專利名稱：一種去除廢水中雜環(huán)芳香化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理技術(shù)與應(yīng)用，尤其涉及一種去除廢水中雜環(huán)芳香化合物 的方法。
背景技術(shù)：
雜環(huán)芳香化合物是大部分燃料、藥物、香料、有機溶劑、農(nóng)藥中不可缺少 的成分之一，幾乎在各個工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都有應(yīng)用到雜環(huán)芳香化合物。因此， 雜環(huán)芳香化合物幾乎存在于所有有機廢水之中，且以焦化廢水、印染廢水、造 紙廢水、垃圾填埋場滲濾液和醫(yī)藥廢水中的雜環(huán)芳香化合物的含量為最高。雜 環(huán)芳香化合物對人類、水產(chǎn)、農(nóng)作物都具有很大的危害性，而且在廢水中的濃 度通常較高，性質(zhì)非常穩(wěn)定，可生化性差且通常具有內(nèi)分泌干擾作用，若不及 時處理，對環(huán)境影響將會非常嚴重。
雜環(huán)芳香化合物中常見的雜原子有氧、硫和氮，并且在稠環(huán)中可含一個、 兩個或多個相同或不同的雜原子。雜環(huán)化合物種類繁多，約占全部已知有機化 合物的三分之一，其中雜環(huán)芳香性化合物(簡稱芳雜化合物)最為典型。常用 的廢水處理方法包括物理化學(xué)方法和生物化學(xué)處理方法，如混凝沉淀法、膜分 離法、活性污泥法。常用吸附劑有活性炭、磺化煤、礦渣、硅藻土、有機膨潤 土等。但對廢水中雜環(huán)芳香化合物去除效果不佳，至今未見處理廢水中雜環(huán)芳 化合物的方法與技術(shù)，急需開發(fā)對雜環(huán)芳香化合物具有高度選擇性的吸附材料 及處理方法。
膨潤土是以蒙脫石為主要成分的粘土巖，是應(yīng)用最為廣泛的非金屬礦產(chǎn)之 一。蒙脫石主要由含水的鋁硅酸鹽礦物組成，其單位晶胞由兩層硅氧四面體夾
一層鋁氫氧四面體組成；蒙脫石八面體中的A產(chǎn)和(或)四面體中的S產(chǎn)往往部 分(或全部)被其它陽離子置換，具有高的陽離子容量。根據(jù)交換性鈉和鈣離 子含量，膨潤土分為鈉基膨潤土和鈣基膨潤土等。我國膨潤土資源十分豐富， 居世界首位，總蘊藏量為77.4億噸，探明儲量17.2億噸，具有較高利用價值的 鈉基膨潤土達5.86億噸，其中工業(yè)儲量2.05億噸，在環(huán)境保護特別是廢水的處 理中具有廣泛的應(yīng)用前景。經(jīng)檢索，已有膨潤土用于廢水處理的相關(guān)專利，如 有機膨潤土合成-廢水處理一體化方法(發(fā)明專利號ZL03116257.6)、微波協(xié) 同有機膨潤土處理有機廢水方法(發(fā)明專利號ZL03116256.8);已公開的專 利有， 一種印染/染料廢水的處理方法(發(fā)明專利公開號CN1843951)、 一種電鍍廢水的處理方法(發(fā)明專利公開號CN1865161)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種去除廢水中雜環(huán)芳香化合物的方法。 包括如下步驟1) 將膨潤土原土投加到0.05-1.0 mol/LKCl溶液中，膨潤土原土與KC1溶 液的質(zhì)量體積比為1:1-1:100，經(jīng)攪拌30-120min、過濾，合成膨潤土吸附劑；2) 將膨潤土吸附劑投加到含雜環(huán)芳香化合物廢水中，膨潤土吸附劑與廢水 的質(zhì)量體積比為1:100-1:20000，攪拌10-60min，吸附去除廢水中雜環(huán)芳香化合 物，廢水經(jīng)沉淀后排放；3) 沉淀后的污泥經(jīng)脫水、晾干，并在空氣中200-45(TC下活化1-12 h，直 接用于含雜環(huán)芳香化合物廢水處理，實現(xiàn)再生循環(huán)使用。所述的膨潤土原土為天然的鈣基膨潤土和鈉基膨潤土。膨潤土的陽離子交 換容量為50-150 cmol/kg。膨潤土的粒度為20-150目。膨潤土原土與KC1溶液 的質(zhì)量體積比為1:2-1:50。 KC1溶液的濃度為0.1-0.8 mol/L。膨潤土吸附劑與廢 水的質(zhì)量體積比為1:500-1:5000。廢水包括焦化廢水、印染廢水、造紙廢水、垃 圾填埋場滲濾液和醫(yī)藥廢水。雜環(huán)芳香化合物為嘧啶、喹啉、吡咯、巧l哚、苯 并三唑和生物堿等含氮類雜環(huán)芳香化合物，噻吩、噻唑等含硫類雜環(huán)芳香化合 物。廢水處理后膨潤土吸附劑的活化溫度為250-450°C。本發(fā)明的凈化方法所采用天然礦物，原料易得，我國膨潤土資源十分豐富， 總儲量大于70億噸。該方法工藝簡單、技術(shù)要求低、固-液分離迅速，處理效 果好、運行成本低；且經(jīng)簡單處理，處理廢水后的膨潤土能夠再生利用，效果 不降；特別適合于焦化廢水、印染廢水、造紙廢水、垃圾填埋場滲濾液和醫(yī)藥 廢水中的雜環(huán)芳香化合物的吸附去除。


附圖是一種去除廢水中雜環(huán)芳香化合物的方法的工藝流程示意圖。 具體實施方法 實施例11) 將60目鈣基膨潤土投加到0.5 mol/L的KC1溶液中，膨潤土原土與KC1 溶液的質(zhì)量體積比為1:5，經(jīng)攪拌0.5h、過濾，合成膨潤土吸附劑；2) 將膨潤土吸附劑投加到含雜環(huán)芳香化合物廢水中，膨潤土吸附劑與含雜 環(huán)芳香化合物廢水的質(zhì)量體積比為1:10000,攪拌30min，吸附去除廢水中雜環(huán) 芳香化合物，廢水經(jīng)沉淀后排放；3)沉淀后的污泥經(jīng)脫水、晾干，并在空氣中300'C下活化12h，直接用于 含雜環(huán)芳香化合物廢水處理，實現(xiàn)再生循環(huán)使用。 實施例21) 將80目鈣基膨潤土投加到0.05 mol/L的KC1溶液中，膨潤土原土與 KC1溶液的質(zhì)量體積比為1:100，經(jīng)攪拌lh、過濾，合成鈣基膨潤土吸附劑；2) 將鈣基膨潤土吸附劑投加到含雜環(huán)芳香化合物廢水中，鈣基膨潤土吸附 劑與含雜環(huán)芳香化合物廢水的質(zhì)量體積比為1:1000，攪拌lh，吸附去除廢水中 雜環(huán)芳香化合物，廢水經(jīng)沉淀后排放；3) 沉淀后的污泥經(jīng)脫水、晾干，并在空氣中450'C下活化2 h，直接用于 含雜環(huán)芳香化合物廢水處理，實現(xiàn)再生循環(huán)使用。實施例31) 將IOO目鈣基膨潤土投加到0.25 mol/L的KC1溶液中，膨潤土原土與 KC1溶液的質(zhì)量體積比為1:10，經(jīng)攪拌1.5h、過濾，合成鈣基膨潤土吸附劑；2) 將鈣基膨潤土吸附劑投加到含雜環(huán)芳香化合物廢水中，鈣基膨潤土吸附 劑與含雜環(huán)芳香化合物廢水的質(zhì)量體積比為1:5000，攪拌1.5h，吸附去除廢水 中雜環(huán)芳香化合物，廢水經(jīng)沉淀后排放；3) 沉淀后的污泥經(jīng)脫水、晾干，并在空氣中38(TC下活化5 h，直接用于 含雜環(huán)芳香化合物廢水處理，實現(xiàn)再生循環(huán)使用。實施例41) 將50目鈉基膨潤土投加到0.25 mol/L的KC1溶液中，膨潤土原土與 KC1溶液的質(zhì)量體積比為1:10，經(jīng)攪拌2h、過濾，合成鈉基膨潤土吸附劑；2) 將鈉基膨潤土吸附劑和KC1投加到含雜環(huán)芳香化合物廢水中，鈉基膨 潤土吸附劑與含雜環(huán)芳香化合物廢水的質(zhì)量體積比為1:10000，攪拌2.0h，吸附 去除廢水中雜環(huán)芳香化合物，廢水經(jīng)沉淀后排放；3) 沉淀后的污泥經(jīng)脫水、晾干，并在空氣中40(TC下活化6 h，直接用于 含雜環(huán)芳香化合物廢水處理，實現(xiàn)再生循環(huán)使用。實施例51) 將100 g 100目鈣基膨潤土投加到5 L 0.5 mol/L的KC1溶液中，攪拌lh， 合成鈣基膨潤土吸附劑；2) 將鈣基膨潤土吸附劑投加到1噸50mg/L含2-甲基吡啶的廢水中，攪拌 lh，對廢水中2-甲基吡啶的去除率達97%，廢水經(jīng)沉淀后排放。實施例61) 將100 g 100目鈣基膨潤土投加到5 L 0.8 mol/L的KC1溶液中，攪拌1 h, 合成鈣基膨潤土吸附劑；
2) 將鈣基膨潤土吸附劑投加到1噸含100mg/L含2-甲基吡啶的廢水中，攪 拌lh，對廢水中2-甲基吡啶的去除率達99%，廢水經(jīng)沉淀后排放。
實施例7
1) 將100g 100目鈣基膨潤土投加到10L0.1 mol/L的KC1溶液中，攪拌1 h， 合成鈣基膨潤土吸附劑；
2) 將鈣基膨潤土吸附劑投加到1噸50mg/L含2-甲基喹啉的廢水中，攪拌1 h，對廢水中2-甲基喹啉的去除率達99%，廢水經(jīng)沉淀后排放。
權(quán)利要求
1.一種去除廢水中雜環(huán)芳香化合物的方法，其特征在于包括如下步驟1)將膨潤土原土投加到0.05-1.0mol/L KCl溶液中，膨潤土原土與KCl溶液的質(zhì)量體積比為1∶1-1∶100，經(jīng)攪拌30-120min、過濾，合成膨潤土吸附劑；2)將膨潤土吸附劑投加到含雜環(huán)芳香化合物廢水中，膨潤土吸附劑與廢水的質(zhì)量體積比為1∶100-1∶20000，攪拌10-60min，吸附去除廢水中雜環(huán)芳香化合物，廢水經(jīng)沉淀后排放；3)沉淀后的污泥經(jīng)脫水、晾干，并在空氣中200-450℃下活化1-12h，直接用于含雜環(huán)芳香化合物廢水處理，實現(xiàn)再生循環(huán)使用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中雜環(huán)芳香化合物的方法，其特征 在于所述的膨潤土原土為天然的鈣基膨潤土和鈉基膨潤土。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中雜環(huán)芳香化合物的方法，其特征 在于所述的膨潤土的陽離子交換容量為50-150 cmol/kg。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中雜環(huán)芳香化合物的方法，其特征 在于所述的膨潤土的粒度為20-150目。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中雜環(huán)芳香化合物的方法，其特征 在于所述的膨潤土原土與KC1溶液的質(zhì)量體積比為1:2-1:50。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種去除廢水中雜環(huán)芳香化合物的方法，其特征 在于所述的KC1溶液的濃度為0.1-0.8 mol/L。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中雜環(huán)芳香化合物的方法，其特征 在于所述的膨潤土吸附劑與廢水的質(zhì)量體積比為1:500-1:5000。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中雜環(huán)芳香化合物的方法，其特征 在于所述的廢水包括焦化廢水、印染廢水、造紙廢水、垃圾填埋場滲濾液和醫(yī) 藥廢水。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中雜環(huán)芳香化合物的方法，其特征 在于所述的雜環(huán)芳香化合物為嘧啶、喹啉、吡咯、吲哚、苯并三唑和生物堿等 含氮類雜環(huán)芳香化合物，噻吩、噻唑等含硫類雜環(huán)芳香化合物。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢水中雜環(huán)芳香化合物的方法，其特 征在于所述的廢水處理后膨潤土吸附劑的活化溫度為250-450'C 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去除廢水中雜環(huán)芳香化合物的方法。包括如下步驟1)將膨潤土原土投加到0.05-1.0mol/L KCl溶液中，膨潤土原土與KCl溶液的質(zhì)量體積比為1∶1-1∶100，經(jīng)攪拌、過濾，合成膨潤土吸附劑；2)將膨潤土吸附劑投加到含雜環(huán)芳香化合物廢水中，膨潤土吸附劑與廢水的質(zhì)量體積比為1∶100-1∶20000，攪拌，吸附去除廢水中雜環(huán)芳香化合物，廢水經(jīng)沉淀后排放；3)沉淀后的污泥經(jīng)脫水、晾干，并在空氣中200-450℃下活化1-12h，直接用于含雜環(huán)芳香化合物廢水處理，實現(xiàn)再生循環(huán)使用。本發(fā)明的凈化方法所采用天然礦物，原料易得，我國膨潤土資源十分豐富。該方法工藝簡單、技術(shù)要求低、固-液分離迅速，處理效果好、運行成本低；且經(jīng)簡單處理，處理廢水后的膨潤土能夠再生利用，效果不降。
文檔編號C02F1/58GK101215039SQ20081005942
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月21日
發(fā)明者阮秀秀, 陳寶梁, 黃文海 申請人:浙江大學(xué)