專利名稱：一種利用有機(jī)改性膨潤土處理廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用有機(jī)改性膨潤土處理廢水的方法。
背景技術(shù)：
膨潤土是一種以蒙脫石為主要礦物的層狀鋁硅酸鹽礦物，在粘土礦物形成過程中，常會(huì)發(fā)生類似同晶替代作用，因此晶體結(jié)構(gòu)層間存在過剩負(fù)電荷，能以靜電吸附陽離子保持電中性，具有陽離子交換性能。此外，膨潤土是一種天然的納米材料，具有很大的表面積，巨大的表面積賦予了它巨大的表面能，使其具有巨大的吸附能。由于具有良好的物理化學(xué)性能，膨潤土廣泛用于石油開采、定向穿越、鋼鐵鑄造、冶金球團(tuán)、化工涂料、復(fù)合肥、漿紗、橡膠、塑料、造紙、廢水處理、吸潮劑、農(nóng)藥等領(lǐng)域。膨潤土的有機(jī)改性主要是通過插層改性來提高膨潤土的層間距，擴(kuò)大層間比表面積，從而使它對(duì)有機(jī)污染物和重金屬的吸附能力都大大提高，有機(jī)改性膨潤土廣泛地應(yīng)用于廢水處理領(lǐng)域。有機(jī)改性膨潤土生產(chǎn)方法已經(jīng)有較多的專利報(bào)道，如專利CN02103804.X、 專利CN 200710158857. 6、專利CN99119834. 4、專利CN03116258. 4等，無疑有機(jī)改性有效改善膨潤土的吸附性能，增強(qiáng)了它在廢水處理中的應(yīng)用的可能。此外，現(xiàn)有技術(shù)中的應(yīng)用主要是將粉末狀有機(jī)改性膨潤土加入到要凈化的廢水進(jìn)行中靜態(tài)攪拌吸附，如專利CN03116257. 6、專利CN200710070237. 7所述。雖然吸附的效果很好，但在實(shí)際應(yīng)用中需要對(duì)處理后的廢水進(jìn)行過濾、離心或沉降，存在著固液分離難，分離設(shè)備占地面積大，工藝流程較長等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，提供一種使用方便的利用有機(jī)改性膨潤土處理廢水的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種利用有機(jī)改性膨潤土處理廢水的方法，包括如下步驟(1)將有機(jī)改性膨潤土固定化成型；(2)將成型的有機(jī)改性膨潤土裝填入吸附裝置內(nèi)；(3)將廢水以一定流速送入裝填有有機(jī)改性膨潤土的吸附裝置中，使廢水和有機(jī)改性膨潤土充分接觸浸潤吸附，處理后液流出即為凈化的廢水；(4)待吸附至飽和，用解吸液解吸有機(jī)改性膨潤土，使其再生并循環(huán)利用。所述步驟(1)的固定化成型是指在有機(jī)改性膨潤土中按一定的比例添加水或水和粘結(jié)劑，混合后制成的具有一定尺寸的幾何體，然后經(jīng)過干燥使其固化成型。所述添加水或水和粘結(jié)劑的比例為所述有機(jī)改性膨潤土質(zhì)量的-50%。所述粘結(jié)劑為白炭黑、堿性硅溶膠、硅酸鈉和水泥中的一種。所述的將有機(jī)改性膨潤土制成幾何體的方法包括圓盤造粒、手工或機(jī)械擠壓成型及壓片。所述干燥為自然風(fēng)干或烘干，烘干溫度為室溫 100°C。所述步驟O)的吸附裝置為吸附柱或吸附箱。所述步驟(3)中吸附裝置內(nèi)廢水的流速為每小時(shí)1 100個(gè)吸附裝置體積。所述步驟(3)的廢水為有機(jī)廢水或含重金屬廢水。所述步驟中的解吸液為濃度為0. 5% 20%的無機(jī)酸或無機(jī)堿。所述無機(jī)酸優(yōu)選為硝酸或硫酸，所述無機(jī)堿優(yōu)選為氫氧化鈉。本發(fā)明的有益效果是(1)本發(fā)明利用有機(jī)改性膨潤土表面疏水性高，成型后在水中保持顆粒形態(tài)的特點(diǎn)，通過對(duì)有機(jī)改性膨潤土固定化成型，解決了廢水與吸附劑的固液分離問題，工藝流程短、占地面積小、運(yùn)行成本低。(2)本發(fā)明通過對(duì)待處理廢水進(jìn)液流速的控制，使廢水在膨潤土有效滲透擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)了處理后液污染物達(dá)標(biāo)的目的。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1圓盤造粒機(jī)內(nèi)，加入適量有機(jī)改性膨潤土 ZJl和相當(dāng)其重量10%的水泥，用水潤濕，搖動(dòng)3 20min，形成直徑約0. 5 3mm小球，室溫下風(fēng)干。自然風(fēng)干后，將土填充入長約15cm，直徑IOmm的玻璃柱子。用泵將試驗(yàn)室自配含鉛6mg/L廢水以進(jìn)液速度為每小時(shí) 1個(gè)柱體積，泵入吸附柱內(nèi)，進(jìn)行逆流吸附，完成處理廢水IOL后，用20mL濃度為0. 5 %的稀硝酸進(jìn)行逆流解吸，循環(huán)再生，并再次吸附。處理后液鉛控制在0. 05mg/L,濃縮液鉛濃度 240mg/Lo實(shí)施例2圓盤造粒機(jī)內(nèi)，加入適量有機(jī)改性膨潤土 ZJl和相當(dāng)其重量1 %水泥，用水潤濕， 搖動(dòng)3 20min，形成直徑約0. 5 3mm小球，室溫下風(fēng)干。自然風(fēng)干后，將土填充入長約 15cm，直徑IOmm的玻璃柱子。用泵將試驗(yàn)室自配含鉛6mg/L廢水以進(jìn)液速度為每小時(shí)1個(gè)柱體積，泵入吸附柱內(nèi)，進(jìn)行逆流吸附，完成處理廢水IOL后，用20mL濃度為5%的稀硝酸進(jìn)行逆流解吸，循環(huán)再生，并再次吸附。處理后液鉛控制在0. 05mg/L,濃縮液鉛濃度300mg/L。實(shí)施例3圓盤造粒機(jī)內(nèi)，加入適量有機(jī)改性膨潤土 ZJl和相當(dāng)其重量50%水泥，用水潤濕， 搖動(dòng)3 20min，形成直徑約0. 5 3mm小球，室溫下風(fēng)干。自然風(fēng)干后，將土填充入長約 15cm,直徑IOmm的玻璃柱子。用泵將試驗(yàn)室自配含鉛6mg/L廢水以進(jìn)液速度為每小時(shí)1 個(gè)柱體積，泵入吸附柱內(nèi)，進(jìn)行逆流吸附，完成處理廢水IOL后，用20mL濃度為20%的硝酸溶液進(jìn)行逆流解吸，循環(huán)再生，并再次吸附。處理后液鉛控制在0. 05mg/L,濃縮液鉛濃度 409mg/Lo實(shí)施例4混捏機(jī)，有機(jī)改性膨潤土 ZJ2，加水潤濕，運(yùn)轉(zhuǎn)5min，形成粒度大小不一的球狀體， 手工打散至比較均勻后，放入50°C烘箱烘烤Mh。將成型后的膨潤土填入帶有小格子的箱內(nèi)，格子用帶直徑為40目小孔的濾網(wǎng)搭成。將濃度為20mg/L的含鉻順流泵入箱內(nèi)，水在箱內(nèi)停留時(shí)間為每小時(shí)100個(gè)箱體積。用濃度為0.5%的硫酸解吸，循環(huán)再生后，用于吸附。 處理后液鉻濃度可控制在1. Omg/L左右，濃縮比可達(dá)到50。實(shí)施例5混捏機(jī)，有機(jī)改性膨潤土 ZJ2，加水潤濕，運(yùn)轉(zhuǎn)5min，形成粒度大小不一的球狀體， 手工打散至比較均勻后，放入50°C烘箱烘烤Mh。將成型后的膨潤土填入帶有小格子的箱內(nèi)，格子用帶直徑為40目小孔的濾網(wǎng)搭成。將濃度為20mg/L的含鉻順流泵入箱內(nèi)，水在箱內(nèi)停留時(shí)間為每小時(shí)100個(gè)箱體積。用濃度為5%的硫酸解吸，循環(huán)再生后，用于吸附。處理后液鉻濃度可控制在1. Omg/L左右，濃縮比可達(dá)到56。實(shí)施例6混捏機(jī)，有機(jī)改性膨潤土 ZJ2，加水潤濕，運(yùn)轉(zhuǎn)5min，形成粒度大小不一的球狀體， 手工打散至比較均勻后，放入50°C烘箱烘烤Mh。將成型后的膨潤土填入帶有小格子的箱內(nèi)，格子用帶直徑為40目小孔的濾網(wǎng)搭成。將濃度為20mg/L的含鉻順流泵入箱內(nèi)，水在箱內(nèi)停留時(shí)間為每小時(shí)100個(gè)箱體積。用濃度為20%的硫酸解吸，循環(huán)再生后，用于吸附。處理后液鉻濃度可控制在1. Omg/L左右，濃縮比可達(dá)到43。實(shí)施例7在改性膨潤土 ZJ3中加入相當(dāng)于其質(zhì)量1 %的水和粘結(jié)劑，手工捏成厚度約2mm的小薄片，100°C后烘干后，疊加放入吸附箱內(nèi)，盡量使吸附箱內(nèi)無空隙，薄片疊放存在的死角用同樣產(chǎn)品小球來填充。順流注入COD濃度為40mg/L的廢水，控制進(jìn)液流速每小時(shí)50柱體積。用濃度為20%的氫氧化鈉解吸。處理后液COD小于lmg/L，解吸液COD約500mg/L。實(shí)施例8在改性膨潤土 ZJ3中加入相當(dāng)于其質(zhì)量49%的水和粘結(jié)劑，手工捏成厚度約2mm 的小薄片，100°c后烘干后，疊加放入吸附箱內(nèi)，盡量使吸附箱內(nèi)無空隙，薄片疊放存在的死角用同樣產(chǎn)品小球來填充。順流注入COD濃度為40mg/L的廢水，控制進(jìn)液流速每小時(shí)50 柱體積。用濃度為0. 5%的氫氧化鈉解吸。處理后液COD小于lmg/L，解吸液COD約120mg/ L0實(shí)施例9在改性膨潤土 ZJ3中加入相當(dāng)于其質(zhì)量10%的水和粘結(jié)劑，手工捏成厚度約2mm 的小薄片，100°c后烘干后，疊加放入吸附箱內(nèi)，盡量使吸附箱內(nèi)無空隙，薄片疊放存在的死角用同樣產(chǎn)品小球來填充。順流注入COD濃度為40mg/L的廢水，控制進(jìn)液流速每小時(shí)50柱體積。用濃度為5%的氫氧化鈉解吸。處理后液COD小于lmg/L，解吸液COD約481mg/L。以上實(shí)施例中的粘結(jié)劑還可以是白炭黑、堿性硅溶膠或硅酸鈉，用其中一種代替實(shí)施例中的水泥也可達(dá)到相同的技術(shù)效果。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用有機(jī)改性膨潤土處理廢水的方法，其特征在于包括如下步驟(1)將有機(jī)改性膨潤土固定化成型；(2)將成型的有機(jī)改性膨潤土裝填入吸附裝置內(nèi)；(3)將廢水以一定流速送入裝填有有機(jī)改性膨潤土的吸附裝置中，使廢水和有機(jī)改性膨潤土充分接觸浸潤吸附，處理后液流出即為凈化的廢水；(4)待吸附至飽和，用解吸液解吸有機(jī)改性膨潤土，使其再生并循環(huán)利用。
2.如權(quán)利要求1所述的一種利用有機(jī)改性膨潤土處理廢水的方法，其特征在于所述步驟(1)的固定化成型是指在有機(jī)改性膨潤土中按一定的比例添加水或水和粘結(jié)劑，混合后制成的具有一定尺寸的幾何體，然后經(jīng)過干燥使其固化成型。
3.如權(quán)利要求2所述的一種利用有機(jī)改性膨潤土處理廢水的方法，其特征在于所述添加水或水和粘結(jié)劑的比例為所述有機(jī)改性膨潤土質(zhì)量的_50%。
4.如權(quán)利要求3所述的一種利用利用有機(jī)改性膨潤土處理廢水的方法，其特征在于所述粘結(jié)劑為白炭黑、堿性硅溶膠、硅酸鈉和水泥中的一種。
5.如權(quán)利要求2所述的一種利用有機(jī)改性膨潤土處理廢水的方法，其特征在于所述的將有機(jī)改性膨潤土制成幾何體的方法包括圓盤造粒、手工或機(jī)械擠壓成型及壓片。
6.如權(quán)利要求2所述的一種利用有機(jī)改性膨潤土處理廢水的方法，其特征在于所述干燥為自然風(fēng)干或烘干，烘干溫度為室溫 100°C。
7.如權(quán)利要求1所述的一種利用有機(jī)改性膨潤土處理廢水的方法，其特征在于所述步驟O)的吸附裝置為吸附柱或吸附箱。
8.如權(quán)利要求1所述的一種利用有機(jī)改性膨潤土處理廢水的方法，其特征在于所述步驟(3)中吸附裝置內(nèi)廢水的流速為每小時(shí)1 100個(gè)吸附裝置體積。
9.如權(quán)利要求1所述的一種利用有機(jī)改性膨潤土處理廢水的方法，其特征在于所述步驟(3)的廢水為有機(jī)廢水或含重金屬廢水。
10.如權(quán)利要求1所述的一種利用有機(jī)改性膨潤土處理廢水的方法，其特征在于所述步驟中的解吸液為濃度為0.5% 20%的無機(jī)酸或無機(jī)堿。
11.如權(quán)利要求10所述的一種利用有機(jī)改性膨潤土處理廢水的方法，其特征在于所述無機(jī)酸為硝酸或硫酸，所述無機(jī)堿為氫氧化鈉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用有機(jī)改性膨潤土處理廢水的方法。本發(fā)明的方法包括如下步驟(1)將有機(jī)改性膨潤土固定化成型；(2)將成型的有機(jī)改性膨潤土裝填入吸附裝置內(nèi)；(3)將廢水以一定流速送入裝填有有機(jī)改性膨潤土的吸附裝置中，使廢水和有機(jī)改性膨潤土充分接觸浸潤吸附，處理后液流出即為凈化的廢水；(4)待吸附至飽和，用解吸液解吸有機(jī)改性膨潤土，使其再生并循環(huán)利用。本發(fā)明通過對(duì)有機(jī)改性膨潤土固定化成型，及對(duì)廢水進(jìn)液流速的控制，解決了廢水與吸附劑的固液分離問題，并使廢水在膨潤土有效滲透擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)了處理后液污染物達(dá)標(biāo)的目的。
文檔編號(hào)C02F1/28GK102367182SQ201110307128
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者葉志勇, 朱娜, 朱菀燁, 熊明, 王弘, 胡杰華, 郭金溢, 馬龍, 黃懷國 申請(qǐng)人:廈門紫金礦冶技術(shù)有限公司