CN108217814A - 一种利用晶胶吸附处理污水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用晶胶吸附进行污水处理的方法。所述的方法是以离子交换晶胶为吸附介质，于一定流速下使污水通过晶胶填充床，通过晶胶的吸附作用除去污水中的污染物，达到净化污水的目的。本发明所述的污水处理方法包括污水吸附、水冲洗和碱水洗脱三个步骤，最大处理量可达晶胶填充床柱体积的30倍，适于水溶性活性染料污水的处理。可以将含有水溶性荷电有机污染物污水的COD从4300 ppm降低到430 ppm以下，降幅达90%以上。本发明提供的污水处理方法操作简单，处理过程迅速，处理效果显著，吸附晶胶可重复利用，成本低，容易放大，在污水处理领域具有广阔的应用前景。

Description

一种利用晶胶吸附处理污水的方法
技术领域
本发明属于化工与环境工程技术领域，具体涉及一种利用晶胶介质填充床进行污水处理的方法。
背景技术
工业污水中有机污染物的处理是化工、制药、材料等许多工业领域的难题。尤其是含有水溶性荷电有机污染物污水（如水溶性活性染料工业污水），其产量大，环境污染严重，处理难度大，成本高。
常规污水处理的方法主要包括微生物法（如微生物好氧处理、厌氧处理等）、物理法（如絮凝、萃取、吸附、膜过滤等）、化学法（如氧化法、光催化等）等。微生物法通常利用微生物的代谢作用来分解、转化污水中的有机污染物，具有成本低、安全好、残留少、无二次污染等优点，在工业污水处理中广泛应用。但是，微生物法处理过程适于低浓度污水，处理周期很长，而且不同的污水，菌群的适应性各异，对高浓度有机污水，尤其是活性染料工业废水，还因微生物的生长和代谢会受到污染物的抑制而难以应用。化学法通过氧化或催化，可以将部分污染物转化为无害的化合物。但化学法针对组分比较单一的污水，常常需要使用大量的反应药剂或催化剂，存在二次污染，成本较高，对于活性染料工业废水，化学法处理难度大。物理法在工业污水中的应用广泛，其成本低，二次污染小。吸附处理是污水净化和处理的重要方法。常用的吸附介质如活性炭、活性炭纤维、其它聚合物吸附介质等。但是，这些传统的吸附介质孔径小，污染物吸附传质过程缓慢，处理过程耗时，选择性不高，再生后性能下降迅速，难以在水溶性活性染料污水处理中进行大量应用。
晶胶是近几年发展起来的一种新型吸附介质，其内部具有孔隙从数微米到几百微米的超大孔隙，允许处理含有一定固相的复杂料液，其吸附分离迅速，分离过程简便，传质和分离效率高，因此，在化工、生物、制药、新材料和环境工程领域有重要的应用前景。但是，利用晶胶吸附进行污水处理则鲜有研究，尤其是进行含有水溶性荷电的有机污染物污水（如水溶性活性染料污水）处理方面没有研究报道。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明目的在于提出一种利用晶胶吸附进行污水处理的方法。
本发明采用的技术方案是：
一种利用晶胶吸附处理污水的方法，其特征在于以具有超大孔隙的离子交换晶胶为吸附介质，利用晶胶填充床吸附去除污水中的水溶性荷电的有机污染物。
进一步，所述的一种利用晶胶吸附处理污水的方法，其特征在于所述的晶胶吸附过程包括以下步骤：
1）污水吸附：将污水以一定流速流经离子交换晶胶填充床，使污水中的荷电有机污染物被晶胶吸附，从晶胶床柱流出的液体为处理后的污水；
2）水冲洗：以水为冲洗液对晶胶填充床进行冲洗，除去晶胶填充床内残留的污水和孔隙内未吸附的有机污染物；
3）碱水洗脱：用碱溶液进行洗脱，将晶胶填充床内通过离子交换吸附的污染物洗脱下来，恢复晶胶柱的吸附性能。
进一步，所述的一种利用晶胶吸附处理污水的方法，其特征在于所述的污水为工业水溶性活性染料污水。
进一步，所述的一种利用晶胶吸附处理污水的方法，其特征在于所述的水溶性荷电的有机污染物为水溶性活性染料电离后形成的阴离子。
进一步，所述的一种利用晶胶吸附处理污水的方法，其特征在于其步骤中污水的上样流速为0.1～1 cm/min。
进一步，所述的一种利用晶胶吸附处理污水的方法，其特征在于其步骤中晶胶填充床的高径比为6~11。
更进一步，所述的一种利用晶胶吸附处理污水的方法，其特征在于其步骤中所有的碱水溶液为NaOH水溶液，浓度为0.5 M。
所述的一种利用晶胶吸附处理污水的方法，其特征在于阴离子交换晶胶为阴离子交换晶胶床柱，高径比为11，孔径10～200μm，孔隙率为97～98%。
通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明提供的利用晶胶吸附处理污水的方法，以晶胶介质为吸附材料，进行有机污染物的吸附处理，无需使用有害的化学药剂，无二次污染；
（2）本发明提供的利用晶胶吸附处理污水的方法，其处理步骤简单，采用的晶胶介质孔隙大，污染物在晶胶孔内的传质速率高，吸附过程迅速，处理过程快；
（3）本发明提供的利用晶胶吸附处理污水的方法，其最大处理量可达晶胶填充床柱体积的30倍，适于含有水溶性荷电的有机污染物污水的处理。可以将污水的COD从4300 ppm降低到430 ppm以下；
（4）本发明提供的利用晶胶吸附处理污水的方法，其处理成本低，容易放大，晶胶可以方便地再生而重复利用。因此，在化工和环境工程领域具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1
使用高径比为6，孔径10～200 μm，孔隙率为97%的晶胶填充床进行污水处理。将COD为4300 ppm的含有水溶性荷电的有机污染物污水，以1 cm/min流速流经离子交换晶胶填充床，处理污水的体积为5倍柱体积。从晶胶床柱流出的液体为处理后的污水。经晶胶柱处理后，测定污水的COD值下降到203 ppm，降幅达95%。
实施例2
将实施例1中处理过污水的晶胶填充床，用水冲洗，再用0.5M NaOH碱溶液进行洗脱再生，恢复晶胶柱吸附性能后，进行第二次的污水处理。
将COD为4300 ppm的含有水溶性荷电的有机污染物污水，以1 cm/min流速流经离子交换晶胶填充床，处理污水的体积为5倍柱体积。经晶胶柱处理后，测定污水的COD值下降到300 ppm，降幅达93%。
实施例3
将实施例2中处理过污水的晶胶填充床，用水冲洗，再用0.5M NaOH碱溶液进行洗脱再生，恢复晶胶柱吸附性能后，进行第三次的污水处理。
将COD为4300 ppm的含有水溶性荷电的有机污染物污水，以1 cm/min流速流经离子交换晶胶填充床，处理污水的体积为5倍柱体积。经晶胶柱处理后，测定污水的COD值下降到424 ppm，降幅达90%。
实施例4
将实施例3中处理过污水的晶胶填充床，用水冲洗，再用0.5M NaOH碱溶液进行洗脱再生，恢复晶胶柱吸附性能后，进行第四次的污水处理。
将COD为4300 ppm的含有水溶性荷电的有机污染物污水，以1 cm/min流速流经离子交换晶胶填充床，处理污水的体积为15倍柱体积。经晶胶柱处理后，测定污水的COD值下降到113 ppm，降幅达97%。
实施例5
使用高径比为11，孔径10～200 μm，孔隙率为98%的晶胶填充床进行污水处理。将COD为4300 ppm的含有水溶性荷电的有机污染物污水，以0.1 cm/min流速流经离子交换晶胶填充床，处理污水的体积为30倍柱体积。从晶胶床柱流出的液体为处理后的污水。经晶胶柱处理后，测定污水的COD值下降到331 ppm，降幅达92%。

Claims (8)

1.一种利用晶胶吸附处理污水的方法，其特征在于以具有超大孔隙的离子交换晶胶为吸附介质，利用晶胶填充床吸附去除污水中的水溶性荷电的有机污染物。
2.根据权利要求1所述的一种利用晶胶吸附处理污水的方法，其特征在于具体包括以下步骤：
1）污水吸附：将污水以一定流速流经离子交换晶胶填充床，使污水中的荷电有机污染物被晶胶吸附，从晶胶床柱流出的液体为处理后的污水；
2）水冲洗：以水为冲洗液对步骤1）吸附后的晶胶填充床进行冲洗，除去晶胶填充床内残留的污水和孔隙内未吸附的有机污染物；
3）碱水洗脱：用碱溶液对步骤2）冲洗后的晶胶填充床进行洗脱，将晶胶填充床内通过离子交换吸附的污染物洗脱下来，恢复晶胶柱的吸附性能。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用晶胶吸附处理污水的方法，其特征在于所述的污水为工业水溶性活性染料污水。
4.根据权利要求1或2所述的一种利用晶胶吸附处理污水的方法，其特征在于所述的水溶性荷电有机污染物为水溶性活性染料电离后形成的阴离子。
5.根据权利要求1或2所述的一种利用晶胶吸附处理污水的方法，其特征在于步骤1）中污水的上样流速为0.1～1 cm/min。
6.根据权利要求1或2所述的一种利用晶胶吸附处理污水的方法，其特征在于晶胶填充床的高径比为6~11。
7.根据权利要求1或2所述的一种利用晶胶吸附处理污水的方法，其特征在于步骤3）中碱水溶液为NaOH水溶液，浓度为0.5 M。
8.根据权利要求1或2所述的一种利用晶胶吸附处理污水的方法，其特征在于阴离子交换晶胶为阴离子交换晶胶床柱，高径比为11，孔径10～200μm，孔隙率为97～98%。
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