申請(qǐng)日2015.11.20
公開(公告)日2016.02.03
IPC分類號(hào)C02F1/28; C02F1/58; B01J20/20; B01J20/30; C01B31/12; C02F101/34
摘要
本發(fā)明提供了一種利用作物秸稈處理含酚廢水的方法，包括以下步驟：一、將作物秸稈置于管式爐中進(jìn)行炭化和活化處理，得到秸稈碳;二、將秸稈碳加入雙氧水溶液中進(jìn)行改性處理，然后依次經(jīng)過過濾、洗滌和干燥，得到改性秸稈碳;三、將改性秸稈碳與含酚廢水混合均勻后進(jìn)行吸附處理，直至使含酚廢水中酚的脫除率為90%以上。本發(fā)明采用作物秸稈為原料通過碳化和活化處理獲得秸稈碳，將其改性后替代活性炭作為吸附劑用于吸附廢水中的酚，吸附效果好，大大節(jié)約了污水處理的成本，顯著提高了作物秸稈的綜合利用率。
權(quán)利要求書
1.一種利用作物秸稈處理含酚廢水的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
步驟一、將作物秸稈置于管式爐中，先升溫至600℃～700℃后恒溫 30min～60min進(jìn)行碳化處理，然后升溫至1000℃～1400℃后恒溫 40min～80min進(jìn)行活化處理，自然冷卻后得到秸稈碳;
步驟二、將步驟一中所述秸稈碳加入雙氧水溶液中，混合均勻后靜置 20h～30h進(jìn)行改性處理，然后依次經(jīng)過過濾、洗滌和干燥，得到改性秸稈碳;所述秸稈碳的加入量為每升雙氧水溶液中加入500g～1500g秸稈碳，所述雙氧水溶液的質(zhì)量濃度為27.5%～30%;
步驟三、將步驟二中所述改性秸稈碳與含酚廢水按質(zhì)量比1∶(8～12) 混合均勻，然后在溫度為20℃～40℃的條件下靜置進(jìn)行吸附處理，直至使含酚廢水中酚的脫除率為90%以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用作物秸稈處理含酚廢水的方法，其特征在于，步驟一中所述碳化處理和活化處理的升溫速率均為5℃ /min～10℃/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用作物秸稈處理含酚廢水的方法，其特征在于，步驟二中所述干燥的溫度為100℃～120℃，所述干燥的時(shí)間為4h～8h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用作物秸稈處理含酚廢水的方法，其特征在于，步驟三中所述含酚廢水中酚的濃度為10mg/L～50mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用作物秸稈處理含酚廢水的方法，其特征在于，步驟三中所述含酚廢水的pH值為8.5～9.5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用作物秸稈處理含酚廢水的方法，其特征在于，步驟三中所述靜置的時(shí)間為4.5h～5.5h。
說明書
一種利用作物秸稈處理含酚廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用作物秸稈處理含酚廢水的方法。
背景技術(shù)
苯酚等酚類物質(zhì)廣泛存在于合成纖維、合成橡膠、塑料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料、化肥、染料以及涂料等企業(yè)的生產(chǎn)廢水中，且毒性較強(qiáng)。其水溶液很容易通過皮膚引起全身中毒;其蒸氣由呼吸道吸入，對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)損害更大。長(zhǎng)期吸入低濃度酚蒸汽或接觸酚污染了的水可引起慢性積累中毒;吸入高濃度酚蒸氣或大量高濃度酚液濺到皮膚上可引起急性中毒.
含酚廢水主要來源于焦化、煤氣、煉油和以苯酚或酚醛為原料的化工、制藥等生產(chǎn)過程，其來源廣、數(shù)量多、危害大，是各國(guó)水污染控制中列為重點(diǎn)解決的有毒有害廢水之一。在實(shí)際處理中，通常對(duì)高濃度的含酚廢水，首先考慮將酚加以回收利用;對(duì)含酚濃度較低、無回收價(jià)值的廢水或經(jīng)回收處理后仍留有殘余酚的廢水，必須進(jìn)行進(jìn)一步處理。目前對(duì)含酚廢水處理技術(shù)的研究主要有溶劑萃取法生化處理技術(shù)、膜分離技術(shù)、高級(jí)氧化技術(shù)電解法、固體吸附法等。相比較而言，固體吸附法是一種高效實(shí)用的方法。
我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，年產(chǎn)秸稈量約7～8億噸，秸稈擁有量居世界首位。其綜合利用一直以來備受重視。黨的十六大以來，政府部門雖然加大了秸稈的綜合利用力度，但秸稈利用率僅為50%左右，剩余秸稈大部分被焚燒或腐爛變質(zhì)，造成了對(duì)環(huán)境的污染和資源的浪費(fèi)。因此，開發(fā)秸稈的綜合利用技術(shù)一直是人們研究的熱點(diǎn)問題。
本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)作物秸稈進(jìn)行碳化和活化處理后，所獲得的秸稈碳的表面非常不規(guī)則，并有孔道結(jié)構(gòu)，這些都與活性炭類似，說明秸稈碳具有一定的吸附性。如果能用秸稈碳替代活性炭做吸附劑，將大大節(jié)約污水處理的成本，提高秸稈的綜合利用率。
然而截至目前，尚未發(fā)現(xiàn)利用作物秸稈處理含酚廢水的相關(guān)技術(shù)見諸報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用作物秸稈處理含酚廢水的方法。該方法采用作物秸稈為原料，通過碳化和活化處理獲得秸稈碳，然后將其替代活性炭作為吸附劑用于吸附廢水中的酚，吸附效果好，大大節(jié)約了污水處理的成本，顯著提高了作物秸稈的綜合利用率。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種利用作物秸稈處理含酚廢水的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
步驟一、將作物秸稈置于碳化和活化爐中，先升溫至600℃～700℃后恒溫30min～60min進(jìn)行碳化處理，然后升溫至1000℃～1400℃后恒溫 40min～80min進(jìn)行活化處理，自然冷卻后得到秸稈碳;
步驟二、將步驟一中所述秸稈碳加入雙氧水溶液中，混合均勻后靜置 20h～30h進(jìn)行改性處理，然后依次經(jīng)過過濾、洗滌和干燥，得到改性秸稈碳;所述秸稈碳的加入量為每升雙氧水溶液中加入500g～1500g秸稈碳，所述雙氧水溶液的質(zhì)量濃度為27.5%～50%;
步驟三、將步驟二中所述改性秸稈碳與含酚廢水按質(zhì)量比1∶(8～12) 混合均勻，然后在溫度為20℃～40℃的條件下靜置進(jìn)行吸附處理，直至使含酚廢水中酚的脫除率為90%以上。
上述的一種利用作物秸稈處理含酚廢水的方法，其特征在于，步驟一中所述碳化處理和活化處理的升溫速率均為5℃/min～10℃/min。
上述的一種利用作物秸稈處理含酚廢水的方法，其特征在于，步驟二中所述干燥的溫度為100℃～120℃，所述干燥的時(shí)間為4h～8h。
上述的一種利用作物秸稈處理含酚廢水的方法，其特征在于，步驟三中所述含酚廢水中酚的濃度為10mg/L～50mg/L。
上述的一種利用作物秸稈處理含酚廢水的方法，其特征在于，步驟三中所述靜置的時(shí)間為4.5h～5.5h。
上述的一種利用作物秸稈處理含酚廢水的方法，其特征在于，步驟三中所述含酚廢水的pH值為8.5～9.5。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、本發(fā)明公開了一種利用作物秸稈吸附廢水中酚的方法。該方法所用秸稈碳是由作物秸稈在高溫下碳化和活化所得，本發(fā)明采用酸(硫酸、鹽酸、磷酸、硝酸等)、堿(氫氧化鈉、氫氧化鉀等)、雙氧水為改性劑對(duì)秸稈碳做了不同的改性處理，用以研究其吸附性能和綜合利用率，最終研究發(fā)現(xiàn)，采用雙氧水改性的秸稈碳吸附性能最好。尤其是采用雙氧水改性的秸稈碳與pH值為9的含酚廢水按質(zhì)量比1∶10混合后，在溫度為35 ℃的條件下吸附5h，能夠?qū)U水中的酚含量由30mg/L降至0.4mg/L以下，酚的脫除率高達(dá)93%以上，處理后的含酚廢水符合GB8978-1996排放標(biāo)準(zhǔn)。
2、本發(fā)明采用作物秸稈為原料通過碳化和活化處理獲得秸稈碳，秸稈碳的表面非常不規(guī)則，并有孔道結(jié)構(gòu)，將其改性并替代活性炭作為吸附劑用于吸附廢水中的酚，吸附效果好，酚的脫除率為90%以上，大大節(jié)約了污水處理的成本，顯著提高了作物秸稈的綜合利用率。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例所采用的作物秸稈為玉米秸稈，本實(shí)施例利用作物秸稈處理含酚廢水的方法包括以下步驟：
步驟一、將作物秸稈置于碳化和活化爐中，先以8℃/min的升溫速率升溫至650℃后恒溫40min進(jìn)行碳化處理，然后以8℃/min的升溫速率升溫至1200℃后恒溫60min進(jìn)行活化處理，自然冷卻后得到秸稈碳;
步驟二、將步驟一中所述秸稈碳加入雙氧水溶液中，混合均勻后靜置 25h進(jìn)行改性處理，然后依次經(jīng)過過濾、洗滌和干燥，干燥溫度為110℃，干燥時(shí)間為6h，得到改性秸稈碳;所述秸稈碳的加入量為每升雙氧水溶液中加入1000g秸稈碳，所述雙氧水溶液的質(zhì)量濃度為30%;
步驟三、將步驟二中所述改性秸稈碳與pH值為9，苯酚的濃度為 30mg/L的含酚廢水按質(zhì)量比1∶10混合均勻，然后在溫度為30℃的條件下靜置進(jìn)行吸附處理，靜置5h后，離心取上清液進(jìn)行吸光度檢測(cè)，測(cè)定吸光度為0.183，最終計(jì)算得出含酚廢水中酚的脫除率為93.75%，處理后的含酚廢水符合GB8978-1996排放標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2
本實(shí)施例所采用的作物秸稈為稻米秸稈，本實(shí)施例利用作物秸稈處理含酚廢水的方法包括以下步驟：
步驟一、將作物秸稈置于碳化和活化爐中，先以9℃/min的升溫速率升溫至660℃后恒溫45min進(jìn)行碳化處理，然后以9℃/min的升溫速率升溫至1250℃后恒溫50min進(jìn)行活化處理，自然冷卻后得到秸稈碳;
步驟二、將步驟一中所述秸稈碳加入雙氧水溶液中，混合均勻后靜置 30h進(jìn)行改性處理，然后依次經(jīng)過過濾、洗滌和干燥，干燥溫度為100℃，干燥時(shí)間為7h，得到改性秸稈碳;所述秸稈碳的加入量為每升雙氧水溶液中加入1200g秸稈碳，所述雙氧水溶液的質(zhì)量濃度為30%;
步驟三、將步驟二中所述改性秸稈碳與pH值為9.5，苯酚的濃度為 15mg/L的含酚廢水按質(zhì)量比1∶10混合均勻，然后在溫度為35℃的條件下靜置進(jìn)行吸附處理，靜置5.5h后，離心取上清液進(jìn)行吸光度檢測(cè)，測(cè)定吸光度為0.199，最終計(jì)算得出含酚廢水中酚的脫除率為92.13%，處理后的含酚廢水符合GB8978-1996排放標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例3
本實(shí)施例所采用的作物秸稈為小麥秸稈，本實(shí)施例利用作物秸稈處理含酚廢水的方法包括以下步驟：
步驟一、將作物秸稈置于碳化和活化爐中，先以5℃/min的升溫速率升溫至600℃后恒溫60min進(jìn)行碳化處理，然后以5℃/min的升溫速率升溫至1000℃后恒溫80min進(jìn)行活化處理，自然冷卻后得到秸稈碳;
步驟二、將步驟一中所述秸稈碳加入雙氧水溶液中，混合均勻后靜置 30h進(jìn)行改性處理，然后依次經(jīng)過過濾、洗滌和干燥，干燥溫度為100℃，干燥時(shí)間為8h，得到改性秸稈碳;所述秸稈碳的加入量為每升雙氧水溶液中加入500g秸稈碳，所述雙氧水溶液的質(zhì)量濃度為28%;
步驟三、將步驟二中所述改性秸稈碳與pH值為8.5，苯酚的濃度為 10mg/L的含酚廢水按質(zhì)量比1∶8混合均勻，然后在溫度為20℃的條件下靜置進(jìn)行吸附處理，靜置5.5h后，離心取上清液進(jìn)行吸光度檢測(cè)，測(cè)定吸光度為0.290，最終計(jì)算得出含酚廢水中酚的脫除率為91.35%，處理后的含酚廢水符合GB8978-1996排放標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例4
本實(shí)施例所采用的作物秸稈為玉米秸稈，本實(shí)施例利用作物秸稈處理含酚廢水的方法包括以下步驟：
步驟一、將作物秸稈置于碳化和活化爐中，先以10℃/min的升溫速率升溫至700℃后恒溫30min進(jìn)行碳化處理，然后以10℃/min的升溫速率升溫至1400℃后恒溫40min進(jìn)行活化處理，自然冷卻后得到秸稈碳;
步驟二、將步驟一中所述秸稈碳加入雙氧水溶液中，混合均勻后靜置 20h進(jìn)行改性處理，然后依次經(jīng)過過濾、洗滌和干燥，干燥溫度為120℃，干燥時(shí)間為4h，得到改性秸稈碳;所述秸稈碳的加入量為每升雙氧水溶液中加入1500g秸稈碳，所述雙氧水溶液的質(zhì)量濃度為27.5%;
步驟三、將步驟二中所述改性秸稈碳與pH值為9.5，苯酚的濃度為 50mg/L的含酚廢水按質(zhì)量比1∶12混合均勻，然后在溫度為40℃的條件下靜置進(jìn)行吸附處理，靜置4.5h后，離心取上清液進(jìn)行吸光度檢測(cè)，測(cè)定吸光度為0.222，最終計(jì)算得出含酚廢水中酚的脫除率為91.72%，處理后的含酚廢水符合GB8978-1996排放標(biāo)準(zhǔn)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制。凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
