申请日2013.11.19
公开(公告)日2014.02.05
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明公开了一种高效吸附处理含低浓度洛克沙胂废水的方法，属于污水处理技术领域。本发明的步骤为：步骤一、制备聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂;步骤二、对含低浓度洛克沙胂废水进行预处理，去除废水中悬浮固体;步骤三、向步骤二预处理得到的废水中投加聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂，投加的聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂在预处理得到的废水中含量为0.5~3.0g/L;步骤四、调节步骤三得到的吸附体系的pH范围为6~9，搅拌吸附60～120min，静置沉淀30～60min后固液分离。本发明能够高效、低耗处理含低浓度洛克沙胂废水，操作方便，易于控制，几乎不受废水中的含盐量影响。
权利要求书
1.一种高效吸附处理含低浓度洛克沙胂废水的方法，其步骤为：
步骤一、制备聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂;
步骤二、对含低浓度洛克沙胂废水进行预处理，去除废水中悬浮固体，控制悬浮固体浓度小于30mg/L;
步骤三、向步骤二预处理得到的废水中投加聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂，投加的聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂在预处理得到的废水中含量为0.5~3.0g/L;
步骤四、调节步骤三得到的吸附体系的pH范围为6~9，搅拌吸附60～120min，静置沉淀30～60min后固液分离，分离得到的初步处理废水进入后续废水处理系统进行进一步处理，分离得到的含洛克沙胂的污泥进入后续泥渣处理系统进一步处理。
2.根据权利要求1所述的一种高效吸附处理含低浓度洛克沙胂废水的方法，其特征在于：步骤一制备聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂的具体过程为：在0.05~0.2mol/L的铁(Ⅲ)盐溶液中，边搅拌边滴加质量百分比浓度为1%的聚丙烯酸钠溶液，在50~100℃温度下，络合反应4~8h后，静置，弃去上清液，沉淀用去离子水洗涤3次后，用水定容，形成聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂。
3.根据权利要求2所述的一种高效吸附处理含低浓度洛克沙胂废水的方法，其特征在于：步骤一制备聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂的过程中，使用的铁(Ⅲ)盐溶液为硝酸铁(Ⅲ)、硫酸铁(Ⅲ)或氯化铁(Ⅲ)溶液。
4.根据权利要求2或3所述的一种高效吸附处理含低浓度洛克沙胂废水的方法，其特征在于：步骤一制备聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂的过程中，所述的聚丙烯酸钠的平均相对分子质量大于10000。
5.根据权利要求4所述的一种高效吸附处理含低浓度洛克沙胂废水的方法，其特征在于：步骤二中所述的含低浓度洛克沙胂废水中洛克沙胂含量不大于100mg/L。
6.根据权利要求5所述的一种高效吸附处理含低浓度洛克沙胂废水的方法，其特征在于：步骤四中调节步骤三得到的吸附体系的pH为7，搅拌吸附90min，静置沉淀60min后固液分离。
说明书
一种高效吸附处理含低浓度洛克沙胂废水的方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，更具体地说，涉及一种高效吸附处理含低浓度洛克沙胂废水的方法。
背景技术
随着我国城市化和工业化进程的加速，地下水、地表水以及生活用水等水体的污染越来越严重，水体污染与防治已成为普遍关注的重要课题。人们一方面采用对环境友好、绿色的化学合成路线等方法从源头和根本上减少污染，另一方面，针对新形势下的水环境污染，如何建立高效、经济、清洁、彻底地去除水中污染物的新方法也正在成为国内外关注的热点。经过科学家们的共同努力与实践，目前针对水中的重金属、固体悬浮物(SS)、可生化降解有机污染物(BOD)、氮、磷等污染物的处理技术日趋完善。但对于污染水体中难于生物降解、易于生物富集和具有“三致”作用的低浓度有毒有机污染物或一些新型有机污染物的处理，因其在水中含量低，难于富集和降解，直接制约处理水的回用，目前还缺乏十分有效的处理方法和技术，故研究和开发更有效的特殊污染物控制的新原理、新技术和新方法是迫在眉睫的问题。
针对水体中低浓度有机污染物，人们一直在努力寻找高效、经济的去除方法与技术。目前，多采用深度氧化法(AOTs)、吸附法、混凝法等，其中AOTs对有机物降解存在不彻底、能耗高、处理成本高等局限性，在水污染控制方面受到很大的限制。吸附法存在吸附容量小(常规吸附剂，如颗粒活性炭等)、选择性差、用量大且受水质影响较大、易带来二次污染等问题。混凝法存在当采用常规絮凝剂进行絮凝沉淀处理时，难以形成大且量多的“矾花”，目标有机污染物去除效果差，常规絮凝剂混凝效果差、用量大、产品稳定性不好，水中残留铁、铝量易超标，易发生返色现象等问题，大大限制了这些常规絮凝剂在含低浓度有机污染物废水中的应用。
近年来，砷制剂的使用越来越广泛，洛克沙胂( Roxarsone) 具有促进畜禽生长，提高饲料转化率，促进畜色素沉积，对家禽能增加其他抗球虫药的效果，在世界各国广泛被作为饲料添加剂使用。然而，由于饲料中的洛克沙胂绝大部分以原型形式排出，经施肥后进入周围的土壤和水体，易造成环境的砷污染。针对畜禽养殖业含洛克沙胂废水，若采用生物处理的方法，有机胂类药物将转化成易与有机质或矿物结合的无机砷(Ⅲ或V)，直接制约处理水的废水资源化利用。基于洛克沙胂具有活性的砷酸、羟基、硝基等官能团，易与水体介质(如过渡金属、天然有机质等)发生相互作用，并直接改变洛克沙胂进入环境后的迁移、转化行为，将畜禽养殖废水进行生物处理之前，通过吸附预处理去除洛克沙胂，有利于后续废水处理或资源化利用，是一个处理含洛克沙胂废水的有效途径。
针对含低浓度有机胂的废水，常规加铁絮凝剂处理时，需要投加的铁絮凝剂量大，形成的絮体粒径小，难以泥水分离，出水水质难以保障。经检索：关于金属-有机络合聚合物多用于能源气体(氢气、甲烷等)分离和吸附方面的应用，但应用于废水处理，还鲜有报道;关于处理含砷废水的方法也有技术方案公开，如中国专利申请号201110308990.1，申请日为2011年10月13日，发明创造名称为：一种含砷废水的深度处理方法。又如中国专利申请号200810031330.1，申请日为2008年5月16日，发明创造名称为：一种氨浸法生产纳米氧化锌除砷的方法。上述申请案均能达到一定的砷处理效果，但上述申请案为通过一系列的化学反应获得沉淀，以达到去除废水中砷的效果，如此，极易引入二次污染，且处理过程较复杂。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服处理废水中低浓度洛克沙胂时，采用常规混凝法处理需要消耗大量的混凝剂、矾花少、去除率低;采用常规吸附剂(如活性炭等)缺乏选择性的问题，提供了一种高效吸附处理含低浓度洛克沙胂废水的方法，本发明提供的方法将聚丙烯酸钠中的羧酸基团与Fe(Ⅲ)结合，形成分散性很好的“矾花”絮体，该絮体中的铁与砷酸基团发生吸附、络合作用，形成较大的“矾花”，易于与水分离，解决了在使用Fe(Ⅲ)混凝沉淀处理低浓度洛克沙胂废水时，Fe(Ⅲ)消耗量大、“矾花”粒径小、量少，难以与水快速分离的问题，同时也避免了处理水中含铁超标带来的二次污染问题。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种高效吸附处理含低浓度洛克沙胂废水的方法，其步骤为：
步骤一、制备聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂;
步骤二、对含低浓度洛克沙胂废水进行预处理，去除废水中悬浮固体，控制悬浮固体浓度小于30mg/L;
步骤三、向步骤二预处理得到的废水中投加聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂，投加的聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂在预处理得到的废水中含量为0.5~3.0g/L;
步骤四、调节步骤三得到的吸附体系的pH范围为6~9，搅拌吸附60～120min，静置沉淀30～60min后固液分离，分离得到的初步处理废水进入后续废水处理系统进行进一步处理，分离得到的含洛克沙胂的污泥进入后续泥渣处理系统进一步处理。
更进一步地，步骤一制备聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂的具体过程为：在0.05~0.2mol/L的铁(Ⅲ)盐溶液中，边搅拌边滴加质量百分比浓度为1%的聚丙烯酸钠溶液，在50~100℃温度下，络合反应4~8h后，静置，弃去上清液，沉淀用去离子水洗涤3次后，用水定容，形成一定浓度的聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂。
更进一步地，步骤一制备聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂的过程中，使用的铁(Ⅲ)盐溶液为硝酸铁(Ⅲ)、硫酸铁(Ⅲ)或氯化铁(Ⅲ)溶液。
更进一步地，步骤一制备聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂的过程中，所述的聚丙烯酸钠的平均相对分子质量大于10000。
更进一步地，步骤二中所述的含低浓度洛克沙胂废水中洛克沙胂含量不大于100mg/L。
更进一步地，步骤四中调节步骤三得到的吸附体系的pH为7，搅拌吸附90min，静置沉淀60min后固液分离。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种高效吸附处理含低浓度洛克沙胂废水的方法，制备了一种聚丙烯酸铁(Ⅲ)络合物悬浊吸附剂，该吸附剂易于吸附废水中的低浓度洛克沙胂，吸附量高，吸附剂的饱和吸附量达到173.8mg洛克沙胂/g PAA-Fe(Ⅲ)(pH：5~7)、103.6mg洛克沙胂/g PAA-Fe(Ⅲ)(pH：7~9)，且吸附完成后易与水分离，出水水质稳定;
(2)本发明的一种高效吸附处理含低浓度洛克沙胂废水的方法，吸附剂制备方法简单，不需要复杂的合成设备和苛刻的合成条件，原料易得，克服了传统加Fe(Ⅲ)处理含低浓度洛克沙胂废水过程中形成的絮体少，难以与水快速分离，且消耗大量的Fe(Ⅲ)并导致处理水中含铁易超标的二次污染问题;
(3)本发明的一种高效吸附处理含低浓度洛克沙胂废水的方法，操作方便，易于控制，几乎不受废水中的含盐量影响，能够高效、低耗处理含低浓度洛克沙胂废水，具有很好的推广应用价值。