一種低頻超聲波-球型活性炭深度處理印染廢水的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種印染廢水的深度處理方法，特別涉及了一種利用超聲空化效應(yīng)及球型活性炭去除印染廢水中有機(jī)物的技術(shù)。其包括以下步驟：1）將印染廢水加入到超聲波反應(yīng)器中，調(diào)節(jié)pH為3～5，超聲頻率為10kHz～40kHz，超聲功率100w，降解30～60分鐘；2）將經(jīng)過步驟1）降解的廢水通過球型活性炭柱進(jìn)行降解和吸附。本發(fā)明是將傳統(tǒng)的吸附法與新型的超聲處理技術(shù)想結(jié)合，處理方法簡(jiǎn)單，超聲降解設(shè)備占地很小，節(jié)省基建費(fèi)用，適用于印染廢水的深度處理。
【專利說明】一種低頻超聲波-球型活性炭深度處理印染廢水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種印染廢水的深度處理方法，特別涉及了一種利用超聲空化效應(yīng)及球型活性炭去除印染廢水中有機(jī)物的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，印染工業(yè)也得到了高度發(fā)展，其排放的印染廢水已經(jīng)成為水環(huán)境的污染源之一，且排放量也日益增大。染料工業(yè)的飛速發(fā)展和后整理技術(shù)的進(jìn)步，使得新型助劑、染料、整理劑等在印染工業(yè)中的大量使用，導(dǎo)致有毒難降解的有機(jī)物含量越來越多，有些甚至?xí)掳?、致突變、致畸形等，?duì)水環(huán)境及人體健康有極大的危害。因此，對(duì)印染廢水的治理，已成為急需解決的問題。
[0003]傳統(tǒng)的印染廢水處理方法，如吸附、混凝、懸浮等，具有設(shè)備簡(jiǎn)單和操作方便等特點(diǎn)，其中活性炭有較強(qiáng)的吸附性能，不論是直接還是作為活性濾料使用，都能對(duì)污染物有效地去除，但是活性炭成本高，再生困難。目前，國(guó)內(nèi)外的印染廢水處理技術(shù)，有膜分離技術(shù)、超聲波技術(shù)、高能物理法、高級(jí)氧化技術(shù)等，操作簡(jiǎn)單，都有很好的去除效果。其中，膜分離技術(shù)處理印染廢水具有能耗低、使用范圍廣、設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但是膜的壽命較短，易于污染；而高能物理法所需的儀器價(jià)格昂貴，還需要進(jìn)一步的研究才能適用于實(shí)際廢水的處理。因此有必要尋求一種反應(yīng)條件溫和、易于操作、二次污染風(fēng)險(xiǎn)低、處理效果理想且成本適宜的有機(jī)污染物處理技術(shù)。
[0004]超聲波降解技術(shù)是一種新型的廢水深度處理技術(shù)。利用超聲輻射產(chǎn)生的空化效應(yīng)，在極短的時(shí)間內(nèi)崩潰釋放出能量，形成具有極端物理化學(xué)環(huán)境和含有高能量的“微反應(yīng)器”，有機(jī)物在超聲作用下可以徹底礦化或者轉(zhuǎn)化為無害的小分子化合物。盡管有機(jī)廢水的超聲處理方法有操作簡(jiǎn)單，效率較高、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，而且可以處理一些難降解污染物，但一般都存在處理量有限·、能耗大、成本高等缺點(diǎn)，因而目前的研究主要集中在超聲波與其它技術(shù)聯(lián)用方面。本發(fā)明將新型的超聲波降解技術(shù)與傳統(tǒng)的吸附劑-球型活性炭與相結(jié)合，以達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，取長(zhǎng)補(bǔ)短的目的，使二者可以發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)。提供了一種超聲波-球型活性炭深度處理印染廢水中有機(jī)污染物的方法，以操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的處理方法使得印染廢水出水達(dá)到國(guó)家一級(jí)水質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn)。并且球型活性炭在超聲作用下再生容易，可以解決球型活性炭再生問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種超聲波-球型活性炭深度處理印染廢水中有機(jī)污染物的方法。
[0006]一種低頻超聲波-球型活性炭深度處理印染廢水的方法，包括以下步驟:
[0007]1)將印染廢水加入到超聲波反應(yīng)器中，調(diào)節(jié)pH為3~5，超聲頻率為10kHz~40kHz，超聲功率100w,降解30~60分鐘；
[0008]2)將經(jīng)過步驟1)降解的廢水通過球型活性炭柱進(jìn)行降解和吸附。
[0009]其中，超聲波反應(yīng)器可通過市場(chǎng)購(gòu)買獲得。[0010]優(yōu)選的，所述印染廢水為低濃度的印染廢水，其水質(zhì)為:pH=6~9，C0D (化學(xué)需氧量)為400~550mg/L，B0D (生物需氧量)為150~200mg/L，SS (懸浮物)為150~200mg/L，色度為250~350倍。
[0011]優(yōu)選的，所述步驟1)中的廢水超聲處理的溫度為10°C~30°C。
[0012]優(yōu)選的，所述步驟2)中球型活性炭柱中的球型活性炭的比表面積在1000~1300m2/g,填充密度為0.45~0.60g/ml,對(duì)亞甲基藍(lán)的脫色力在220~270ml/g,pH為6~8。
[0013]優(yōu)選的，所述印染廢水經(jīng)過步驟1)超聲降解后，有機(jī)物的降解率為45.1~63.11%。
[0014]優(yōu)選的，所述印染廢水經(jīng)過步驟2)降解和吸附綜合處理后，有機(jī)物的降解率為100%。
[0015]球型活性炭的制備
[0016]將浙青放入容器裝置內(nèi)，在0.1~0.5MPa的壓力下，至熔融溫度260~400°C，保持3~10小時(shí)，冷卻后加工成粉體，然后按照碳粉、粘合劑與粉體浙青在常溫下制備成直徑
0.5mm~5_的圓球顆粒,最后在600~900°C活化得到浙青球型活性炭。制備的球型活性炭比表面積在1000~1300m2/g。
[0017]將制備的球型活性炭裝柱，根據(jù)水處理的需要制備各種不同的吸附柱，實(shí)驗(yàn)證明本吸附柱可以完全吸附低濃度的染料廢水，吸附飽和后超聲再生可達(dá)93%以上。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以`下優(yōu)勢(shì):
[0019]1.本發(fā)明中所采用的是在10kHz~40kHz低頻超聲波裝置，該種超聲波設(shè)備價(jià)格不高，超聲工藝簡(jiǎn)單，耗能也較低。
[0020]2.球型活性炭?jī)r(jià)廉易得、吸附過程簡(jiǎn)單快速，且在超聲作用下再生容易，可以解決其再生問題。
[0021]3.本發(fā)明是將傳統(tǒng)的吸附法與新型的超聲處理技術(shù)想結(jié)合，處理方法簡(jiǎn)單，超聲降解設(shè)備占地很小，節(jié)省基建費(fèi)用，適用于印染廢水的深度處理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為超聲降解亞甲基藍(lán)溶液隨時(shí)間變化效果圖。
[0023]圖2為超聲功率對(duì)亞甲基藍(lán)降解率的影響。
[0024]圖3為pH值對(duì)超聲降解的影響。
[0025]圖4為復(fù)合染料隨時(shí)間變化超聲降解圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0027]以亞甲基藍(lán)溶液作為印染廢水為例，將3mg/L的亞甲基藍(lán)溶液加入超聲波反應(yīng)器，超聲的頻率選取在10kHz~40kHz，功率為100w。調(diào)節(jié)溶液的pH=3，超聲處理30分鐘后取樣分析，溶液中有機(jī)物的降解率達(dá)到63.11%，通過自制的球型活性炭柱吸附，進(jìn)過降解吸附后有機(jī)物的降解率達(dá)到100%，溶液處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。[0028]下述實(shí)施方案能更好地說明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不限于下述實(shí)例。
[0029]實(shí)施例1
[0030]如附圖1所示。設(shè)置一系列時(shí)間對(duì)降解效果影響的試驗(yàn)，采用浸入式超聲方式，將3mg/L亞甲基藍(lán)溶液加入到超聲波反應(yīng)器，用40kHzl00W超聲波裝置處理。分別超聲處理
5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60分鐘后，取樣分析，發(fā)現(xiàn)隨著超聲時(shí)間的增長(zhǎng)，溶液的濃度逐漸降低，溶液吸光度隨時(shí)間的降解效果參閱圖1。
[0031]由圖1說明，用低頻率的超聲波裝置處理亞甲藍(lán)溶液時(shí)，亞甲基藍(lán)的濃度是隨超聲時(shí)間的增加有規(guī)律的下降，考慮能耗問題，選擇超聲時(shí)間為30分鐘。
[0032]實(shí)施例2
[0033]如附圖2所示。設(shè)置一系列超聲功率對(duì)降解效果影響的實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)超聲功率分別為40w、60w、80w、100w,未調(diào)節(jié)溶液pH條件下，將3mg/L的亞甲藍(lán)溶液分別超聲30min,每隔5min測(cè)定一次溶液的吸光度。亞甲藍(lán)溶液的降解率隨時(shí)間的變化參閱圖2。
[0034]由圖2說明，隨著功率的增大，溶液的降解率逐漸增大。當(dāng)超聲功率為100w時(shí)降解效果最好，30min的降解率可以達(dá)到35%，通過自制的球型活性炭柱染料降解和吸附后，廢水中有機(jī)物的降解率達(dá)到100%。
[0035]實(shí)施例3
[0036]如附圖3所示。 設(shè)置一系列pH對(duì)降解效果影響的實(shí)驗(yàn)，3mg/L的亞甲藍(lán)溶液用40kHz、100w超聲，分別調(diào)節(jié)pH為3、5、7、9、11，超聲處理30min后，測(cè)定溶液的吸光度。超聲降解率與pH的關(guān)系參閱圖3。
[0037]由圖3說明，隨著pH的增大，溶液的降解率逐漸下降。當(dāng)溶液的pH為酸性時(shí)降解效果比較好，30min的降解率可以達(dá)到63%，通過自制的球型活性炭柱染料降解和吸附后，廢水中有機(jī)物的降解率達(dá)到100%。
[0038]實(shí)施例4
[0039]如附圖4所示。將甲基橙、甲基藍(lán)和羅丹明B配制成一定濃度的復(fù)合染料溶液，調(diào)節(jié)超聲功率為100w，溶液pH=3，超聲處理30min后，測(cè)定溶液的吸光度。降解率隨時(shí)間的變化參閱圖4。
[0040]由圖4說明，用低頻率超聲波裝置處理復(fù)合染料溶液時(shí)，溶液吸光度隨超聲時(shí)間的增加逐漸下降，降解率可以達(dá)到48.2%，通過自制的球型活性炭柱染料降解和吸附后，廢水中有機(jī)物的降解率達(dá)到100%。
[0041]本發(fā)明可低濃度的印染廢水，處理前廢水的水質(zhì)為:pH=6~9，C0D (化學(xué)需氧量)為400~550mg/L，B0D (生物需氧量)為150~200mg/L，SS (懸浮物)為150~200mg/L，色度為250~350倍。經(jīng)處理后，排放水的水質(zhì)可以達(dá)到:pH=6.8~7.5，C0D(化學(xué)需氧量)為15mg/L，B0D (生物需氧量)為25mg/L，SS (懸浮物)為15mg/L，色度為10倍。由于采用的超聲和球型活性炭協(xié)同作用，處理的水質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，并可以實(shí)現(xiàn)球型活性炭原位再生。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種低頻超聲波-球型活性炭深度處理印染廢水的方法，包括以下步驟:1)將印染廢水加入到超聲波反應(yīng)器中，調(diào)節(jié)pH為3~5，超聲頻率為10kHz~40kHz，超聲功率100w，降解30~60分鐘；2)將經(jīng)過步驟1)降解的廢水通過球型活性炭柱進(jìn)行降解和吸附。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述印染廢水為低濃度的印染廢水，其水質(zhì)為:PH=6~9，化學(xué)需氧量為400~550mg/L，生物需氧量為150~200mg/L，懸浮物為150~200mg/L，色度為250~350倍。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟1)中的廢水超聲處理的溫度為10°C~30°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟2)中球型活性炭柱中的球型活性炭的比表面積為1000~1300m2/g，填充密度為0.45~0.60g/ml，對(duì)亞甲基藍(lán)的脫色力為 220 ~270ml/ g，pH 為 6 ~8。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的方法，其特征在于:所述印染廢水經(jīng)過步驟1)超聲降解后，有機(jī)物的降解率為45.1~63.11%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的方法，其特征在于:所述印染廢水經(jīng)過步驟2)降解和吸附綜合處理后，有機(jī)物的降解率為100%。
【文檔編號(hào)】C02F9/08GK103739133SQ201410035433
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】宋功武, 儲(chǔ)濤, 何瑜, 毛芹利, 肖飛 申請(qǐng)人:鼎泰（湖北）生化科技設(shè)備制造有限公司