一种钙离子吸附剂的再生方法
【专利摘要】本发明提供了一种钙离子吸附剂的再生方法。该再生方法是使用炼化企业的反渗透浓水废水资源再生钙离子吸附剂；该再生方法包括如下步骤：将炼化企业的反渗透浓水进行浓缩，得到浓缩液；向浓缩液中加入活性炭进行吸附，吸附完成后经玻璃纤维滤膜过滤，得到使用后的活性炭和滤液；将吸附饱和的钙离子吸附剂置于滤液中进行反应，经过滤、洗涤和干燥，得到再生后的钙离子吸附剂。本发明利用炼化企业的反渗透浓水废水资源来再生钙离子吸附剂，能够减少再生药剂的添加，降低再生成本，在废水资源化利用和工业用水除硬方面具有良好的应用前景。
【专利说明】—种钙离子吸附剂的再生方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钙离子吸附剂的再生方法，属于废水处理与环境保护【技术领域】。
【背景技术】
[0002]硬度在市政用水及工业用水过程中产生诸多问题，如供水管道、锅炉、冷却塔、热交换器等用水设备中产生的结垢；在水处理过程中硬度离子易产生碳酸盐沉淀，导致滤的膜污染，水处理效率的降低；硬度离子浓度过高还能抑制厌氧消化作用，削弱COD的降解。因此，去除水中的硬度离子特别是钙离子是解决结垢等问题、改善水处理效果的根本的水质净化途径。
[0003]目前，多种技术方法被广泛应用于软化净水，离子交换和吸附方法以其高效、经济的特点受到越来越多的关注，众多学者致力于I丐离子吸附剂的研发，如Karnitz Jiin1r等人将农业废料如甘蔗渣等进行改性制备成对钙离子和镁离子有较高吸附选择性的生物吸附剂。当吸附剂的交换能力达到平衡后一般要采用浓度为5?10%的盐水再生交换系统，恢复吸附剂系统的交换能力，这需要投加大量的氯化钠。与此同时，企业在生产过程中产生大量的高浓度盐水无法实现资源化利用，如炼化企业在污水回用方面广泛应用双膜工艺，产生大量的反渗透浓水，其中含有高浓度的钠离子，如果能够降低其中有机污染物的影响而充分利用高浓度的钠离子对钙离子吸附剂进行再生，将大大节约企业的用水成本。
[0004]现有技术中，有报道使用废水对钙离子吸附剂进行再生:如文献(吉鸿安，高钠废水代盐再生树脂的研究.甘肃冶金，2008，(I) =6-7,11)通过控制硫酸钙的析出，可以将某冶炼厂生产过程中产生的高钠废水代替盐水对钠型阳离子树脂进行再生，与常规树脂的工作交换容量相符。如文献(杜增举等，去酸水用于钠离子交换树脂再生试验.工业水处理，2003，(23):64-65)利用纺丝去酸水代替食盐、芒硝再生钠离子交换树脂，可以去除硬水中的钙离子和镁离子。用去酸水再生，可减少污染，降低纺丝工艺排水酸度，具有明显的社会效益和经济效益。
[0005]但利用炼化企业反渗透浓水再生钙离子吸附剂的方法与装置，目前还没有相关的专利与文献报道。
【发明内容】
[0006]鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种钙离子吸附剂的再生方法，能够使用反渗透浓水再生钙离子吸附剂，同时能够处理炼化企业产生的反渗透浓水，降低吸附剂再生的成本和炼化企业污水处理的成本。
[0007]本发明的目的通过以下技术方案得以实现:
[0008]一种钙离子吸附剂的再生方法，该再生方法是使用反渗透浓水对钙离子吸附剂进行再生；该再生方法包括如下步骤:
[0009]将反渗透浓水进行浓缩，得到浓缩液；
[0010]向浓缩液中加入活性炭进行吸附，吸附完成后经玻璃纤维滤膜过滤，得到使用后的活性炭和滤液，其中，滤液的COD ( 100mg/L ；
[0011]将吸附饱和的钙离子吸附剂置于滤液中进行反应，经过滤、洗涤和干燥，得到再生后的钙离子吸附剂。
[0012]上述的钙离子吸附剂的再生方法中，优选的，该方法还包括对使用后的活性炭进行煅烧活化再生的步骤。
[0013]上述的对活性炭再生的步骤可以使活性炭能够得到重复利用，降低生产成本。
[0014]上述的钙离子吸附剂的再生方法中，优选的，所述钙离子吸附剂包括离子交换树月旨，但不限于此。
[0015]上述的钙离子吸附剂的再生方法中，优选的，所述反渗透浓水的pH为5-8、COD为(420mg/L、电导率为 8000-15000 μ s/cm。
[0016]上述的钙离子吸附剂的再生方法中，优选的，所述反渗透浓水为炼化企业产生的反渗透浓水。
[0017]上述的钙离子吸附剂的再生方法中，炼化企业产生的反渗透浓水中钠离子的浓度一般不低于2000mg/L。
[0018]上述的钙离子吸附剂的再生方法中，优选的，在将反渗透浓水进行浓缩的步骤中，采用减压浓缩，浓缩温度为50-70°C，浓缩至原浓度的3-8倍时停止浓缩。
[0019]上述的钙离子吸附剂的再生方法中，优选的，在向浓缩液中加入活性炭进行吸附的步骤中，所述活性炭的粒径为小于100目，其投加量以浓缩液的体积计为5-20g/L，吸附时间为4-24h。
[0020]上述的在向浓缩液中加入活性炭进行吸附的步骤可以利用摇床振荡促进吸附。
[0021]上述的钙离子吸附剂的再生方法中，优选的，所述玻璃纤维滤膜的孔径为
0.7-1.0 μ mD
[0022]上述的钙离子吸附剂的再生方法中，优选的，在将吸附饱和的钙离子吸附剂置于滤液中进行反应的步骤中，I丐离子吸附剂与滤液体积比为1:1-1:5,反应时间为4-24h。
[0023]上述的在将吸附饱和的钙离子吸附剂置于滤液中进行反应的步骤中，反应可以在摇床震荡或搅拌下进行，所述搅拌可以为磁力搅拌。
[0024]上述的钙离子吸附剂的再生方法中，所述的过滤、洗涤和干燥均为本领域的常规技术；洗涤的作用是洗去钙离子吸附剂表面残余的钠离子，所使用的洗涤液可以为去离子水；干燥的温度可以为50-60°C。
[0025]上述的钙离子吸附剂的再生方法中，优选的，对使用后的活性炭进行煅烧活化再生的步骤包括:将使用后的活性炭置于烘箱中在105°C烘干30-60min，再置于马弗炉中，在氮气保护下400-600°C活化l_5h，得到再生的活性炭。
[0026]上述的钙离子吸附剂的再生方法中，活性炭虽然进行了再生处理，但是，由于再生处理的过程中，活性炭有损失，需要在连续处理反渗透浓水时补充新的活性炭。
[0027]本发明中，反渗透浓水的COD会对再生的钙离子吸附剂产生污染，因此，上述的钙离子吸附剂的再生方法中采用活性炭进行吸附，有效降低C0D，能够减少COD对钙离子吸附剂再生的影响。
[0028]本发明的突出效果为:
[0029]利用炼化企业的反渗透浓水废水资源来再生钙离子吸附剂，能够减少再生药剂的添加，降低吸附剂再生的成本，同时能够处理炼化企业产生的反渗透浓水，降低炼化企业污水处理的成本，在废水资源化利用和工业用水除硬方面具有良好的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是实施例1海藻酸钠基钙离子吸附剂对钙离子的吸附量与再生次数的关系图；
[0031]图2是实施例2阳离子交换树脂001X7、DOOl和Dl 13对钙离子的吸附量与再生次数的关系图。
【具体实施方式】
[0032]下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0033]实施例1
[0034]本实施例提供了一种钙离子吸附剂的再生方法，其包括以下步骤:
[0035]某炼化企业的反渗透浓水，其pH为5.2、电导率为10070 μ s/cm、COD为300mg/L。将该反渗透浓水置于60°C的水浴中进行旋转蒸发浓缩，浓缩至4倍时停止反应。向该反渗透浓水浓缩液中投加活性炭，投加量为10g/L，利用摇床振荡12h后，经玻璃纤维滤膜过滤，得到使用后的活性炭和滤液。滤液的电导率为35200 μ s/cm, COD为80mg/L。
[0036]将在500mg/L的氯化钙溶液中吸附饱和的海藻酸钠基钙离子吸附剂(钙离子吸附量50±0.2mg/g)置于上述滤液中，固液体积比为1:2，利用摇床振荡12h，过滤、洗涤后于55°C下干燥，得到再生的钙离子吸附剂。
[0037]使用后的粉末活性炭过滤后置于烘箱中105°C烘干30min，再置于马弗炉中氮气保护下500°C活化2h后，得到可重复利用的活性炭。
[0038]将再生后的钙离子吸附剂置于500mg/L的氯化钙溶液中吸附饱和，再生效果良好，其钙离子吸附量与再生次数的关系如图1所示。
[0039]实施例2
[0040]本实施例提供了一种钙离子吸附剂的再生方法，其包括以下步骤:某炼化企业的反渗透浓水，其pH为6.0，电导率为8000μ s/cm，COD为150mg/L，钠离子的浓度不低于2000mg/L。将该反渗透浓水置于60°C的水浴中进行旋转蒸发浓缩，浓缩至8倍时停止反应。向该反渗透浓水浓缩液中投加粉末活性炭，投加量为10g/L，利用摇床振荡12h后，经玻璃纤维滤膜过滤，得到使用后的活性炭和滤液。滤液的电导率为59000 μ s/cm，COD为75mg/L0
[0041]将在1000mg/L的氯化钙溶液中吸附饱和的阳离子交换树脂001 X 7、D001和D113(钙离子吸附量分别为18.31、18.28和17.10mg/ml)置于上述滤液中，固液体积比为1: 5，利用摇床振荡12h，过滤、洗涤后于55°C下干燥，得到再生的阳离子交换树脂。
[0042]使用后的粉末活性炭过滤后置于烘箱中105°C烘干30min，再置于马弗炉中氮气保护下500°C活化2h后，得到可重复利用的活性炭。
[0043]将再生后的树脂置于1000mg/L的氯化钙溶液中吸附饱和，再生效果良好，其钙离子吸附量与再生次数的关系如图2所示。
[0044]由上可见，经过再生的钙离子吸附剂的吸附量并没有产生变化，一直保持着较好的吸附能力，因此，炼化企业的反渗透浓水废水资源是可以用来再生钙离子吸附剂的。这种再生方式能够减少再生药剂的添加，降低再生成本,还能够降低炼化企业的污水处理成本，在废水资源化利用和工业用水除硬方面具有良好的应用前景。
【权利要求】
1.一种钙离子吸附剂的再生方法，该再生方法是使用反渗透浓水对钙离子吸附剂进行再生；该再生方法包括如下步骤: 将反渗透浓水进行浓缩，得到浓缩液； 向浓缩液中加入活性炭进行吸附，吸附完成后经玻璃纤维滤膜过滤，得到使用后的活性炭和滤液，其中，滤液的COD ( 100mg/L ； 将吸附饱和的钙离子吸附剂置于滤液中进行反应，经过滤、洗涤和干燥，得到再生后的钙离子吸附剂。
2.根据权利要求1所述的钙离子吸附剂的再生方法，其特征在于:该方法还包括对使用后的活性炭进行煅烧活化再生的步骤。
3.根据权利要求1所述的钙离子吸附剂的再生方法，其特征在于:所述钙离子吸附剂包括尚子交换树脂。
4.根据权利要求1所述的钙离子吸附剂的再生方法，其特征在于:所述反渗透浓水的pH 为 5-8、COD 为彡 420mg/L、电导率为 8000-15000 μ s/cm。
5.根据权利要求4所述的钙离子吸附剂的再生方法，其特征在于:所述反渗透浓水为炼化企业产生的反渗透浓水。
6.根据权利要求1所述的钙离子吸附剂的再生方法，其特征在于:在将反渗透浓水进行浓缩的步骤中，采用减压浓缩，浓缩温度为50-70°C，浓缩至原浓度的3-8倍时停止浓缩。
7.根据权利要求1所述的钙离子吸附剂的再生方法，其特征在于:在向浓缩液中加入活性炭进行吸附的步骤中，所述活性炭的粒径为小于100目，其投加量以浓缩液的体积计为5-20g/L，吸附时间为4-24h。
8.根据权利要求1所述的钙离子吸附剂的再生方法，其特征在于:所述玻璃纤维滤膜的孔径为0.7-1.0 μ m。
9.根据权利要求1所述的钙离子吸附剂的再生方法，其特征在于:在将吸附饱和的钙离子吸附剂置于滤液中进行反应的步骤中，钙离子吸附剂与滤液体积比为1:1-1:5，反应时间为4_24h。
10.根据权利要求2所述的钙离子吸附剂的再生方法，其特征在于:对使用后的活性炭进行煅烧活化再生的步骤包括:将使用后的活性炭置于烘箱中在105°C烘干30-60min，再置于马弗炉中，在氮气保护下400-600°C活化l_5h，得到再生的活性炭。
【文档编号】C02F1/28GK104226285SQ201410487901
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】张华 , 刘光全, 张晓飞, 吴百春, 罗臻, 王毅霖, 李婷, 杨雪莹, 宋磊 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团安全环保技术研究院