申请日2015.05.22
公开(公告)日2016.02.03
IPC分类号B01J20/26; B01J20/34; C02F1/28; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种可原位再生循环使用的有机污染废水处理剂及其使用方法，其特征在于：所述有机污染废水处理剂包含以下原料，其质量份比为：膨润土原土为55-75份;有机表面改性剂为25-45份;聚乙烯醇为1-5份;硼砂为0.1-1份;将各原料按比例在一定温度下按比例调成浆料反应，反应结束后物料经过造粒成型与干燥，得到所述的废水处理剂。
权利要求书
1.一种可原位再生循环使用的有机污染废水处理剂，其特征在于：所述的废水处理剂能够用NaOH溶液处理，再用清水洗至出水pH恢复中性后恢复吸附能力;所述有机污染废水处理剂按质量比包含以下原料：
膨润土原土为55～75份;有机表面改性剂为25～45份;
聚乙烯醇1～5份;硼砂0.1～1份;
将各原料按比例调成浓度为15-25%的浆料，在50-90℃下充分反应，反应结束后物料经过造粒成型与干燥，得到所述的废水处理剂。
2.根据权利要求1所述的废水处理剂，其特征在于：所述的膨润土原土中，蒙脱石含量在80%以上。
3.根据权利要求1或2所述的废水处理剂，其特征在于：所述的有机表面改性剂为十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、双十六烷基二甲基溴化铵、双十八烷基二甲基氯化铵中的任意一种，或任意两种以上按任意比例混合。
4.根据权利要求1或2所述的废水处理剂，其特征在于：所述造粒成型方法为对反应后物料过滤得到滤饼在常温下直接采用挤条机挤出成型。
5.根据权利要求1或2所述的废水处理剂，其特征在于：所述干燥方法为自然风干或低于100℃烘干。
6.一种将权利要求1所述可原位再生循环使用废水处理剂用于处理有机污染废水的使用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)检测待处理污染水样中化学需氧量指标，及主要有机污染物类型;
(2)将所述废水处理剂放入固定床反应器内;
(3)将待处理污染水样连续泵入固定床反应器内，根据检测结果控制泵入速率使污染水样在反应器内停留5分钟至1小时;污染水样在通过反应器时，反应器内废水处理剂对污染水样中有机污染物进行吸附，使之COD指标降低;
(4)采样检测固定床反应器出口水样COD指标;如果检测不符合环保要求，调整步骤(3)中的泵入流速，直到检测结果符合环保要求;
(5)当反应器内废水处理剂吸附能力下降时，在反应器内对其进行原位解吸再生;采用质量分数为1～5%的NaOH溶液在反应器内循环1～2小时后排出，再用清水洗至出水 pH恢复中性后即完成废水处理剂的原位解吸再生，实现废水处理剂的循环使用。
说明书
一种可原位再生循环使用的有机污染废水处理剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，特别是涉及一种可原位再生循环使用的用于处理有机污染废水的废水处理剂及使用方法。
背景技术
水中的各种污染物中，有机污染物，不仅在水中存在时间长、迁移范围广，而且危害大、处理难度大，一直是环保领域的一个重要研究课题。生产生活有机污染废水主要来源有选矿、冶金、电镀、制药、印染、食品及海产品加工、造纸、皮革等行业企业生产废水等。其中，食品、制药、造纸、皮革等行业企业生产废水化学耗氧量(COD)较高，且难降解，“高浓度”、“难降解”两大特性的叠加，使得此类废水在处理中，单独使用生物法或物化法等“常规”方法失去可能。
目前，对有机污染废水的处理方法主要有物化反应法、生化反应法、吸附法。其中物化法对通常有机污染废水均有一定处理效果，但其处理系统占地面积大，进行深度处理时药剂成本过高。生化法对可降解有机污染物具有较好的处理效果，运行成本较低，但通常需要进行消化或降解预处理，且生化反应设备投资成本高、占地面积较大。吸附法具有投资、运行成本低，处理效率高，操作简单等特点，但其对吸附材料要求较高，要求吸附材料对相应有机污染物具有较好的吸附效果和吸附容量，此外还需解决吸附后渣的二次污染问题。
使用有机改性膨润土材料对有机污染废水进行处理国内外已有一些报道，但传统膨润土处理废水工艺主要以粉末状材料投料搅拌吸附方式为主，动力消耗高、设备占地面积大，吸附材料为一次性使用成本较高，同时还存在吸附材料使用后残渣的二次污染问题。
部分报道采用高温烧结方式对膨润土进行成型，制备的陶粒成型效果好，但高温使膨润土基本丧失了离子交换能力，无法进行表面改性，仅能依靠自身的微孔进行物理吸附，对有机污染物吸附选择性较差，对有机污染废水处理效果不佳。这种成型方法制备的陶粒可以解吸再生，但需要高温焙烧再生，无法在反应器内原位实现循环使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺流程简单、操作使用方便、处理效果好、能够循环使用降低成本的用于处理有机污染废水的废水处理剂及其使用方法。
本发明通过下述技术方案予以实现：
一种可原位再生循环使用的有机污染废水处理剂，其特征在于：所述的废水处理剂能够用NaOH溶液处理，再用清水洗至出水pH恢复中性后恢复吸附能力;所述有机污染废水处理剂包含以下原料，其质量份比为：
膨润土原土为55～75份;
有机表面改性剂为25～45份;
聚乙烯醇为1～5份;
硼砂为0.1～1份;
将各原料按比例调成浓度为15-25%的浆料，在50-90℃下充分反应，反应结束后物料经过造粒成型与干燥，得到所述的废水处理剂。
优选地，本发明所述的膨润土原土中，蒙脱石含量在80%以上。
所述的有机表面改性剂为十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、双十六烷基二甲基溴化铵、双十八烷基二甲基氯化铵中的任意一种，或任意多种按任意比例混合。
所述造粒成型方法为对反应后物料过滤得到滤饼在常温下直接采用挤条机挤出成型，所述干燥方法为自然风干或低于100℃烘干。颗粒的大小，可以根据需要，一般可以在 1-10mm范围内。
所述可原位再生循环使用废水处理剂用于处理有机污染废水的使用方法，包括以下步骤：
(1)检测待处理污染水样中化学需氧量(COD)指标，及主要有机污染物类型;
(2)将所述废水处理剂放入固定床反应器内;
(3)将待处理污染水样连续泵入固定床反应器内，根据检测结果控制泵入速率使污染水样在反应器内停留一定时间，停留时间在5分钟至1小时;污染水样在通过反应器时，反应器内废水处理剂对污染水样中有机污染物进行吸附，使之COD指标降低;
(4)采样检测固定床反应器出口水样COD指标;如果检测不符合环保要求，调整步骤3中的泵入流速，直到检测结果符合环保要求;
(5)当反应器内废水处理剂吸附能力下降时，可在反应器内对其进行原位解吸再生;采用质量分数为1～5%的NaOH溶液在反应器内循环1～2小时后排出，再用清水洗至出水 pH恢复中性后即完成废水处理剂的原位解吸再生，实现废水处理剂的循环使用。
与现有技术相比，本发明所述的废水处理剂具有较好的表面性能，对有机污染物选择吸附效果好;再生时无需高温焙烧，可在反应器内完成解吸再生，便捷的实现吸附材料的循环使用等优点。本发明所述的废水处理剂使用方法具有工艺流程简单，操作方便，运行成本低廉，设备占地面积小等优点，有机污染废水连续经过反应器即能完成处理，废水处理剂的再生避免了渣的二次污染问题。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明：
废水处理剂的实施例1：
将原料蒙脱石含量在80%以上的膨润土、十六烷基三甲基氯化铵、聚乙烯醇、硼砂按照质量百分比称重：膨润土为71%，十六烷基三甲基氯化铵为26.5%，聚乙烯醇为2.1%，硼砂为0.4%，用水将其混合为浓度为20%的浆料，在反应釜中加热至80℃，搅拌反应2 小时，反应后物料过滤后得到含水率为60%的滤饼，将滤饼用挤条机挤出成型为直径为5 毫米的圆柱状颗粒，自然风干后即得到所述的废水处理剂。
废水处理剂的实施例2：
将原料膨润土、十六烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、聚乙烯醇、硼砂按照质量百分比称重：膨润土为64%，十六烷基三甲基氯化铵为11.2%，双十八烷基二甲基氯化铵为22.5%，聚乙烯醇为2%，硼砂为0.3%，用水将其混合为浓度为20%的浆料，在反应釜中加热至80℃，搅拌反应2小时，反应后物料过滤后得到含水率为60%的滤饼，将滤饼用挤条机挤出成型为直径为4毫米的圆柱状颗粒，自然风干后即得到所述的废水处理剂。
废水处理剂的实施例3：
将原料膨润土、十八烷基三甲基氯化铵、双十六烷基二甲基氯化铵、聚乙烯醇、硼砂按照质量百分比称重：膨润土为62%，十八烷基三甲基氯化铵为15.3%，双十六烷基二甲基氯化铵为19.6%，聚乙烯醇为2.5%，硼砂为0.6%，用水将其混合为浓度为20%的浆料，在反应釜中加热至80℃，搅拌反应2小时，反应后物料过滤后得到含水率为60%的滤饼，将滤饼用挤条机挤出成型为直径为5毫米的圆柱状颗粒，自然风干后即得到所述的废水处理剂。
废水处理剂的使用方法实验室实施例1：
10升有机污染废水取自云南省文山州某矿区。
(1)采用《化学需氧量的测定方法》(GB11914-89)中规定的重铬酸盐法测定水样品种化学需氧量，化学需氧量的检测结果为640mg/L。
(2)根据上述检测结果，采用“废水处理剂的实施例1”中给出的废水处理剂50克，将其置入容积为50毫升的吸附柱内。
(3)采用蠕动泵将待处理水样连续泵入吸附柱中，流速为200ml/h，即待处理水样在吸附柱内停留时间为15分钟。
(4)对吸附柱出水进行采样检测，处理后水样中化学需氧量检测结果为26.2mg/L，满足《地表水环境质量标准》(GB/T3838-2002)中IV类水质浓度限制要求。
废水处理剂的使用方法实验室实施例2：
20升有机污染废水取自福建省三明市某服装整染厂。
(1)采用《化学需氧量的测定方法》(GB11914-89)中规定的重铬酸盐法测定水样品种化学需氧量，化学需氧量的检测结果为260mg/L。
(2)根据上述检测结果，采用“废水处理剂的实施例3”中给出的废水处理剂50克，将其置入容积为50毫升的吸附柱内。
(3)采用蠕动泵将待处理水样连续泵入吸附柱中，流速为300ml/h，即待处理水样在吸附柱内停留时间为10分钟。
(4)对吸附柱出水进行采样检测，处理后水样中化学需氧量检测结果为19.4mg/L，满足《地表水环境质量标准》(GB/T3838-2002)中III类水质浓度限制要求。
废水处理剂的使用方法工业实施例1：
待处理有机污染废水为河北省张家口市某矿区选矿回水，按照本发明所述的废水处理剂使用方法，建设并投入使用一套日处理规模为7000吨的选矿回水处理系统。
(1)采用《化学需氧量的测定方法》(GB11914-89)中规定的重铬酸盐法测定水样品种化学需氧量，化学需氧量的检测结果为230mg/L。
(2)根据上述检测结果，采用“废水处理剂的实施例2”中给出的废水处理剂45吨，将其置入6台并联的总有效容积为50立方米的固定床吸附柱内。
(3)采用提升泵将待处理水样连续泵入吸附柱中，总流速为300m3/h，即待处理水样在吸附柱内停留时间为10分钟。
(4)对吸附柱出水进行采样检测，处理后水样中化学需氧量检测结果为17mg/L，满足《地表水环境质量标准》(GB/T3838-2002)中III类水质浓度限制要求。
(5)每运行20天进行一次解吸再生，解吸采用180立方米浓度为2%的氢氧化钠溶液，碱液在固定床吸附柱内循环2小时后排出。吸附柱内废水处理剂用清水洗至出水pH 恢复中性后即完成废水处理剂的原位解吸再生，可继续选矿回水的处理。
(6)解吸后的碱液和清水洗水混合，采用Fenton法进行氧化处理，得到无害的氢氧化铁渣排至尾矿库内封存，上清液并入选矿回水系统。