公布日：2022.01.11
申請(qǐng)日：2021.11.10
分類(lèi)號(hào)：C02F9/04(2006.01)I;B01J20/20(2006.01)I;B01J20/28(2006.01)I;B01J20/30(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明創(chuàng)新提出一種高效處理酸性染料廢水的方法。酸性染料廢水經(jīng)格柵、沉淀預(yù)處理后，泵入裝填成型含氮介孔碳材料的固定床吸收塔內(nèi)，酸性染料物質(zhì)在短時(shí)間完成吸附，然后中和處理，再經(jīng)膜分離去除無(wú)機(jī)鹽，即可達(dá)標(biāo)排放。本方法選用先進(jìn)的成型含氮介孔碳材料作為吸附劑，其對(duì)酸性染料物質(zhì)具有極高的吸附量，且平衡時(shí)間短，在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用先進(jìn)的固定床吸附技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了吸附和分離一體化，避免了傳統(tǒng)的間歇操作，具有工藝流程短、操作成本低、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種酸性染料廢水的治理方法，包括以下步驟：步驟一：將酸性染料廢水從廢水收集池引入到格柵井內(nèi)，經(jīng)格柵過(guò)濾除去機(jī)械雜質(zhì)和大顆粒雜質(zhì)，收集的機(jī)械雜質(zhì)和大顆粒雜質(zhì)作為固廢收集處置；步驟二：將步驟一格柵井內(nèi)的廢水引入到沉淀池，靜置沉降，進(jìn)行沉淀處理；步驟三：將步驟二沉淀池內(nèi)的廢水泵入到吸收塔內(nèi)，吸附去除酸性染料分子；步驟四：將步驟三排放的廢水引入到中和池，加入堿性物質(zhì)，調(diào)節(jié)pH至中性；步驟五：將步驟四的廢水引入到膜分離裝置，經(jīng)脫鹽處理后的廢水達(dá)標(biāo)排放。 2.根據(jù)權(quán)利要求1，酸性染料廢水的特征是，酸性染料分子結(jié)構(gòu)中含有磺酸基團(tuán)或者羧酸基團(tuán)，以磺酸鈉鹽或者羧酸鈉鹽的形式存在。 3.根據(jù)權(quán)利要求1，酸性染料廢水的特征是，酸性染料廢水的pH小于5。 4.根據(jù)權(quán)利要求1，步驟三吸收塔裝填的吸收劑的特征是，吸收劑以密胺樹(shù)脂作為氮源和碳源制得，制成的成型含氮介孔碳材料表面和孔道內(nèi)富含~NH2基團(tuán)。 5.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求4，成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳的機(jī)械強(qiáng)度為8~12N/粒。 6.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求4，成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳的比表面積為500~1200m2/g，優(yōu)選的比表面積為800~1200m2/g。 7.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求4，成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳材料的平均孔徑為3.3~20nm，優(yōu)選的平均孔徑為15~20nm。 8.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求4，成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳材料的孔容為1.0~3.5m3/g，優(yōu)選的孔容為3.0~3.5m3/g。 9.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求4，成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳的N/C元素含量比在0.1~1.2之間，優(yōu)選的N/C元素含量比在0.8~1.2之間。 10.根據(jù)權(quán)利要求1，步驟三吸收塔的特征是，吸附塔設(shè)計(jì)為固定床，布置成立式或者臥式。 11.根據(jù)權(quán)利要求1，步驟三吸附操作的特征是，吸附的溫度控制在10~30℃之間，優(yōu)選的吸附溫度為20~30℃之間。 12.根據(jù)權(quán)利要求1，步驟四堿性物質(zhì)的特征是，堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀或者碳酸鉀中的一種或者多種的混合物。 13.根據(jù)權(quán)利要求1，步驟五膜分離的特征是，膜分離為反滲透膜分離、微濾膜分離或者超濾膜分離中的一種。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的：活性炭吸附能力低、易團(tuán)聚、難以再生，導(dǎo)致吸附法在染料廢水處理中應(yīng)用較窄，只能和其他處理工藝耦合使用。MMF作為一種新型的高分子材料，具有耐酸堿、吸附容量大、平衡時(shí)間短的優(yōu)勢(shì)，替代活性炭使用，擁有優(yōu)異的酸性染料分子吸附性能。MMF成型處理后，機(jī)械強(qiáng)度高，裝填于固定床吸附塔中，壓力降小，通量大，實(shí)現(xiàn)了吸附和分離一體化，避免了傳統(tǒng)的間歇操作，提升了處理效率，降低了處理成本。吸附材料的創(chuàng)新是本發(fā)明的核心，而固定床吸附技術(shù)則是關(guān)鍵，兩者相輔相成，共同發(fā)展，形成了一種創(chuàng)新的酸性染料廢水治理工藝。
發(fā)明內(nèi)容：
一種酸性染料廢水的治理方法如附圖1所示，包括以下步驟：
步驟一：將酸性染料廢水從廢水收集池引入到格柵井內(nèi)，經(jīng)格柵過(guò)濾除去機(jī)械雜質(zhì)和大顆粒雜質(zhì)，收集的機(jī)械雜質(zhì)和大顆粒雜質(zhì)作為固廢收集處置；
步驟二：將步驟一格柵井內(nèi)的廢水引入到沉淀池，靜置沉降，進(jìn)行沉淀處理；
步驟三：將步驟二沉淀池內(nèi)的廢水泵入到吸收塔內(nèi)，吸附去除酸性染料分子；
步驟四：將步驟三排放的廢水引入到中和池，加入堿性物質(zhì)，調(diào)節(jié)pH至中性；
步驟五：將步驟四的廢水引入到膜分離裝置，經(jīng)脫鹽處理后的廢水達(dá)標(biāo)排放。
本發(fā)明所述的酸性染料廢水的特征是，酸性染料分子結(jié)構(gòu)中含有磺酸基團(tuán)或者羧酸基團(tuán)，以磺酸鈉鹽或者羧酸鈉鹽的形式存在。
本發(fā)明所述的酸性染料廢水的特征是，酸性染料廢水的pH小于5。
步驟三所述吸收塔裝填的吸收劑的特征是，吸收劑以密胺樹(shù)脂作為氮源和碳源制得，制成的成型含氮介孔碳材料表面和孔道內(nèi)富含~NH2基團(tuán)。
步驟三所述吸收塔裝填的成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳的機(jī)械強(qiáng)度為8~12N/粒。
步驟三所述吸收塔裝填的成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳的比表面積為500~1200m2/g，優(yōu)選的比表面積為800~1200m2/g。
步驟三所述吸收塔裝填的成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳材料的平均孔徑為 3.3~20nm，優(yōu)選的平均孔徑為15~20nm。
步驟三所述吸收塔裝填的成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳材料的孔容為1.0~3.5m3/g，優(yōu)選的孔容為3.0~3.5m3/g。
步驟三所述吸收塔裝填的成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳的N/C元素含量比在0.1~1.2之間，優(yōu)選的N/C元素含量比在0.8~1.2之間。
步驟三所述吸收塔的特征是，吸附塔設(shè)計(jì)為固定床，布置成立式或者臥式。
步驟三所述吸附操作的特征是，吸附的溫度控制在10~30℃之間，優(yōu)選的吸附溫度為20~30℃之間。
步驟四所述堿性物質(zhì)的特征是，堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀或者碳酸鉀中的一種或者多種的混合物。
步驟五所述膜分離的特征是，膜分離為反滲透膜分離、微濾膜分離或者超濾膜分離中的一種。
有益效果：本發(fā)明創(chuàng)新提出一種高效處理酸性染料廢水的方法。該方法采用成型含氮介孔碳材料作為吸附劑，運(yùn)用先進(jìn)的固定床吸附技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)酸性染料廢水的高效吸附處理。含氮介孔碳材料擁有優(yōu)異的酸性染料分子吸附性能，平衡時(shí)間短，在很短的時(shí)間內(nèi)就可以達(dá)到吸附平衡，固定床技術(shù)集吸附和分離一體，避免了傳統(tǒng)的間歇操作，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)處理，具有工藝流程短、操作成本低、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)本發(fā)明處理后酸性染料廢水的COD小于50mg/L，達(dá)到了GB18918~2002規(guī)定的直接排放標(biāo)準(zhǔn)。
（發(fā)明人：崔化鵬;沈儉一;李少中;王輝）
