專利名稱：一種廢水的吸附回用處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水回用處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于竹碳吸附和化 學(xué)氧化原位再生的處理方法，適用于工業(yè)廢水和生活污水達標(biāo)排放出水的 回用處理。
背景技術(shù)：
我國水污染問題非常突出，當(dāng)前的水資源日益緊張。水體污染對水生 物和農(nóng)作物的生態(tài)安全以及人類健康均造成很大的影響。工業(yè)廢水和生活 污水是造成水體污染的重要貢獻源，經(jīng)過二級處理達標(biāo)排放的廢水中仍然 含有一定濃度的微污染物質(zhì)，因而對工業(yè)廢水和生活污水達標(biāo)排放的出水 進行深度處理，是處理后回用于生產(chǎn)或生活是非常重要的。
目前針對二級生化出水的回用處理技術(shù)主要包括活性碳吸附、膜分離、 高級氧化和生化處理等。其中活性碳吸附處理效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定而且 自動化程度高，因而得到廣泛應(yīng)用。但是活性碳吸附的投資成本較高且再 生困難，因而使用收到限制。為此，近年來新型廉價的吸附材料開發(fā)和飽 和吸附劑再生處理方面引起了廣泛關(guān)注。
竹碳是近年來興起的一種新型綠色環(huán)保吸附材料，在環(huán)境保護、食品 和醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域得到大規(guī)模的應(yīng)用。活性碳具有豐富的微孔結(jié)構(gòu)，因而 吸附能力非常強，由此也導(dǎo)致再生處理非常困難，而且目前大部分活性碳 都來源于煤的碳化和活化生產(chǎn)，屬不可再生資源。與活性碳相比，竹碳具 有較多的大孔和介孔結(jié)構(gòu)，吸附能力有所降低，但再生處理要容易的多， 同時可以通過改性處理改變其微孔和表面官能團結(jié)構(gòu)，提高竹碳對污染物 的吸附能力。我國是世界上竹類資源最豐富的國家，素有"竹子王國"之稱， 這些都為竹碳的進一步開發(fā)和應(yīng)用提供了可能，因而竹碳吸附材料在污水吸附凈化處理中必將具有很好的應(yīng)用前景。
目前針對活性碳的再生方法主要包括藥劑洗脫再生、熱再生、化學(xué)氧 化再生和輻射再生等方法。①藥劑再生通過無機或有機藥劑浸泡或淋洗飽 和吸附的活性碳，利用污染物在藥劑中溶解度的增加從而達到污染物解吸 和活性碳再生的目的。但是藥劑洗脫再生效果不徹底，微孔易堵塞，會降 低活性碳的吸附性能。②熱再生根據(jù)有機物在加熱過程中脫附的溫度不同 使污染物去除。對于吸附沸點較低的低分子碳氫化合物和芳香族有機物的
飽和炭， 一般用100 20(TC蒸汽吹脫使活性炭原位再生；而高溫加熱再生 法通常經(jīng)過850"C高溫加熱，使吸附在活性炭上的有機物經(jīng)碳化、活化后達 到再生目的，高溫再生對活性碳的吸附恢復(fù)率高且再生效果穩(wěn)定。但是高 溫再生設(shè)備投入大，運行成本高，很難在分散型的工業(yè)污水處理廠使用。 ③化學(xué)氧化再生通過投加化學(xué)氧化劑對吸附在活性碳上的有機物進行氧化 降解，包括Fenton、 C102、 03和濕法氧化等?；瘜W(xué)氧化再生投資成本低、 實施簡單，通過參數(shù)調(diào)控可以達到很好的再生效果，且對再生后活性碳的 吸附效率影響不大。④電磁輻射再生主要包括微波、超聲和Y輻射再生， 通過活性碳和污染物在電磁波下的特殊作用，使污染物得到降解或解吸， 實現(xiàn)吸附劑的再生。但是在活性碳的原位再生處理上，電磁輻射的實際實 施比較困難，很難得到具有穩(wěn)定大功率輸出的超聲和微波發(fā)生器。
目前竹碳對水體中污染物的吸附研究非常滯后，對飽和吸附竹碳的再 生處理研究尚未見報道，這些都嚴(yán)重阻礙了竹碳在水體凈化處理中的應(yīng)用。 因而研究竹碳對二級生化出水的吸附處理，并研究飽和吸附竹碳的高效再 生處理方法是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有活性碳吸附的不足，提供一種廢水的吸附 回用處理方法，該方法可以去除達標(biāo)排放出水中的微污染物，具有安全可 靠、操作簡便、環(huán)境友好和成本低廉等優(yōu)點。說明書第3/4頁
本發(fā)明提供的廢水的吸附回用處理方法，其步驟包括
(1) 改性處理將潔凈的竹碳粉末放入質(zhì)量百分比濃度為10%—70 %的硝酸溶液或質(zhì)量百分比濃度為10%—40%的氫氧化鈉溶液中浸泡，完 畢后水洗至中性；
(2) 吸附處理使用改性處理后的竹碳對達標(biāo)排放的廢水進行吸附處 理，處理后出水用于生產(chǎn)或生活過程；
(3) 再生處理當(dāng)竹碳對吸附飽和時，進行再生處理與芬頓Fenton
試劑(即H202和F^+的混合水溶液)或C102水溶液混合，使吸附在竹碳表
面的有機污染物氧化分解，恢復(fù)竹碳的吸附性能，.再用于吸附處理。
上述技術(shù)方案可以采用下述一種或幾種方式進行改進
改性處理中，浸泡的優(yōu)選時間為10—48小時。
通過下述優(yōu)選的方式對竹碳進行預(yù)處理，得到潔凈的竹碳粉末將塊
狀的竹碳破碎為io—ioo目的粉狀，使用水清洗去除粉末中的雜質(zhì)。
吸附處理可以采用將改性處理后的竹碳與達標(biāo)排放的廢水混合，或使 達標(biāo)排放的廢水通過改性竹碳填充柱兩種方式進行，使廢水中的微污染物 被竹碳吸附去除。
Fenton試劑中1^202水溶液的質(zhì)量百分比濃度為0.1%—5%，與Fe^摩 爾濃度比為10: 1—50:1， pH為2—6。 (3102水溶液的質(zhì)量百分比濃度濃度 0.5% — 5%
本發(fā)明方法使用竹碳作為吸附材料，使達標(biāo)排放廢水中的微污染物吸 附到竹碳上，使用Fenton試劑或C102對吸附飽和的竹碳進行氧化處理，實 現(xiàn)竹碳吸附性能的再生。本發(fā)明尤其適用于難降解有機物(硝基化合物和 鹵代有機物等)污染水體的處理。同傳統(tǒng)的活性碳吸附和熱再生相比，本 方法再生方便靈活，可以避免飽和吸附活性碳的拋棄或搬運。本發(fā)明具有 安全可靠、操作簡便、環(huán)境友好和成本低廉等優(yōu)點，具有應(yīng)用推廣的價值。


圖1為本發(fā)明方法的示意圖。
圖2為本發(fā)明方法對氯霉素的處理效果圖。
具體實施例方式
本發(fā)明方法的原理示意圖如圖1所示，根據(jù)污染物性質(zhì)對竹碳改性處 理后，通過吸附去除達標(biāo)排放廢水中的微量污染物，廢水回用于生產(chǎn)或生 活過程，竹碳吸附飽和后使用Fenton試劑(即H202和Fe^的混合水溶液) 或C102氧化處理，使吸附性能得到恢復(fù)。
下面通過借助實施例更加詳細地說明本發(fā)明，但以下實施例僅是說明 性的，本發(fā)明的保護范圍并不受這些實施例的限制。
實例h氯霉素是廢水中常見的一種有毒微污染有機物，水體中的氯霉 素存在較大危害。配置不同濃度的氯霉素水溶液，使用竹碳和10wtX氫氧 化鈉改性竹碳進行吸附處理，并與活性碳吸附進行比較，結(jié)果如圖2所示。 氫氧化鈉改性可以大大提高竹碳對氯霉素的吸附效果。通過Fenton試劑(2n/。 過氧化氫和0.5。/。硫酸亞鐵pH3溶液)氧化處理2小時后，竹碳的吸附容量 可以恢復(fù)到初始容量的90% 。
權(quán)利要求
1、一種廢水的吸附回用處理方法，其步驟包括(1)改性處理將潔凈的竹碳粉末放入質(zhì)量百分比濃度為10％-70％的硝酸溶液或質(zhì)量百分比濃度為10％-40％的氫氧化鈉溶液中浸泡，完畢后水洗至中性；(2)吸附處理使用改性處理后的竹碳對達標(biāo)排放的廢水進行吸附處理，處理后出水用于生產(chǎn)或生活過程；(3)再生處理當(dāng)竹碳吸附飽和時，將竹碳與芬頓試劑或ClO2水溶液混合，使吸附在竹碳表面的有機污染物氧化分解。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水的吸附回用處理方法，其特征在于改 性處理中，浸泡時間為10—48小時。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢水的吸附回用處理方法，其特征在于吸附處理的方式是將改性處理后的竹碳與達標(biāo)排放的廢水混合，或使達標(biāo) 排放的廢水通過改性竹碳填充柱。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢水的吸附回用處理方法，其特征在于 將塊狀的竹碳破碎為10—100目的粉狀。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢水的吸附回用處理方法，其特征在于 Fenton試劑中，11202水溶液的質(zhì)量百分比濃度為0.1%—5%，與Fe^摩爾 濃度比為10: 1—50:1， pH為2—6。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢水的吸附回用處理方法，其特征在于C102水溶液的質(zhì)量百分比濃度為0.5% — 5%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種廢水的吸附回用處理方法，適用于難降解有機物(硝基化合物和鹵代有機物等)污染水體的處理。其步驟為①將塊狀竹碳破碎為粉末(10-100目)，水洗去除雜質(zhì)成分；②將預(yù)處理后的竹碳粉末與濃硝酸(10％-70％)或濃氫氧化鈉(10％-40％)浸泡，并水洗至中性；③使用改性處理后的竹碳對達標(biāo)排放的廢水進行吸附處理，出水回用；④使用Fenton試劑(H₂O₂和Fe²⁺的混合水溶液，H₂O₂水溶液濃度為0.1％-5％，與Fe²⁺摩爾濃度比為10∶1-50∶1，pH為2-6)或ClO₂水溶液(0.5％-5％)對吸附飽和的竹碳進行氧化處理，恢復(fù)竹碳的吸附性能。本發(fā)明方法具有能耗低、環(huán)境友好、處理效果好和操作方便等特點。
文檔編號C02F1/28GK101555045SQ200910061899
公開日2009年10月14日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者吳曉暉, 袁松虎 申請人:華中科技大學(xué)