一种基于颗粒包裹处理含氯废水的方法

本发明属于污水处理，具体涉及一种基于颗粒包裹处理含氯废水的方法。

背景技术：

1、许多工业生产过程，如石油化工、化肥、造纸、印染等，会产生含氯废水。而在农业生产中使用的氯化物肥料、农药等，也可能进入农田排水系统，形成含氯废水。含氯废水中的氯化物会降低水质，破坏生态系统。含氯废水也会导致鱼类和其他水生生物的毒性反应，影响生物多样性。长期接触高浓度含氯废水可能对人体产生刺激、腐蚀和中毒作用，导致皮肤、眼睛等组织损伤，甚至可能致癌。

2、目前对于含氯废水的处理主要有以下两种，物理蒸发结晶法：通过物理蒸发重结晶的方法去除氯离子，但是所需的能源成本过高，大规模应用受限；膜分离法：利用膜过滤技术将氯化物从废水中分离，但膜分离设备投资成本较高，且膜的使用寿命有限。

3、目前用于水的脱氯技术都存在各自的缺点，很难实现规模化的低成本脱氯，因此，寻求一种经济、廉价且可工业规模化的脱氯方法是当前亟需解决的关键科技问题之一。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于颗粒包裹处理含氯废水的方法，用以解决现有的处理方法存在成本高、脱氯效果不可控等技术问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明公开了一种基于颗粒包裹处理含氯废水的方法，包括以下步骤：

4、s1：调节含氯废水的ph值和制备得到的海藻酸钠/壳聚糖水溶液的温度；随后根据含氯废水中所需除氯量确定海藻酸钠/壳聚糖水溶液的用量；

5、s2：向含氯废水中依次加入乙酸镁、硝酸镁和海藻酸钠/壳聚糖水溶液进行反应，反应结束后得到固体颗粒，将固体颗粒与含氯废水进行分离；

6、s3：重复s2的操作，直至不再产生固体颗粒，得到处理后的废水。

7、进一步地，s1中，所述海藻酸钠/壳聚糖水溶液的制备方法为：将海藻酸钠、壳聚糖固体粉末和水混合，搅拌后得到海藻酸钠/壳聚糖水溶液；所述海藻酸钠和壳聚糖的质量比为1：1；所述海藻酸钠和壳聚糖的总量与水的用量比为(3～7)g：(100～150)ml；所述搅拌的强度为500～900rpm。

8、进一步地，s1中，调节氯废水的ph值为2.8～5.5；调节海藻酸钠/壳聚糖水溶液的温度为60～70℃。

9、进一步地，s1中，所述根据含氯废水中所需除氯量确定海藻酸钠/壳聚糖水溶液的用量，包括以下步骤：

10、当处理50ml含氯废水时，采用间歇式的方式分次滴入海藻酸钠/壳聚糖水溶液，每次滴入10ml海藻酸钠/壳聚糖水溶液时，藻酸钠/壳聚糖水溶液的用料模型如下式所示：

11、y＝y1*exp^[-0.154*(x/10)]；

12、其中：y为处理后的废水的氯离子浓度，mg/l；y1为含氯废水的初始氯离子浓度，mg/l；x为海藻酸钠/壳聚糖水溶液总用量，ml；

13、当处理50ml含氯废水时，采用间歇式的方式分次滴入海藻酸钠/壳聚糖水溶液，每次滴入20ml海藻酸钠/壳聚糖水溶液时，藻酸钠/壳聚糖水溶液的用料模型如下式所示：

14、y＝y1*exp^[-0.254*(x/20)]；

15、其中：y为处理后的废水的氯离子浓度，mg/l；y1为含氯废水的初始氯离子浓度，mg/l；x为海藻酸钠/壳聚糖水溶液总用量，ml。

16、进一步地，s2中，所述海藻酸钠/壳聚糖水溶液滴入含氯废水采用间歇式的方式分次滴入；所述海藻酸钠/壳聚糖水溶液单次滴入的用量、海藻酸钠/壳聚糖水溶液总用量和海藻酸钠/壳聚糖水溶液滴加总次数的关系模型如下式所示：

17、b＝17.307*exp^(-0.035a)；

18、x＝a*17.307*exp^(-0.035a)；

19、其中：a为海藻酸钠/壳聚糖水溶液单次滴入的用量，ml；b为海藻酸钠/壳聚糖水溶液滴加总次数；x为海藻酸钠/壳聚糖水溶液总用量，ml。

20、进一步地，所述海藻酸钠/壳聚糖水溶液单次滴入的用量与含氯废水的体积比为1：(2.5～5)；所述海藻酸钠/壳聚糖水溶液的滴入速率为0.5～0.8ml/min。

21、进一步地，s2中，所述海藻酸钠/壳聚糖水溶液在滴加前静置3～4h形成均质状态；s2中，所述含氯废水中的氯离子浓度为10000～50000mg/l，镁离子浓度为2000mg/l～10000mg/l。

22、进一步地，s2中，所述乙酸镁和硝酸镁的质量比为1.5：1；所述乙酸镁和硝酸镁的总质量和含氯废水中的氯离子的质量比为2：1。

23、进一步地，s2中，所述反应的时间为1～1.5h；所述固体颗粒是直径为2～3mm的球状颗粒；所述分离是采用过滤方法进行固液分离。

24、进一步地，s3中，所述处理后的废水中氯离子浓度为2000～3000mg/l；镁离子浓度为700～900mg/l。

25、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

26、本发明公开了一种基于颗粒包裹处理含氯废水的方法，采用海藻酸钠和壳聚糖固体粉末混合并配置成水溶液，在含氯废水中加入乙酸镁和硝酸镁，通过滴加海藻酸钠/壳聚糖水溶液引发界面聚合反应，形成固体颗粒，将氯离子包裹于其中，固液分离后实现除氯效果，并依据发明所述模型实现除氯工艺可控性，对于大批量废水选择小投加比，多批次的处理方式节省设备扩建成本，而少量废水可选择大投加比，少批次处理方式节省处理时间；对于氯离子浓度高达10000到50000mg/l的废水，最终残留氯离子浓度仅为2000mg/l左右，且在常温常压下操作，所用药剂绿色环保，方便易得且成本低，为工业处理氯废水提供新的思路和方法，在环保方面具有非常广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种基于颗粒包裹处理含氯废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于颗粒包裹处理含氯废水的方法，其特征在于，s1中，所述海藻酸钠/壳聚糖水溶液的制备方法为：将海藻酸钠、壳聚糖固体粉末和水混合，搅拌后得到海藻酸钠/壳聚糖水溶液；所述海藻酸钠和壳聚糖的质量比为1：1；所述海藻酸钠和壳聚糖的总量与水的用量比为(3～7)g：(100～150)ml；所述搅拌的强度为500～900rpm。

3.根据权利要求1所述的一种基于颗粒包裹处理含氯废水的方法，其特征在于，s1中，调节氯废水的ph值为2.8～5.5；调节海藻酸钠/壳聚糖水溶液的温度为60～70℃。

4.根据权利要求1所述的一种基于颗粒包裹处理含氯废水的方法，其特征在于，s1中，所述根据含氯废水中所需除氯量确定海藻酸钠/壳聚糖水溶液的用量，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种基于颗粒包裹处理含氯废水的方法，其特征在于，s2中，所述海藻酸钠/壳聚糖水溶液滴入含氯废水采用间歇式的方式分次滴入；所述海藻酸钠/壳聚糖水溶液单次滴入的用量、海藻酸钠/壳聚糖水溶液总用量和海藻酸钠/壳聚糖水溶液滴加总次数的关系模型如下式所示：

6.根据权利要求5所述的一种基于颗粒包裹处理含氯废水的方法，其特征在于，所述海藻酸钠/壳聚糖水溶液单次滴入的用量与含氯废水的体积比为1：(2.5～5)；所述海藻酸钠/壳聚糖水溶液的滴入速率为0.5～0.8ml/min。

7.根据权利要求1所述的一种基于颗粒包裹处理含氯废水的方法，其特征在于，s2中，所述海藻酸钠/壳聚糖水溶液在滴加前静置3～4h形成均质状态；s2中，所述含氯废水中的氯离子浓度为10000～50000mg/l，镁离子浓度为2000mg/l～10000mg/l。

8.根据权利要求1所述的一种基于颗粒包裹处理含氯废水的方法，其特征在于，s2中，所述乙酸镁和硝酸镁的质量比为1.5：1；所述乙酸镁和硝酸镁的总质量和含氯废水中的氯离子的质量比为2：1。

9.根据权利要求1所述的一种基于颗粒包裹处理含氯废水的方法，其特征在于，s2中，所述反应的时间为1～1.5h；所述固体颗粒是直径为2～3mm的球状颗粒；所述分离是采用过滤方法进行固液分离。

10.根据权利要求1所述的一种基于颗粒包裹处理含氯废水的方法，其特征在于，s3中，所述处理后的废水中氯离子浓度为2000～3000mg/l；镁离子浓度为700～900mg/l。

技术总结
本发明公开了一种基于颗粒包裹处理含氯废水的方法，属于污水处理技术领域。本发明公开的方法采用海藻酸钠和壳聚糖固体粉末混合并配置成水溶液，在含氯废水中加入乙酸镁和硝酸镁，通过滴加海藻酸钠/壳聚糖水溶液引发界面聚合反应，形成固体颗粒，同时将氯离子包裹在固体颗粒内，能有效降低氯离子浓度；对于氯离子浓度高达10000到50000mg/L的废水，最终残留氯离子浓度仅为2000mg/L左右，为工业处理氯废水提供新的思路和方法，在环保方面具有非常广阔的应用前景。

技术研发人员：杨宁,郭旭,邓丽珍,郑春莉
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14