申請日2015.07.07

　　公開(公告)日2015.10.07

　　IPC分類號C02F1/28; C02F101/36; B01J20/30; B01J20/22

　　摘要

　　一種處理含氯苯酚廢水的方法，包括以下步驟：(1)處理劑制備，制成1.0CEC-DTAB-Mt和1.0CEC-CTAB-Mt;(2)調(diào)節(jié)含氯苯酚廢水的pH值為3-12;然后在廢水中按照1.0g/L-8.0g/L的投加量加入步驟(1)制備的處理劑;(3)對含氯苯酚的廢水進行攪拌，攪拌速率為100-150轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間5分鐘-6小時，然后離心沉降10-15分鐘;(4)達標后排放。本發(fā)明采用礦藏資源豐富，價格低廉的Mt和陽離子表面活性劑DTAB和CTAB制備處理劑，而且所需處理條件簡單，對不同水力條件都有很好的適應(yīng)性，對于含氯苯酚廢水的處理去除效率高，減少了對天然水體和地下水的污染。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種處理含氯苯酚廢水的方法，其特征是，包括以下步驟：

　　(1)處理劑的制備：

　�、侔凑�1g：4mL的比例將蒙脫土分散在水與乙醇體積比1:1的混合溶液中，以100-150 轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌25-35分鐘，成為蒙脫土分散體系;

　�、诎凑�0.25g:1mL的比例將十二烷基三甲基溴化銨溶解于蒸餾水中;以100-150轉(zhuǎn)/分鐘 的轉(zhuǎn)速攪拌25-35分鐘，制成第一種陽離子表面活性劑溶液;或者按照0.31g：1mL的比例將 十六烷基三甲基溴化銨溶解于蒸餾水中，以100-150轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌25-35分鐘，制成第 二種陽離子表面活性劑溶液;

　�、郯凑�1.0陽離子交換容量(CEC)把步驟②中的第一種或第二種陽離子表面活性劑溶液 加入到步驟①中的蒙脫土分散體系中;在50-60℃的溫度下，以100-150轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速持續(xù) 攪拌4-6小時，制成混合體系;

　　④對混合體系反復用蒸餾水清洗并離心，將多余的陽離子表面活性劑(DTAB或CTAB)洗 去，直到混合體系的上層清液中無溴離子存在，然后在65℃下對混合體系干燥12小時，制 成處理劑1.0CEC-DTAB-Mt或者1.0CEC-CTAB-Mt;

　　(2)對廢水進行水質(zhì)測試，測試指標為pH值、含4-CP和2,4-DCP的濃度，若pH值不 在3-12之間，則調(diào)節(jié)pH值為3-12，然后根據(jù)含4-CP和2,4-DCP的濃度向廢水中按照1.0g/L -8.0g/L的投加量加入步驟(1)制備的處理劑;

　　(3)處理劑投加時對含氯苯酚廢水進行攪拌，攪拌速度100-150轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為 5分鐘-6小時，然后離心沉降10-15分鐘;

　　(4)過濾收集步驟(3)離心沉降后的沉淀物;對處理后的廢水進行殘余4-CP和2,4-DCP 濃度的測定，達標后排放，否則調(diào)整處理劑投加量直至達標。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理含氯苯酚廢水的方法，其特征是，所述步驟(2)中向廢 水中投加量處理劑時廢水的溫度為293K-313K。

　　說明書

　　一種處理含氯苯酚廢水的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種用于處理含氯苯酚廢水的方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　氯苯酚類有機化合物是土壤和地下水中常見的有機污染物，主要來源于煉油、煉焦、造 紙，塑料和印染等行業(yè)。同時，氯苯酚還經(jīng)常作為有機溶劑廣泛應(yīng)用于木材防腐和生產(chǎn)防銹 劑、殺菌劑、殺蟲劑、除草劑、油漆和涂料等領(lǐng)域。在氯苯酚的生產(chǎn)、存儲、運輸和應(yīng)用過 程中，部分氯苯酚不可避免地釋放到自然環(huán)境中，引起嚴重的水體污染，其顯著的毒性和難 以降解性對人類健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴重的威脅。氯苯酚類有機物對生物組織具有較強的 變性作用，特別是對魚類、貝類等水生生物的毒性較大，一旦接觸了被污染的水體，會強烈 刺激皮膚和粘膜，并具有腐蝕性。氯苯酚類有機物還可能與血液中的細胞，功能蛋白等發(fā)生 作用，導致肺、肝，腎臟以及神經(jīng)系統(tǒng)損傷。因此，氯苯酚類有機污染物成為較受關(guān)注的一 類優(yōu)先控制的污染物。美國國家環(huán)境保護署規(guī)定的129種和我國環(huán)保部規(guī)定的68中環(huán)境優(yōu)先 控制的污染物名單中都包括了2-氯苯酚(2-CP)，4-氯苯酚(4-CP)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP) 等氯苯酚類物質(zhì)。一般而言，氯苯酚類有機物的毒性隨著氯代程度的增加而增加。氯代程度 越高，氯苯酚類有機物的親脂性(親油性)越大，被生物體攝取的可能性越大，毒性也越大。 由于分解和生物降解性都很低，環(huán)境中殘留的氯苯酚類有機物能長期穩(wěn)定存在，在氧氣充足 的水體中半衰期可達到幾個月，在土壤及沉淀物里可以達到幾年甚至十幾年。因此，含氯苯 酚的工業(yè)廢水在排放進入城市污水處理廠和回收水體之前，必須把氯苯酚類有機物從水體中 去除。4-CP和2,4-DCP是典型的氯苯酚類有機物污染物。

　　在凈化處理氯苯酚類有機污染物時，主要的處理方法有吸附法、化學氧化法、混凝法、 萃取法、光化學氧化法，氫解技術(shù)等。在這些方法中，處理含氯苯酚廢水的技術(shù)普遍存在去 除效率低，成本高和處理周期過長等技術(shù)問題。而吸附法被認為是最經(jīng)濟、最有效、操作最 簡便，最適合工業(yè)流程操作的方法。為了解決此類問題，多年來人們一直致力于發(fā)展各種高 效、廉價的水處理吸附劑。同時，含氯苯酚廢水的實際工藝參數(shù)很少有系統(tǒng)性的研究。因此， 研究一種能夠用于含氯苯酚廢水處理、工藝參數(shù)完備的技術(shù)方法具有重要的實際意義。表面 活性劑改性的蒙脫土總是被用于有機鉆井泥漿中并加強原油的開采效率，但是，表面活性劑 改性的蒙脫土從來都沒有被作為有機污染物的吸附劑，應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明針對現(xiàn)有氯苯酚廢水處理存在的缺點和不足，提供了一種高效率、經(jīng)濟的處理含 氯苯酚廢水的方法。

　　本發(fā)明處理含氯苯酚廢水的方法，包括以下步驟：

　　(1)處理劑的制備：

　�、侔凑�1g：4mL的比例將蒙脫土(Mt)分散在水與乙醇體積比1:1的混合溶液中，以100-150 轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌25-35分鐘，成為蒙脫土分散體系;

　�、诎凑�0.25g:1mL的比例將十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)溶解于蒸餾水中;以100-150 轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌25-35分鐘，制成第一種陽離子表面活性劑溶液;或者按照0.31g：1mL 的比例將十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)溶解于蒸餾水中，以100-150轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌 25-35分鐘，制成第二種陽離子表面活性劑溶液;

　�、郯凑�1.0陽離子交換容量(CEC)把步驟②中的第一種或第二種陽離子表面活性劑溶液 加入到步驟①中的蒙脫土分散體系中;在50-60℃的溫度下，以100-150轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速持續(xù) 攪拌4-6小時，制成混合體系;

　�、軐�混合體系反復用蒸餾水清洗并離心，將多余的陽離子表面活性劑(DTAB或CTAB)洗 去，直到混合體系的上層清液中無溴離子存在(通過AgNO3檢測法檢測)，然后在65℃下對混 合體系干燥12小時，制成處理劑1.0CEC-DTAB-Mt或者1.0CEC-CTAB-Mt;

　　(2)對廢水進行水質(zhì)測試，測試指標為pH值、含4-CP和2,4-DCP的濃度，若pH值不 在3-12之間，則用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值為3-12，然后根據(jù)含4-CP和2,4-DCP的濃度向廢水 中按照1.0g/L-8.0g/L的投加量加入步驟(1)制備的處理劑;

　　采用紫外-分光光度法，在279nm和286nm波長處分別測定4-CP和2,4-DCP的濃度;當 pH值大于8時，在297nm和305nm處測定4-CP和2,4-DCP的濃度，因為當pH值大于8時， 4-CP和2,4-DCP的最大吸收波長會滑動至297nm和305nm。

　　pH調(diào)節(jié)劑為鹽酸、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氨水中的一種。

　　(3)處理劑投加時對含氯苯酚廢水進行攪拌，攪拌速度100-150轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為 5分鐘-6小時，然后離心沉降10-15分鐘;

　　(4)過濾收集步驟(3)離心沉降后的沉淀物;對處理后的廢水進行殘余4-CP和2,4-DCP 濃度的測定，達標后排放，否則調(diào)整處理劑投加量直至達標。

　　步驟(2)中向廢水中投加量處理劑時廢水的溫度為293K-313K。降低溫度有助于4-CP 和2,4-DCP的去除。

　　對于含氯苯酚廢水，攪拌是一個重要的影響因素。選擇一個合適的攪拌速度，既有利于 藥劑的混合均勻，絮體的形成，又能增加粘土顆粒與有機污染物之間碰撞幾率，有利于處理 劑對污染物的吸附。吸附時間的長短直接影響出水中的污染物含量，較短的時間不足以去除 污染物，但吸附時間過長，工藝流程和設(shè)施難以接受。其次，水體的pH值、溫度也是影響水 中污染物去除的重要因素之一。

　　本發(fā)明采用十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)作為表面 改性劑，對蒙脫土(Mt)顆粒表面進行疏水改性。經(jīng)過改性后，Mt顆粒表面由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)?疏水性，增強了處理劑對水體中氯苯酚類有機物的疏水作用，并且增強了氯苯酚類有機物在 改性的Mt上的分配作用，從而大大提高了處理劑對4-CP和2,4-DCP的吸附能力。

　　本發(fā)明采用礦藏資源豐富，價格低廉的Mt和陽離子表面活性劑DTAB和CTAB制備了兩種 處理劑，而且所需處理條件簡單，對不同水力條件都有很好的適應(yīng)性。對于含氯苯酚廢水的 處理去除效率高，減少了對天然水體和地下水的污染。