CN113000020B - 一种用于油墨污水净化的吸附剂、制备方法、应用及再生方法 - Google Patents

一种用于油墨污水净化的吸附剂、制备方法、应用及再生方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113000020B
CN113000020B CN202110394479.1A CN202110394479A CN113000020B CN 113000020 B CN113000020 B CN 113000020B CN 202110394479 A CN202110394479 A CN 202110394479A CN 113000020 B CN113000020 B CN 113000020B
Authority
CN
China
Prior art keywords
adsorbent
molecular sieve
precursor
ink
sewage
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.)
Active
Application number
CN202110394479.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113000020A (zh
Inventor
龚云
顾萍
孙祺霞
俞忠华
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.)
Shanghai Publishing and Printing College
Original Assignee
Shanghai Publishing and Printing College
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 Shanghai Publishing and Printing College filed Critical Shanghai Publishing and Printing College
Priority to CN202110394479.1A priority Critical patent/CN113000020B/zh
Publication of CN113000020A publication Critical patent/CN113000020A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113000020B publication Critical patent/CN113000020B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16Alumino-silicates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16Alumino-silicates
    • B01J20/165Natural alumino-silicates, e.g. zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16Alumino-silicates
    • B01J20/18Synthetic zeolitic molecular sieves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28057Surface area, e.g. B.E.T specific surface area
    • B01J20/28061Surface area, e.g. B.E.T specific surface area being in the range 100-500 m2/g
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28078Pore diameter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28078Pore diameter
    • B01J20/2808Pore diameter being less than 2 nm, i.e. micropores or nanopores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28078Pore diameter
    • B01J20/28083Pore diameter being in the range 2-50 nm, i.e. mesopores
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/281Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/08Chemical Oxygen Demand [COD]; Biological Oxygen Demand [BOD]

Abstract

本发明属于吸附剂技术领域,提供了一种用于油墨污水净化的吸附剂、制备方法、应用及再生方法,先将分子筛、粘结剂和水混合制成均相的吸附剂前驱体A,再采用成型的方法将吸附剂前驱体A成型为吸附剂前驱体B;将吸附剂前驱体B干燥和焙烧得到的用于油墨污水净化的吸附剂。其中,分子筛、粘结剂前驱体和水的质量比为1:(0.055‑6.4):(0.33‑5.2),分子筛为天然沸石或者合成沸石,干燥温度为60度‑150度,干燥时间为2小时‑48小时,焙烧温度为480度‑680度,焙烧时间为1.5小时‑24小时。得到的吸附剂在油墨污水净化中能够很好地吸附油墨,并且其再生过程非常简单,可以通过干燥后直接高温焙烧,因此该吸附剂在油墨污水的深度处理中有较好的应用前景。

Description

一种用于油墨污水净化的吸附剂、制备方法、应用及再生方法
技术领域
本发明属于吸附剂技术领域,具体涉及一种用于油墨污水净化的吸附剂、制备方法、应用及再生方法。
背景技术
油墨污水是指在印刷材料在制造和使用过程中产生的污水。油墨污水具有COD高、色度高、成分复杂、有机物含量高的特点,因此生物降解性很低,大多具有潜在毒性,是极难处理的工业废水之一,一旦直接排放进入水体,会破坏水生生态环境,造成水体的严重污染。目前我国对油墨废水的处理方法主要有物理、化学和生物处理或者几种处理技术组合以强化处理效果,主要方法有混凝沉淀法、氧化还原法、生物处理法和电化学混凝法等。这些方法存在诸多不足之处,一方面是对难以生物降解大分子有机物的处理效果差;另一方面,其工艺复杂、成本较高。以上常规的水处理方法已不能满足处理要求,寻求一种经济、高效的油墨废水处理方法具有重要实际应用价值。
吸附过滤法具有操作简单、成本低廉、原料来源广泛等特点,目前在工业污水处理中的应用已经十分普遍。常用的吸附剂包括活性炭、石英砂、蒙脱石复合材料、凹凸棒等材料。中国发明专利CN111170433A报道了一种用于水性油墨废水的混凝剂以及水性油墨废水处理方法,采用稀硫酸聚合氯化铝、活性炭和蛭石粉混凝剂对废水进行絮凝沉淀,其优点是所需设备可以自由组合、移动,特别适合于污水量较少或间歇式产生污水的企业。中国发明专利CN 109331668A公开了改性蒙脱石掺杂复合树脂滤膜在油墨废水处理中的应用,将蒙脱石进行巯基改性后,再与树脂混合液继续混炼得到铸膜液,经过熟化脱泡、刮膜、固化成膜等工艺后即得改性蒙脱石掺杂复合树脂滤膜,所制备的改性蒙脱石滤膜具有很好的机械性能,并且对油墨废水中的重金属离子具有很好的去除效果。中国发明专利CN106925209A提供了一种处理废水中COD的凹凸棒吸附剂及制备方法,处理废水中COD的凹凸棒吸附剂,包括改性凹凸棒土、氧化铝、交联剂等组分。具工艺简单、成本低、COD处理效果显著的特点。上述用于油墨废水处理的方法中使用的吸附剂都是一次性的,在吸附饱和之后难以通过再生恢复活性,如果再次使用则面临处理流程长、步骤繁琐、费用高昂等问题。
发明内容
本发明的所要解决的主要技术问题是提供一种用于油墨污水净化的吸附剂,该吸附剂具有制备简单、吸附效率高、可以重复循环利用等特点,解决了现有油墨污水净化吸附剂存在的难以制备、难以重复利用等问题。
本发明所要解决的主要技术问题之二是一种用于油墨污水净化的吸附剂的制备方法,该制备方法制备工艺简单,解决了现有油墨污水净化吸附剂存在的制备流程长、过程繁琐等问题。
本发明所要解决的主要技术问题之三是提供一种解决技术问题之一的吸附剂的用途。
本发明所要解决的主要技术问题之四是提供一种解决技术问题之一的吸附剂再生方法。
本发明提供了一种用于油墨污水净化的吸附剂,具有这样的特征,包括:100份分子筛以及5.5-325份粘结剂,其中,分子筛为天然沸石或者合成沸石,粘结剂包括铝溶胶、硅溶胶、勃姆石、粘土、白炭黑、硅藻土或水玻璃中的任意一种。
在本发明提供的用于油墨污水净化的吸附剂中,还可以具有这样的特征:其中,分子筛为含有八元环孔道、十元环孔道或十二元环孔道的分子筛中的任意一种或几种。
在本发明提供的用于油墨污水净化的吸附剂中,还可以具有这样的特征:其中,分子筛为X型分子筛、Y型分子筛、丝光沸石分子筛、斜发沸石分子筛、菱沸石、Beta分子筛、SAPO或者ZSM-5分子筛中的任意一种。
在本发明提供的用于油墨污水净化的吸附剂中,还可以具有这样的特征:其中,吸附剂的总比表面积为15-450平方米/克,孔径在100纳米以下的孔所占的总体积为0.02-0.56立方厘米/克。
在本发明提供的用于油墨污水净化的吸附剂中,还可以具有这样的特征:其中,吸附剂为固体,平均强度为15N-210N。
本发明还提供了一种用于油墨污水净化的吸附剂的制备方法,具有这样的特征,包括以下步骤:步骤S1,先将分子筛、粘结剂和水混合制成均相的吸附剂前驱体A,再采用成型的方法将吸附剂前驱体A成型为吸附剂前驱体B;步骤S2,将吸附剂前驱体B干燥和焙烧得到的用于油墨污水净化的吸附剂,其中,步骤S1中,分子筛、粘结剂前驱体和水的质量比为分子筛:粘结剂前驱体:水=1:(0.055-6.4):(0.33-5.2),分子筛为天然沸石或者合成沸石,粘结剂前驱体为铝溶胶、硅溶胶、勃姆石、粘土、白炭黑、硅藻土或水玻璃中的任意一种,步骤S2中,干燥温度为60度-150度,干燥时间为2小时-48小时,焙烧温度为480度-680度,焙烧时间为1.5小时-24小时。
在本发明提供的用于油墨污水净化的吸附剂的制备方法中,还可以具有这样的特征:其中,步骤S1中,成型的方法为喷雾成型、滚球成型、压缩成型、打片成型、挤条成型、浇筑成型、挤出成型或负载成型方法中的任意一种。
本发明还提供了一种用于油墨污水净化的吸附剂在油墨污水净化中的应用,具有这样的特征,在温度为2度-90度,压力为0.01兆帕-0.5兆帕条件下,将用于油墨污水净化的吸附剂加入到油墨污水中,吸附1.5小时-24小时后得到净化水。
在本发明提供的用于油墨污水净化的吸附剂在油墨污水净化中的应用中,还可以具有这样的特征:其中,用于油墨污水净化的吸附剂与油墨污水的比值为10g/L,油墨污水的色度为55772,COD值为13.31g/L,净化水的色度为97,COD值为1.24g/L。
本发明还提供了一种用于油墨污水净化的吸附剂的再生方法,具有这样的特征,用于油墨污水净化的吸附剂使用后,在温度为480度-650度,时间为2小时-18小时的条件下焙烧再生。
发明的作用与效果
根据本发明提供的用于油墨污水净化的吸附剂、制备方法、应用及再生方法,选用分子筛、粘结剂前驱体和水作为原料,通过简单的混合、成型、焙烧即可得到用于油墨污水净化的吸附剂。选用天然沸石或者合成沸石作为分子筛,而沸石分子筛是一类具有微孔结构的含磷、铝或硅酸盐,具有比表面大、吸附容量高、结构稳定的优势,因此这种结构的优势使制备得到的吸附剂可以应用在很宽的温度和浓度范围下的污水处理过程中。
另外,本发明制备得到的吸附剂能够保证颗粒堆积之间有足够的空间,同时吸附剂在堆积过程中的空隙分布更加均匀,可以减少物料在体相中的传质阻力和吸附剂的死体积,与水有充分的接触面,从而使吸附剂都能在吸附过程中发挥作用,也就是在工业污水处理中更好地发挥吸附作用。
此外,本发明制备得到的吸附剂的再生过程非常简单,可以通过干燥后直接高温焙烧即可。因此,与活性炭和有机吸附剂相比,该吸附剂可以在再生后多次循环重复利用,这样就会大大降低其使用成本,因此在油墨污水的深度处理中有较好的应用前景。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,以下结合实施例对本发明一种用于油墨污水净化的吸附剂、制备方法、应用及再生方法作具体阐述。
本发明所用原料均通过一般市售途径购买。
以下实施例中的色度通过是用重铬酸钾和硫酸钴配成标准色列,用上海美谱达UV-6100s双光束型紫外可见分光光度计进行溶液吸光度测定比色。COD通过HACH-DRB200消解仪和HACH-DR 3900可见光分光光度计对水样的COD进行检测。N2吸附脱附分析在Micromeritics TriStar 3020型比表面仪上进行,所有样品测试前均在N2气氛中、150℃下脱气6h,样品的比表面积通过Brunauer-Emmet-Teller(BET)方法计算获得。
本发明提供的用于油墨污水净化的吸附剂的制备方法,具体包括以下步骤:
步骤S1,先将分子筛、粘结剂和水混合制成均相的吸附剂前驱体A,再采用成型的方法将吸附剂前驱体A成型为吸附剂前驱体B,其中分子筛、粘结剂和水的质量比为分子筛:粘结剂:水=1:(0.055-6.4):(0.33-5.2);
步骤S2,将吸附剂前驱体B干燥和焙烧得到的用于油墨污水净化的吸附剂。
其中,步骤S1中,分子筛为天然沸石或者合成沸石,粘结剂前驱体为铝溶胶、硅溶胶、勃姆石、粘土、白炭黑、硅藻土或水玻璃中的任意一种,分子筛、粘结剂前驱体和水的质量比为分子筛:粘结剂前驱体:水=1:(0.055-6.4):(0.33-5.2)。
其中,步骤S2中,干燥温度为60度-150度,干燥时间为2小时-48小时,焙烧温度为480度-680度,焙烧时间为1.5小时-24小时
分子筛为天然沸石或者合成沸石,这些分子筛为含有八元环孔道、十元环孔道或十二元环孔道的分子筛中的任意一种或几种。具体地,分子筛为X型分子筛、Y型分子筛、丝光沸石分子筛、斜发沸石分子筛、菱沸石、Beta分子筛、SAPO或者ZSM-5分子筛中的任意一种。
步骤S1中,成型的方法为喷雾成型、滚球成型、压缩成型、打片成型、挤条成型、浇筑成型、挤出成型或负载成型方法中的任意一种。
由以上方法制备得到的产物为用于油墨污水净化的吸附剂,该吸附剂包括100份分子筛以及5.5-325份粘结剂。在本发明中,粘结剂是指经过干燥煅烧后包含粘结剂前驱体和水起到粘结作用的助剂。
用于油墨污水净化的吸附剂为固体,平均强度为15N-210N,总比表面积为15-450平方米/克,孔径在100纳米以下的孔所占的总体积为0.02-0.56立方厘米/克。
用于油墨污水净化的吸附剂在油墨污水净化中的应用具体为:
在温度为2度-90度,压力为0.01兆帕-0.5兆帕条件下,将用于油墨污水净化的吸附剂加入到油墨污水中,吸附1.5小时-24小时后得到净化水。其中,用于油墨污水净化的吸附剂与油墨污水的比值为10g/L,油墨污水的色度为55772,COD值为13.31g/L,净化水的色度为97,COD值为1.24g/L。
用于油墨污水净化的吸附剂使用后可以再生,具体为:在温度为480度-650度,时间为2小时-18小时的条件下焙烧再生。
【实施例1】
将100克Y型分子筛与625克铝溶胶(含389克水)和120克水混合制成均匀浆料,采用喷雾成型的方法将均相浆料成型为微球成型物,将微球状成型物先干燥,其中干燥温度为66度,时间为40小时,随后再将干燥后的直径在3毫米-4毫米之间的微球状成型物控温焙烧。其焙烧温度为640度,时间为3小时得到的产物即为本发明中用于油墨污水净化的吸附剂。
以成型吸附剂为基准,利用氮气吸附的测量方法得到吸附剂的总比表面积在21平方米/克,孔径在100纳米以下的孔所占的总体积在0.029立方厘米/克。以重量分数计,分子筛含量为100份,粘结剂含量为235份;吸附剂颗粒的平均强度为144N。
将1000克油墨污水(色度60872,COD 15591mg/L)通入装有100克上述吸附剂的密封反应罐中,随后将吸附温度控制在90摄氏度,压力为0.01兆帕,吸附接触时间为1.8小时,停止加热后,测定污水中杂质含量色度降低到253,COD降低到211mg/L。将使用后的吸附剂过滤、分离,在490度下焙烧18小时再生,反复再生20次后,吸附剂活性维持在初始吸附活性的93%。
【实施例2】
将100克丝光沸石分子筛与10.5克水玻璃和45克水混合制成均匀胚体,采用挤条成型的方法将均相胚体成型为厚度为1.0毫米,外径为2.8毫米,长度为3毫米的拉西环成型物。再将拉西环状成型物先干燥,其中干燥温度为135度,时间为3小时,随后再将干燥后的微球状成型物控温焙烧,其中焙烧温度为525度,时间为16小时得到的产物即为本发明中用于油墨污水净化的吸附剂。
以成型吸附剂为基准,利用氮气吸附的测量方法得到吸附剂的总比表面积在434平方米/克,孔径在100纳米以下的孔所占的总体积在0.49立方厘米/克。以重量分数计,分子筛含量为100份,粘结剂含量为7.5份;吸附剂颗粒的平均强度为20N。
将1000克油墨污水(色度60898,COD 15443mg/L)通入装有100克上述吸附剂的密封反应罐中,随后将吸附温度控制在4摄氏度,压力为0.44兆帕,吸附接触时间为20小时,吸附结束后,测定污水中杂质含量色度降低到213,COD降低到159mg/L。将使用后的吸附剂过滤、分离,在650度下焙烧2小时再生,反复再生20次后,吸附剂活性维持在初始吸附活性的96%。
【实施例3】
将100克斜发沸石与68克硅溶胶(含水40克)和35克水混合制成均相坯体,采用压缩成型的方法将均相胚体成型为直径为2.5毫米,长度在3毫米-4毫米之间的圆柱状成型物。再将圆柱状成型物先进行干燥,干燥温度为90度,时间为9小时,随后再将干燥后的圆柱状成型物控温焙烧,其中焙烧温度为550度,时间为10小时,得到的产物即为本发明中用于油墨污水净化的吸附剂。
以成型吸附剂为基准,利用氮气吸附的测量方法得到吸附剂的总比表面积在174平方米/克,孔径在100纳米以下的孔所占的总体积在0.18立方厘米/克。以重量分数计,分子筛含量为100份,粘结剂含量为27份;吸附剂颗粒的平均强度为55N。
将1000克油墨污水(色度61198,COD 15249mg/L)通入装有100克上述吸附剂的密封反应罐中,随后将吸附温度控制在20摄氏度,压力为0.04兆帕,吸附接触时间为20小时,吸附结束后,测定污水中杂质含量色度降低到119,COD降低到107mg/L。将使用后的吸附剂过滤、分离,在600度下焙烧8小时再生,反复再生20次后,吸附剂活性维持在初始吸附活性的95%。
【实施例4】
将100克ZSM-5分子筛与46克粘土和35克水混合制成均相坯体,采用打片成型的方法将均相胚体成型为厚度为2毫米,直径为3毫米的片状成型物。再将片状成型物先再干燥,干燥温度为120度,时间为5小时,随后再将干燥后的片状成型物控温焙烧,其中焙烧温度为590度,时间为6小时,得到的产物即为本发明中用于油墨污水净化的吸附剂。
以成型吸附剂为基准,利用氮气吸附的测量方法得到吸附剂的总比表面积在279平方米/克,孔径在100纳米以下的孔所占的总体积在0.29立方厘米/克。以重量分数计,分子筛含量为100份,粘结剂含量为27份;吸附剂颗粒的平均强度为78N。
将1000克油墨污水(色度61089,COD为15419mg/L)通入装有100克上述吸附剂的密封反应罐中,随后将吸附温度控制在55摄氏度,压力为0.05兆帕,吸附接触时间为5小时,吸附结束后,测定污水中杂质含量色度降低到199,COD降低到227mg/L。将使用后的吸附剂过滤、分离,在550度下焙烧12小时再生,反复再生20次后,吸附剂活性维持在初始吸附活性的97%。
【对比例1】
将100克ZSM-5分子筛与4克粘土和15克水混合制成均相前驱体,采用打片成型的方法将均相前驱体成型为厚度为2毫米,直径为3毫米的片状成型物。再将片状成型物先再干燥,干燥温度为120度,时间为5小时,随后再将干燥后的片状成型物控温焙烧,其中焙烧温度为590度,时间为6小时,得到的产物即为本发明中用于油墨污水净化的吸附剂。
以成型吸附剂为基准,利用氮气吸附的测量方法得到吸附剂的总比表面积在479平方米/克,孔径在100纳米以下的孔所占的总体积在0.39立方厘米/克。以重量分数计,分子筛含量为100份,粘结剂含量为3.8份;吸附剂颗粒的平均强度为8N。
将1000克油墨污水(色度61009,COD 15392mg/L)通入装有100克上述吸附剂的密封反应罐中,随后将吸附温度控制在55摄氏度,压力为0.05兆帕,吸附接触时间为5小时,吸附结束后,测定污水中杂质含量色度降低到209,COD降低到235mg/L。将使用后的吸附剂过滤、分离,在550度下焙烧12小时再生,反复再生20次后,吸附剂活性仅为初始吸附活性的78%。
【对比例2】
将100克ZSM-5分子筛与46克粘土和35克水混合制成均相坯体,采用打片成型的方法将均相胚体成型为厚度为2毫米,直径为3毫米的片状成型物,将片状成型物先再干燥,干燥温度为30度,时间为2小时,随后再将干燥后的片状成型物控温焙烧,其中焙烧温度为280度,时间为5小时,得到的产物即为本发明中用于油墨污水净化的吸附剂。
以成型吸附剂为基准,利用氮气吸附的测量方法得到吸附剂的总比表面积在95平方米/克,孔径在100纳米以下的孔所占的总体积在0.09立方厘米/克。以重量分数计,分子筛含量为100份,粘结剂含量为27份;吸附剂颗粒的平均强度为54N。
将1000克油墨污水(色度61190,COD 15209mg/L)通入装有100克上述吸附剂的密封反应罐中,随后将吸附温度控制在55摄氏度,压力为0.05兆帕,吸附接触时间为5小时,吸附结束后,测定污水中杂质含量色度降低到398,COD降低到435mg/L。将使用后的吸附剂过滤、分离,在550度下焙烧12小时再生,反复再生20次后,吸附剂活性仅为初始吸附活性的80%。
【对比例3】
将100克Y型分子筛粉体不经过成型过程,直接用作油墨污水净化的吸附剂。
将1000克油墨污水(色度60872,COD 15591mg/L)通入装有45克上述吸附剂的密封反应罐中,随后将吸附温度控制在90摄氏度,压力为0.01兆帕,吸附接触时间为1.8小时,停止加热后,测定污水中杂质含量色度降低到244,COD降低到209mg/L。将使用后的吸附剂过滤、分离,在490度下焙烧18小时再生,反复再生20次后,因为粉体活性组分在反复再生中的流失,吸附剂活性仅为初始吸附活性的68%。
由于本对比例的吸附剂中不含粘结剂,所以吸附剂中的所有成分均为有效的吸附剂。
【对比例4】
将100克Y型分子筛与625克铝溶胶(含389克水)和120克水混合制成均匀浆料,采用喷雾成型的方法将均相浆料成型为微球成型物,将微球状成型物先干燥,其中干燥温度为66度,时间为40小时,随后再将干燥后的直径在3毫米-4毫米之间的微球状成型物控温焙烧,其中焙烧温度为640度,时间为3小时得到的产物即为本发明中用于油墨污水净化的吸附剂。
以成型吸附剂为基准,利用氮气吸附的测量方法得到吸附剂的总比表面积在21平方米/克,孔径在100纳米以下的孔所占的总体积在0.029立方厘米/克。以重量分数计,分子筛含量为100份,粘结剂含量为235份;吸附剂颗粒的平均强度为144N。
将1000克油墨污水(色度60872,COD 15591mg/L)通入装有100克上述吸附剂的密封反应罐中,随后将吸附温度控制在90摄氏度,压力为0.01兆帕,吸附接触时间为1.8小时,停止加热后,测定污水中杂质含量色度降低到253,COD降低到211mg/L。将使用后的吸附剂过滤、分离,在350度下焙烧8小时再生,反复再生20次后,因为再生不足,吸附剂活性仅为初始吸附活性的35%。
【对比例5】
将100克Y型分子筛与625克铝溶胶(含389克水)和120克水混合制成均匀浆料,采用喷雾成型的方法将均相浆料成型为微球成型物,将微球状成型物先干燥,其中干燥温度为66度,时间为40小时,随后再将干燥后的直径在3毫米-4毫米之间的微球状成型物控温焙烧,其中焙烧温度为350度,时间为3小时,得到的产物即为本发明中用于油墨污水净化的吸附剂。
将1000克油墨污水(色度60872,COD 15591mg/L)通入装有100克上述吸附剂的密封反应罐中,随后将吸附温度控制在90摄氏度,压力为0.01兆帕,吸附接触时间为1.8小时,停止加热后,测定污水中杂质含量,因为成型后产品的煅烧不足,色度依然高达11385,COD高达5619mg/L。
实施例的作用与效果
根据本发明的实施例提供的用于油墨污水净化的吸附剂、制备方法、应用及再生方法,选用分子筛、粘结剂前驱体和水作为原料,通过简单的混合、成型、焙烧即可得到用于油墨污水净化的吸附剂。选用天然沸石或者合成沸石作为分子筛,而沸石分子筛是一类具有微孔结构的含磷、铝或硅酸盐,具有比表面大、吸附容量高、结构稳定的优势,因此这种结构的优势使制备得到的吸附剂可以应用在很宽的温度和浓度范围下的污水处理过程中。
另外,制备得到的吸附剂能够保证颗粒堆积之间有足够的空间,同时吸附剂在堆积过程中的空隙分布更加均匀,可以减少物料在体相中的传质阻力和吸附剂的死体积,与水有充分的接触面,从而使吸附剂都能在吸附过程中发挥作用,也就是在工业污水处理中更好地发挥吸附作用。
此外,制备得到的吸附剂的再生过程非常简单,可以通过干燥后直接高温焙烧即可。因此,与活性炭和有机吸附剂相比,该吸附剂可以在再生后多次循环重复利用,这样就会大大降低其使用成本,因此在油墨污水的深度处理中有较好的应用前景。
另外,分子筛为含有八元环孔道、十元环孔道或十二元环孔道的分子筛,使得制备得到的吸附剂的总比表面积为15-450平方米/克,孔径在100纳米以下的孔所占的总体积为0.02-0.56立方厘米/克,因此制备得到的吸附剂具有优秀的吸附性能。
此外,吸附剂为固体,平均强度为15N-210N,使其能够被多次再生使用。
上述实施方式为本发明的优选案例,并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种吸附剂在油墨污水净化中的应用,其特征在于,所述吸附剂以重量分数计,包括:
100份分子筛以及5.5-325份粘结剂,
其中,所述分子筛为天然沸石或者合成沸石,所述粘结剂包括铝溶胶、硅溶胶、勃姆石、粘土、白炭黑、硅藻土或水玻璃中的任意一种,
所述吸附剂的制备方法为:
步骤S1,先将分子筛、粘结剂前驱体和水混合制成均相的吸附剂前驱体A,再采用成型的方法将所述吸附剂前驱体A成型为吸附剂前驱体B;
步骤S2,将所述吸附剂前驱体B干燥和焙烧得到所述的用于油墨污水净化的吸附剂,
步骤S1中,所述成型的方法为滚球成型、压缩成型、打片成型、挤条成型、浇筑成型、挤出成型或负载成型方法中的任意一种,所述分子筛、所述粘结剂前驱体和所述水的质量比为分子筛:粘结剂前驱体:水=1:(0.055-6.4):(0.33-5.2),
步骤S2中,干燥温度为60度-150度,干燥时间为2小时-48小时,焙烧温度为480度-680度,焙烧时间为1.5小时-24小时,
所述吸附剂在油墨污水净化中的应用为:
在温度为2度-90度,压力为0.01兆帕-0.5兆帕条件下,将所述吸附剂加入到油墨污水中,吸附1.5小时-24小时后得到净化水,
所述吸附剂为固体,平均强度为15 N-210 N,
所述吸附剂的总比表面积为15-450平方米/克,孔径在100纳米以下的孔所占的总体积为0.02-0.56立方厘米/克。
2.根据权利要求1所述的吸附剂在油墨污水净化中的应用,其特征在于:
其中,所述分子筛为含有八元环孔道、十元环孔道或十二元环孔道的分子筛中的任意一种或几种。
3.根据权利要求1所述的吸附剂在油墨污水净化中的应用,其特征在于:
其中,所述分子筛为X型分子筛、Y型分子筛、丝光沸石分子筛、斜发沸石分子筛、菱沸石、Beta分子筛、SAPO或者ZSM-5分子筛中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的吸附剂在油墨污水净化中的应用,其特征在于:
其中,所述吸附剂与所述油墨污水的比值为10g/L,
所述油墨污水的色度为55772,COD值为13.31g/L,所述净化水的色度为97,COD值为1.24 g/L。
5.一种用于油墨污水净化吸附剂的再生方法,其特征在于,权利要求1中所述的吸附剂使用后,在温度为480度-650度,时间为2小时-18小时的条件下焙烧再生。
CN202110394479.1A 2021-04-13 2021-04-13 一种用于油墨污水净化的吸附剂、制备方法、应用及再生方法 Active CN113000020B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110394479.1A CN113000020B (zh) 2021-04-13 2021-04-13 一种用于油墨污水净化的吸附剂、制备方法、应用及再生方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110394479.1A CN113000020B (zh) 2021-04-13 2021-04-13 一种用于油墨污水净化的吸附剂、制备方法、应用及再生方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113000020A CN113000020A (zh) 2021-06-22
CN113000020B true CN113000020B (zh) 2023-01-17

Family

ID=76388893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110394479.1A Active CN113000020B (zh) 2021-04-13 2021-04-13 一种用于油墨污水净化的吸附剂、制备方法、应用及再生方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113000020B (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4786418A (en) * 1988-03-11 1988-11-22 Union Carbide Corporation Process for aqueous stream purification
CN101007261B (zh) * 2006-12-17 2010-05-12 于向真 一种沸石吸附剂及其制备方法
FR3038240B1 (fr) * 2015-07-02 2019-08-09 Arkema France Article comprenant des particules zeolitiques reliees par une resine
CN106186221B (zh) * 2016-10-07 2019-11-26 玉灵华科技有限公司 一种污水中的金属处理装置及方法
CN107952421B (zh) * 2017-12-04 2020-07-03 中国石油大学(华东) 一种氨氮废水处理用改性分子筛吸附剂及其制备方法
CN112320880A (zh) * 2020-11-02 2021-02-05 上海出版印刷高等专科学校 一种天然沸石在处理油墨废水中的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN113000020A (zh) 2021-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102141723B1 (ko) 신규 흡착제 조성물
Liu et al. Carbon spheres/activated carbon composite materials with high Cr (VI) adsorption capacity prepared by a hydrothermal method
EP1328478B1 (de) Kontakt- und adsorber-granulate
US6200483B1 (en) Structured materials for purification of liquid streams and method of making and using same
DE60120819T2 (de) Verfahren zur adsorptiven Trennung von Kohlendioxid
EP2117699B1 (en) High rate and high crush-strength adsorbents
CN111359580A (zh) 一种多孔结构的碳铁复合材料的制备方法及应用
CN105289470A (zh) 利用抗生素废水制备负载生物炭的凹凸棒石纳米复合材料的方法
CN113368812B (zh) 一种Co3O4/埃洛石复合材料、制备方法及应用
CN109225138B (zh) 一种高效吸附PTA废水中AOCs的改性活性炭及其制备方法
Lin et al. Surface area and pore size tailoring of mesoporous silica materials by different hydrothermal treatments and adsorption of heavy metal ions
CN102294226B (zh) 竹炭负载Au-TiO2复合材料的制备方法及其应用
CN102500167B (zh) 用于水处理的核壳结构复合滤料及其制备方法
CN113000020B (zh) 一种用于油墨污水净化的吸附剂、制备方法、应用及再生方法
CN112808247B (zh) 一种复合除汞材料及其制备方法与应用
CN113061050B (zh) 一种多功能净水陶瓷材料及其制备方法
CN106984260B (zh) 一种硅镁基纳米水处理剂及其制备方法
EP2864040A1 (en) Novel adsorbent compositions
CN111298761B (zh) 一种改性海泡石吸附剂及其制备方法与应用
RU2399412C2 (ru) Способ получения сорбента для очистки природных и сточных вод
CN1274406C (zh) 一种脱铵吸附剂的制备方法
CN109248652B (zh) 一种具有多级孔道结构的硅藻土/水铝英石复合材料及其制备方法
Zeng et al. Adsorption of Organic Matter from Papermaking Wastewater by CoFe 2 O 4-Coated Sand in Batch and Fixed-Bed System.
CN112661968A (zh) 一种制备mof吸附材料的方法
CN110876919B (zh) 高盐废水硝酸根吸附剂的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant