离子交换法、电化学法和活性碳吸附法等，其中吸附法被认为最具有环保意义的污水处理方法。
苯扎氯铵是一种季铵盐类阳离子表面活性剂，系广谱杀菌剂，对革兰氏阴性、阳性菌，某些真菌、滴虫和原虫有效，且具有化学性质稳定、耐热、耐光、挥发性低、易溶于水等特点。苯扎氯铵能有效地控制水中菌藻繁殖和粘泥生长，并具有良好的粘泥剥离作用和一定的分散、渗透作用，同时具有一定的去油、除臭能力和缓蚀作用。
目前对苯扎氯铵的研究均停留在观察其对人体、动物以及微生物的影响上，如何有效处理含苯扎氯铵废水目前还鲜有报道。
发明内容
针对当前对含苯扎氯铵废水处理技术研究不足的问题，本发明提供了脱除废水中苯扎氯铵的方法。
本发明是通过以下技术实现的：
脱除废水中苯扎氯铵的方法，将阴离子吸附材料直接撒播在废水的水体中或利用袋子对阴离子吸附材料进行封装并置入废水的水体中，通过静电引力作用实现对废水中苯扎氯铵的脱除。
苯扎氯铵在水溶液中具有阳离子结构特征，根据静电吸附实现废水中苯扎氯铵的脱除是本发明的基本原理。本发明所使用的阴离子吸附材料对废水中苯扎氯铵脱除的针对性较强，且可利用酸性溶液（pH小于3）对吸附在阴离子吸附材料的苯扎氯铵进行解吸，实现苯扎氯铵的重新利用。测试结果表明，80%～95%的吸附在阴离子吸附材料的苯扎氯铵可通过酸性溶液进行成功洗脱。
优选地，所述阴离子吸附材料包括如下重量配比的原料：阴离子化纤维素短纤维25～35份、海藻酸钠15～25份、明胶10～15份、丁基橡胶粘合剂5～10份、活性碳8～16份、水100～300份。
优选地，所述阴离子吸附材料的制备步骤如下：称取海藻酸钠、明胶和水，搅拌混合，依次加入阴离子化纤维素短纤维、活性碳以及丁基橡胶粘合剂，混合并装入模具，于10～90℃下烘6～8小时，即得阴离子吸附材料。
在本发明中，发明人利用阴离子化纤维素短纤维、海藻酸钠、明胶、活性碳等相混合，通过丁基橡胶粘合剂的粘合作用，制备得一种具有阴离子结构特征的阴离子吸附材料。此外，在烘燥的过程，水分快速蒸发，形成的阴离子吸附材料具有典型的孔隙结构，其孔隙率达53%以上。混合材料的高孔隙以及原料中活性碳的孔隙结构为实现对苯扎氯铵较大比表面积的接触提供了条件。
在本发明中，阴离子化纤维素短纤维是阴离子吸附材料最为重要的成份之一。通过4-(4,6-二氯-1,3,5-三嗪氨基)-苯磺酸钠对棉纤维或粘胶短纤维的接枝改性，制得阴离子化纤维素短纤维。苯磺酸钠是强电离基团，使得阴离子化纤维素短纤维在酸碱条件下都显现出良好的电负性。经发明人实验测试结果显示，1g阴离子化纤维素短纤维可吸附41～85mg苯扎氯铵，显示了较好的吸附效果。藻酸钠、明胶、活性碳的加入也进一步提高了阴离子吸附材料对苯扎氯铵的吸附。测试结果显示，1g阴离子吸附材料可吸附63～96mg苯扎氯铵。
优选地，所述模具为直径为30～60mm的球形模具。
传统上，吸附剂的产品形式为粉状，本发明所制得阴离子吸附材料除可研成粉状外，也可以制得块状。制得块状的目的是便于重新收集以实现苯扎氯铵的回收和阴离子吸附材料的再利用，从而减少使用成本。
优选地，所述阴离子化纤维素短纤维的制备步骤如下：
1）以阴离子改性剂为溶质，以水为溶剂配制得1～10g/L的阴离子改性溶液；
2）称取纤维素短纤维并以固液重量比1：20～30浸入步骤1）所得的阴离子改性溶液中，加入占纤维素短纤维总重量50%～100%的中性盐，得到改性体系；
3）往步骤2）所得改性体系中加入200～400g/L的碳酸钠溶液调节改性体系pH值至11.0～12.0；
4）取出纤维素短纤维并以水冲洗5～15分钟，冲洗完毕，即得阴离子化纤维素短纤维。
优选地，所述阴离子改性剂为4-(4,6-二氯-1,3,5-三嗪氨基)-苯磺酸钠。
优选地，所述中性盐为氯化钠和硫酸钠中的一种。
优选地，所述纤维素短纤维为棉纤维和粘胶短纤维中的一种。
本发明公开的脱除废水中苯扎氯铵的方法，其有益效果为：1）采用阴离子吸附材料通过静电吸附作用对废水中的苯扎氯铵进行有针对性的脱除，不但可以去除废水中苯扎氯铵以减少环境污染，也可以实现苯扎氯铵的再利用；2）处理工艺简单、操作方便，所使用的阴离子吸附材料可以再生、循环使用，大大降低了使用成本。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，对本发明申请所述的脱除废水中苯扎氯铵的方法。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
称取4-(4,6-二氯-1,3,5-三嗪氨基)-苯磺酸钠（市售），加入15℃的水，配制得1g/L的阴离子改性溶液。
称取1Kg棉纤维浸入20Kg的1g/L的阴离子改性溶液中，维持15℃并进行持续搅拌条件下，加入0.5Kg的氯化钠，得到改性体系。30分钟后，在改性体系中滴加200g/L的碳酸钠溶液，将其pH值调节至11.0并保持20分钟后，取出棉纤维并以水冲洗5分钟，冲洗完毕，即得阴离子化棉纤维。
称取150g海藻酸钠、100g明胶和1000g30℃的水混合搅拌，得到混合溶液，依次加入250g阴离子化棉纤维、80g活性碳、50g丁基橡胶粘合剂，搅拌混合均匀后装入直径为50mm的球形模具中，于120℃条件下烘8个小时，即得阴离子吸附材料。
将所制得的500g阴离子吸附材料直接撒播于1000L废水（苯扎氯铵浓度为20.5mg/L）中，30分钟后，经检测，废水中的苯扎氯铵的浓度8.6mg/L，废水中苯扎氯铵的脱除率为58.0%。
实施例2
称取4-(4,6-二氯-1,3,5-三嗪氨基)-苯磺酸钠（市售），加入20℃的水，配制得5g/L的阴离子改性溶液。
称取1Kg粘胶短纤维浸入25Kg的5g/L的阴离子改性溶液中，维持20℃并进行持续搅拌条件下，加入1Kg的硫酸钠，得到改性体系。45分钟后，在改性体系中滴加300g/L的碳酸钠溶液，将其pH值调节至11.5并保持25分钟后，取出粘胶短纤维并以水冲洗10分钟，冲洗完毕，即得阴离子化粘胶短纤维。
称取200g海藻酸钠、120g明胶和2000g35℃的水混合搅拌，得到混合溶液，依次加入300g阴离子化粘胶短纤维、120g活性碳、80g丁基橡胶粘合剂，搅拌混合均匀后装入直径为40mm的球形模具中，于130℃条件下烘7个小时，即得阴离子吸附材料。
将所制得的500g阴离子吸附材料直接撒播于1000L废水（苯扎氯铵浓度为30.8mg/L）中，30分钟后，经检测，废水中的苯扎氯铵的浓度7.3mg/L，废水中苯扎氯铵的脱除率为76.3%。
实施例3
称取4-(4,6-二氯-1,3,5-三嗪氨基)-苯磺酸钠（市售），加入25℃的水，配制得10g/L的阴离子改性溶液。
称取1Kg粘胶短纤维浸入30Kg的10g/L的阴离子改性溶液中，维持25℃并进行持续搅拌条件下，加入1Kg的氯化钠，得到改性体系。60分钟后，在改性体系中滴加400g/L的碳酸钠溶液，将其pH值调节至12并保持30分钟后，取出粘胶短纤维并以水冲洗15分钟，冲洗完毕，即得阴离子化粘胶短纤维。
称取250g海藻酸钠、150g明胶和3000g40℃的水混合搅拌，得到混合溶液，依次加入350g阴离子化粘胶短纤维、160g活性碳、100g丁基橡胶粘合剂，搅拌混合均匀后装入直径为60mm的球形模具中，于140℃条件下烘6个小时，即得阴离子吸附材料。
将所制得的500g阴离子吸附材料直接撒播于1000L废水（苯扎氯铵浓度为25.6mg/L）中，30分钟后，经检测，废水中的苯扎氯铵的浓度3.1mg/L，废水中苯扎氯铵的脱除率为87.9%。

Claims (8)

1.脱除废水中苯扎氯铵的方法，其特征在于，将阴离子吸附材料直接撒播在废水的水体中或利用对阴离子吸附材料进行封装并置入废水的水体中，通过静电引力作用实现对废水中苯扎氯铵的脱除。
2.根据权利要求1所述的脱除废水中苯扎氯铵的方法，其特征在于，所述阴离子吸附材料包括如下重量配比的原料：阴离子化纤维素短纤维25～35份、海藻酸钠15～25份、明胶10～15份、丁基橡胶粘合剂5～10份、活性碳8～16份、水100～300份。
3.根据权利要求2所述的脱除废水中苯扎氯铵的方法，其特征在于，所述阴离子吸附材料的制备步骤如下：称取海藻酸钠、明胶和水，搅拌混合，依次加入阴离子化纤维素短纤维、活性碳以及丁基橡胶粘合剂，混合并装入模具，于120～140℃下烘6～8小时，即得阴离子吸附材料。
4.根据权利要求3所述的脱除废水中苯扎氯铵的方法，其特征在于，所述模具为直径为30～60mm的球形模具。
5.根据权利要求2所述的脱除废水中苯扎氯铵的方法，其特征在于，所述阴离子化纤维素短纤维的制备步骤如下：
1）以阴离子改性剂为溶质，以水为溶剂配制得1～10g/L的阴离子改性溶液；
2）称取纤维素短纤维并以固液重量比1：20～30浸入步骤1）所得的阴离子改性溶液中，加入占纤维素短纤维总重量50%～100%的中性盐，得到改性体系；
3）往步骤2）所得改性体系中加入200～400g/L的碳酸钠溶液调节改性体系pH值至11.0～12.0；
4）取出纤维素短纤维并以水冲洗5～15分钟，冲洗完毕，即得阴离子化纤维素短纤维。
6.根据权利要求5所述的脱除废水中苯扎氯铵的方法，其特征在于，所述阴离子改性剂为4-(4,6-二氯-1,3,5-三嗪氨基)-苯磺酸钠。
7.根据权利要求5所述的脱除废水中苯扎氯铵的方法，其特征在于，所述中性盐为氯化钠和硫酸钠中的一种。
8.根据权利要求5所述的脱除废水中苯扎氯铵的方法，其特征在于，所述纤维素短纤维为棉纤维和粘胶短纤维中的一种。
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