专利名称：一种去除废水中杂环芳香化合物的方法
技术领域：
本发明涉及水处理技术与应用，尤其涉及一种去除废水中杂环芳香化合物 的方法。
背景技术：
杂环芳香化合物是大部分燃料、药物、香料、有机溶剂、农药中不可缺少 的成分之一，几乎在各个工业生产环节中都有应用到杂环芳香化合物。因此， 杂环芳香化合物几乎存在于所有有机废水之中，且以焦化废水、印染废水、造 纸废水、垃圾填埋场渗滤液和医药废水中的杂环芳香化合物的含量为最高。杂 环芳香化合物对人类、水产、农作物都具有很大的危害性，而且在废水中的浓 度通常较高，性质非常稳定，可生化性差且通常具有内分泌干扰作用，若不及 时处理，对环境影响将会非常严重。
杂环芳香化合物中常见的杂原子有氧、硫和氮，并且在稠环中可含一个、 两个或多个相同或不同的杂原子。杂环化合物种类繁多，约占全部已知有机化 合物的三分之一，其中杂环芳香性化合物(简称芳杂化合物)最为典型。常用 的废水处理方法包括物理化学方法和生物化学处理方法，如混凝沉淀法、膜分 离法、活性污泥法。常用吸附剂有活性炭、磺化煤、矿渣、硅藻土、有机膨润 土等。但对废水中杂环芳香化合物去除效果不佳，至今未见处理废水中杂环芳 化合物的方法与技术，急需开发对杂环芳香化合物具有高度选择性的吸附材料 及处理方法。
膨润土是以蒙脱石为主要成分的粘土岩，是应用最为广泛的非金属矿产之 一。蒙脱石主要由含水的铝硅酸盐矿物组成，其单位晶胞由两层硅氧四面体夹
一层铝氢氧四面体组成；蒙脱石八面体中的A产和(或)四面体中的S产往往部 分(或全部)被其它阳离子置换，具有高的阳离子容量。根据交换性钠和钙离 子含量，膨润土分为钠基膨润土和钙基膨润土等。我国膨润土资源十分丰富， 居世界首位，总蕴藏量为77.4亿吨，探明储量17.2亿吨，具有较高利用价值的 钠基膨润土达5.86亿吨，其中工业储量2.05亿吨，在环境保护特别是废水的处 理中具有广泛的应用前景。经检索，已有膨润土用于废水处理的相关专利，如 有机膨润土合成-废水处理一体化方法(发明专利号ZL03116257.6)、微波协 同有机膨润土处理有机废水方法(发明专利号ZL03116256.8);已公开的专 利有， 一种印染/染料废水的处理方法(发明专利公开号CN1843951)、 一种电镀废水的处理方法(发明专利公开号CN1865161)。 发明内容本发明的目的是提供一种去除废水中杂环芳香化合物的方法。 包括如下步骤1) 将膨润土原土投加到0.05-1.0 mol/LKCl溶液中，膨润土原土与KC1溶 液的质量体积比为1:1-1:100，经搅拌30-120min、过滤，合成膨润土吸附剂；2) 将膨润土吸附剂投加到含杂环芳香化合物废水中，膨润土吸附剂与废水 的质量体积比为1:100-1:20000，搅拌10-60min，吸附去除废水中杂环芳香化合 物，废水经沉淀后排放；3) 沉淀后的污泥经脱水、晾干，并在空气中200-45(TC下活化1-12 h，直 接用于含杂环芳香化合物废水处理，实现再生循环使用。所述的膨润土原土为天然的钙基膨润土和钠基膨润土。膨润土的阳离子交 换容量为50-150 cmol/kg。膨润土的粒度为20-150目。膨润土原土与KC1溶液 的质量体积比为1:2-1:50。 KC1溶液的浓度为0.1-0.8 mol/L。膨润土吸附剂与废 水的质量体积比为1:500-1:5000。废水包括焦化废水、印染废水、造纸废水、垃 圾填埋场渗滤液和医药废水。杂环芳香化合物为嘧啶、喹啉、吡咯、巧l哚、苯 并三唑和生物碱等含氮类杂环芳香化合物，噻吩、噻唑等含硫类杂环芳香化合 物。废水处理后膨润土吸附剂的活化温度为250-450°C。本发明的净化方法所采用天然矿物，原料易得，我国膨润土资源十分丰富， 总储量大于70亿吨。该方法工艺简单、技术要求低、固-液分离迅速，处理效 果好、运行成本低；且经简单处理，处理废水后的膨润土能够再生利用，效果 不降；特别适合于焦化废水、印染废水、造纸废水、垃圾填埋场渗滤液和医药 废水中的杂环芳香化合物的吸附去除。
附图是一种去除废水中杂环芳香化合物的方法的工艺流程示意图。 具体实施方法 实施例11) 将60目钙基膨润土投加到0.5 mol/L的KC1溶液中，膨润土原土与KC1 溶液的质量体积比为1:5，经搅拌0.5h、过滤，合成膨润土吸附剂；2) 将膨润土吸附剂投加到含杂环芳香化合物废水中，膨润土吸附剂与含杂 环芳香化合物废水的质量体积比为1:10000,搅拌30min，吸附去除废水中杂环 芳香化合物，废水经沉淀后排放；3)沉淀后的污泥经脱水、晾干，并在空气中300'C下活化12h，直接用于 含杂环芳香化合物废水处理，实现再生循环使用。 实施例21) 将80目钙基膨润土投加到0.05 mol/L的KC1溶液中，膨润土原土与 KC1溶液的质量体积比为1:100，经搅拌lh、过滤，合成钙基膨润土吸附剂；2) 将钙基膨润土吸附剂投加到含杂环芳香化合物废水中，钙基膨润土吸附 剂与含杂环芳香化合物废水的质量体积比为1:1000，搅拌lh，吸附去除废水中 杂环芳香化合物，废水经沉淀后排放；3) 沉淀后的污泥经脱水、晾干，并在空气中450'C下活化2 h，直接用于 含杂环芳香化合物废水处理，实现再生循环使用。实施例31) 将IOO目钙基膨润土投加到0.25 mol/L的KC1溶液中，膨润土原土与 KC1溶液的质量体积比为1:10，经搅拌1.5h、过滤，合成钙基膨润土吸附剂；2) 将钙基膨润土吸附剂投加到含杂环芳香化合物废水中，钙基膨润土吸附 剂与含杂环芳香化合物废水的质量体积比为1:5000，搅拌1.5h，吸附去除废水 中杂环芳香化合物，废水经沉淀后排放；3) 沉淀后的污泥经脱水、晾干，并在空气中38(TC下活化5 h，直接用于 含杂环芳香化合物废水处理，实现再生循环使用。实施例41) 将50目钠基膨润土投加到0.25 mol/L的KC1溶液中，膨润土原土与 KC1溶液的质量体积比为1:10，经搅拌2h、过滤，合成钠基膨润土吸附剂；2) 将钠基膨润土吸附剂和KC1投加到含杂环芳香化合物废水中，钠基膨 润土吸附剂与含杂环芳香化合物废水的质量体积比为1:10000，搅拌2.0h，吸附 去除废水中杂环芳香化合物，废水经沉淀后排放；3) 沉淀后的污泥经脱水、晾干，并在空气中40(TC下活化6 h，直接用于 含杂环芳香化合物废水处理，实现再生循环使用。实施例51) 将100 g 100目钙基膨润土投加到5 L 0.5 mol/L的KC1溶液中，搅拌lh， 合成钙基膨润土吸附剂；2) 将钙基膨润土吸附剂投加到1吨50mg/L含2-甲基吡啶的废水中，搅拌 lh，对废水中2-甲基吡啶的去除率达97%，废水经沉淀后排放。实施例61) 将100 g 100目钙基膨润土投加到5 L 0.8 mol/L的KC1溶液中，搅拌1 h, 合成钙基膨润土吸附剂；
2) 将钙基膨润土吸附剂投加到1吨含100mg/L含2-甲基吡啶的废水中，搅 拌lh，对废水中2-甲基吡啶的去除率达99%，废水经沉淀后排放。
实施例7
1) 将100g 100目钙基膨润土投加到10L0.1 mol/L的KC1溶液中，搅拌1 h， 合成钙基膨润土吸附剂；
2) 将钙基膨润土吸附剂投加到1吨50mg/L含2-甲基喹啉的废水中，搅拌1 h，对废水中2-甲基喹啉的去除率达99%，废水经沉淀后排放。
权利要求
1.一种去除废水中杂环芳香化合物的方法，其特征在于包括如下步骤1)将膨润土原土投加到0.05-1.0mol/L KCl溶液中，膨润土原土与KCl溶液的质量体积比为1∶1-1∶100，经搅拌30-120min、过滤，合成膨润土吸附剂；2)将膨润土吸附剂投加到含杂环芳香化合物废水中，膨润土吸附剂与废水的质量体积比为1∶100-1∶20000，搅拌10-60min，吸附去除废水中杂环芳香化合物，废水经沉淀后排放；3)沉淀后的污泥经脱水、晾干，并在空气中200-450℃下活化1-12h，直接用于含杂环芳香化合物废水处理，实现再生循环使用。
2. 根据权利要求1所述的一种去除废水中杂环芳香化合物的方法，其特征 在于所述的膨润土原土为天然的钙基膨润土和钠基膨润土。
3. 根据权利要求1所述的一种去除废水中杂环芳香化合物的方法，其特征 在于所述的膨润土的阳离子交换容量为50-150 cmol/kg。
4. 根据权利要求1所述的一种去除废水中杂环芳香化合物的方法，其特征 在于所述的膨润土的粒度为20-150目。
5. 根据权利要求1所述的一种去除废水中杂环芳香化合物的方法，其特征 在于所述的膨润土原土与KC1溶液的质量体积比为1:2-1:50。
6. 根据权利要求5所述的一种去除废水中杂环芳香化合物的方法，其特征 在于所述的KC1溶液的浓度为0.1-0.8 mol/L。
7. 根据权利要求1所述的一种去除废水中杂环芳香化合物的方法，其特征 在于所述的膨润土吸附剂与废水的质量体积比为1:500-1:5000。
8. 根据权利要求1所述的一种去除废水中杂环芳香化合物的方法，其特征 在于所述的废水包括焦化废水、印染废水、造纸废水、垃圾填埋场渗滤液和医 药废水。
9. 根据权利要求1所述的一种去除废水中杂环芳香化合物的方法，其特征 在于所述的杂环芳香化合物为嘧啶、喹啉、吡咯、吲哚、苯并三唑和生物碱等 含氮类杂环芳香化合物，噻吩、噻唑等含硫类杂环芳香化合物。
10. 根据权利要求1所述的一种去除废水中杂环芳香化合物的方法，其特 征在于所述的废水处理后膨润土吸附剂的活化温度为250-450'C 。
全文摘要
本发明公开了一种去除废水中杂环芳香化合物的方法。包括如下步骤1)将膨润土原土投加到0.05-1.0mol/L KCl溶液中，膨润土原土与KCl溶液的质量体积比为1∶1-1∶100，经搅拌、过滤，合成膨润土吸附剂；2)将膨润土吸附剂投加到含杂环芳香化合物废水中，膨润土吸附剂与废水的质量体积比为1∶100-1∶20000，搅拌，吸附去除废水中杂环芳香化合物，废水经沉淀后排放；3)沉淀后的污泥经脱水、晾干，并在空气中200-450℃下活化1-12h，直接用于含杂环芳香化合物废水处理，实现再生循环使用。本发明的净化方法所采用天然矿物，原料易得，我国膨润土资源十分丰富。该方法工艺简单、技术要求低、固-液分离迅速，处理效果好、运行成本低；且经简单处理，处理废水后的膨润土能够再生利用，效果不降。
文档编号C02F1/58GK101215039SQ20081005942
公开日2008年7月9日 申请日期2008年1月21日 优先权日2008年1月21日
发明者阮秀秀, 陈宝梁, 黄文海 申请人:浙江大学