一种高盐有机废水处理材料及其制备方法与流程

文档序号:37307073发布日期:2024-03-13 20:54阅读:28来源:国知局

本发明属于污水处理,具体而言,涉及一种高盐有机废水处理材料及其制备方法。


背景技术:

1、高盐有机废水指的是总含盐量大于1%的排放废水,其废水来源广泛,水量大,有机物浓度高色度大、盐分高,在制药、化工、石油、造纸等多种工业生产中都会大量产生。废水中含大量有机物与无机盐,对环境的污染性大,直接排放高盐有机类废水会对环境造成极大污染。处理过程中,废水会腐蚀管道、反应仪器;同时,高含盐可导致废水可生化性差,处理的成本升高且效果不佳。因此,如何对高盐有机类废水进行处理技术优化是当前行业热点。

2、目前,用于高盐有机废水的主要处理方法有生物法、物化法以及化学氧化法。生物法是通过利用细菌等微生物的吸附和氧化分解作用去除废水中有机污染物的一种方法。该方法成本低、有机物去除效果好,但是对于含盐有机废水的处理有一定的局限性。这主要是因为盐度较高时会降低微生物的脱氢酶活性和内源呼吸速率,甚至使细菌发生质壁分离,对微生物群体危害较大。另外还会对整个生化系统产生影响,会导致污泥上浮、出水固体悬浮物升高等问题。

3、物理化学方法是通过物理化学过程去除污染物的方法。该方法操作简单、运行平稳、容易维护、效果明显。常用的物理化学处理方法包括吸附法、离子交换法、膜分离法、蒸发法和絮凝法等。吸附法主要是借助多孔性、高吸附性的吸附材料去除水中的污染物。离子交换法主要通过阴阳离子交换树脂实现水体脱盐。该方法主要缺点在于所使用的离子交换树脂对废水中的有机污染物的抵抗能力差,处理成本高。膜分离技术是利用半透膜,根据分子粒径不同,实现特定物质的选择性分离。常用的有微滤法、超滤法、纳滤法、反渗透法、渗析法和电渗析法。膜分离法易造成二次污染,成本较高,处理水量有限。蒸发法是实现无机盐浓缩及分离回收的重要手段,但是设备投资大。絮凝法是污水处理工艺中比较常用的工艺,其通过向废水中投加絮凝剂使悬浮物得到有效去除,该方法对溶解性难降解有机污染物的去除效果不佳。

4、化学氧化技术是环境污染治理中经常使用的技术手段,主要依靠氧化剂使有机污染物氧化分解,转变成无毒或毒性较小的物质甚至进一步矿化成二氧化碳和水。在此基础上,开发了以产生·oh自由基为活性中间体的高级氧化体系,即高级氧化过程(aops)。aops氧化能力强、适用范围广、易于工业化应用,常见的aops包括光催化氧化法、fenton及类fenton法、臭氧催化氧化法、电化学氧化法、湿式氧化法等。光催化氧化法是通过光照激发半导体催化剂,产生具有强氧化性的氧空位和还原性的光生电子,进一步反应产生强氧化自由基·oh,或直接氧化降解污染物。但是光催化剂在复杂体系中的稳定性差,且共存的无机盐阴离子、腐殖酸等会大大降低氧化效率,对实际废水的处理效果有限,人工光源耗电量大。fenton及类fenton法依靠fe2+和h2o2组成的fenton试剂处理有机废水,但是该方法需要酸性环境、对铁盐的需求量较大、铁泥易造成二次污染等。臭氧催化氧化法可以快速去除污水的色度、臭味以及有机污染物,但是臭氧在水中溶解度低,从而限制了臭氧利用率和·oh的产率。电化学氧化法具有自动化程度高、可设备化、操作简单、可与常规处理技术结合等特点,但是该方法投资成本和操作成本高,从而限制了其应用范围。湿式氧化法主要用于高浓度、有毒、有害、难生物降解的废水处理,但是目前国内对于该方法的研究多集中小、中试阶段,仍需要进一步提升。

5、为此,期待一种针对高盐有机废水的材料,能够实现高盐高浓难降解有机废水零排放和资源化回收利用。


技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题,提供一种高盐有机废水处理材料及其制备方法。本发明的材料不仅能够显著降低废水的cod值,还能对废水中的物质加以有效的回收利用。同时,利用本发明所述的方法,工艺简单,成本低,环境污染少。

2、本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

3、本发明的一个方面提供了一种高盐有机废水处理材料,包括:

4、组分a,所述组分a为2,6-吡啶二羧酸;

5、组分b,所述组分b按照重量百分比计,其原料组成及含量为:改性淀粉40-60%,聚合氯化铝20-40%,聚合硫酸铁10-20%;以及

6、组分c,所述组分c为多孔吸附材料。

7、优选地,所述改性淀粉的制备过程为:将淀粉与水混合并搅拌均匀,用调节溶液ph=5.6-6.0,加入环糊精,于90-95℃水浴上加热,并不断搅拌,当淀粉浆由开始糊化直至完全成糊时停止反应,将所得糊状改性淀粉经真空冷冻干燥之后研磨成粉末,得到改性淀粉。

8、优选地,所述淀粉、水以及环糊精按照料液比1-3g:100ml:2-5g的量加入。

9、优选地,所述真空冷冻干燥条件为:温度-40~-30℃,时间10-12h。

10、优选地,所述多孔有机碳骨架材料的制备方法如下:

11、将低阶煤经过破碎、筛分、洗涤后,获得80-200目的煤粉颗粒;

12、将煤粉颗粒加入到sncl2-hcl水溶液中超声分散10~30min进行敏化,然后取出煤粉颗粒洗涤后干燥得到敏化后的煤粉颗粒;

13、将上述敏化后的煤粉颗粒加入到有机溶剂中加热处理30-60min,然后取出得到热处理后的煤粉颗粒;

14、将热处理后的煤粉颗粒与稀土金属化合物按照质量比1:0.03-0.07的量共混后置于管式炉中,在氮气气氛下以5-15℃/min的升温速率升至800-1200℃进行高温热处理2-4h,自然冷却至室温后,获得多孔吸附材料。

15、优选地,所述低阶煤选自丰次烟煤、褐煤中的一种或多种。

16、优选地,所述sncl2-hcl水溶液中,sncl2的浓度为2-6g/l,hcl的浓度为10-20wt%。

17、优选地,所述有机溶剂选自乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、仲丁醇或仲戊醇中的一种或多种。

18、优选地,所述稀土金属化合物选自以下组中的任一种的氯化物、氢氧化物或者氧化物,该组为:la、ce、pr、nd、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu。

19、本发明的另一个方面提供了一种高盐有机废水处理方法,包括以下步骤:

20、将待处理废水中按照每100ml废水中加入80-100mg的量加入组分b并以100-200rpm的转速搅拌至无沉淀产生,然后过滤,得到第一出水;

21、在所得第一出水中按照每100ml水中加入20-40mg的量加入组分a并以100-200rpm的转速搅拌20-40min,加入组分c静置8-12h,然后过滤,得到终出水第二出水;

22、将所得第二出水经常规结晶处理,得到终出水。

23、借由上述技术方案,本发明至少具有下列优点:本发明通过组分a、b和组分c之间的协同作用能够实现对高盐废水的高效处理。组分a为一种螯合剂能够实现对水体重金属离子的去除,组分b作为絮凝剂能够实现对废水中污染物的絮凝沉淀,组分c作为吸附剂能够吸附废水中的小分子物质,三者之间相互配合,实现高盐废水的高效处理。

24、上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

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