一种利用改性膨润土处理有机废水的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境污染控制新技术的开发，尤其涉及一种利用改性膨润土处理有机废水的方法。
【背景技术】
[0002]随着工业迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。由于工业有机废水的成分更复杂，有些还有毒性，工业有机废水处理比城市污水处理更困难也更重要。
[0003]工业产生的高浓度有机废水中，酸、碱类众多，往往具有强酸或强碱性。主要有以下危害:一是需氧性危害:由于生物降解作用，高浓度有机废水会使受纳水体缺氧甚至厌氧，多数水生物将死亡，从而产生恶臭，恶化水质和环境。二是感观性污染:高浓度有机废水不但使水体失去使用价值，更严重影响水体附近人民的正常生活。三是致毒性危害:超高浓度有机废水中含有大量有毒有机物，会在水体、土壤等自然环境中不断累积、储存，最后进入人体，危害人体健康。
[0004]目前采用的处理方法主要有:(I)氧化-吸附法:高浓度废水稀释后用煤粉进行初步混凝、吸附处理，然后用Fenton试剂催化氧化和酸性凝聚，再用煤粉混凝、吸附。(2)焚烧法:焚烧法适用于处理高浓度有机废水。预处理后的废水经加压、过滤、计量后送至炉拱上方，由高压空气雾化专用喷嘴喷入炉膛蒸发焚烧。该法在保证锅炉安全运行的条件下，能对高浓度有机废水彻底处理，其优点是初投资省、运行费用低。该法在实际推广应用中存在的缺点是:①废水水量受相配锅炉的限制;②对废水成分应详细分析，确保不影响锅炉本体燃烧;③该法在理论上有待进一步深入研究。(3)吸附法:吸附法是用具有很强吸附能力的固体吸附剂，使废水中的一种或数种组分富集于固体表面的方法。常用的吸附剂有活性炭和树脂，活性炭再生和洗脱困难;树脂吸附具有实用范围广，不受废水中无机盐的影响，吸附效果好，洗脱和再生容易，性能稳定等优点，因而在超高浓度有机废水处理中，最常用的吸附剂为树脂吸附剂。树脂吸附法可用于处理含酚、苯胺、有机酸、硝基物、农药、染料中间体等废水，是一种处理有机废水的有效方法。(4)SBR处理:SBR污水处理工艺是现代活性污泥法的一种类型，它是在一个设有曝气及搅拌装置的反应器内，按照预定的程序，进行充水、生化反应、沉淀、排水、闲置等过程的操作。这种方法是利用微生物降解有机物，但大部分高浓度的工业有机废水可生化性很差，所以该方法在高浓度工业有机废水处理方面应用前景有限。
[0005]CN 104609597 A公开了一种超快速去除水中有机污染物的方法，该方法，步骤如下:一、向待处理的水中加入还原剂;二、将待处理的水pH调节到3-7的范围内；三、向待处理的水中加入氧化剂。该方法利用亚硫酸氢根与高锰酸钾或二氧化锰反应，通过迅速产生高活性的氧化剂Mn(III)(非络合态)，实现对水中有机污染物的超快速去除，可以把高锰酸钾和二氧化锰氧化去除污染物的速率提高一千至一百万倍。但该方法属于均相反应，处理后的废水含有大量锰和硫酸根难以去除，且不利用重复使用。另外，该反应需要在酸性条件下进行，对废水的pH值有一定的要求，导致不符合要求的废水需要调节pH才可以进一步反应，反应完成之后还要再调节PH值至中性，费时费力。
[0006]膨润土是以蒙脱石(Montmorillonite)为主要矿物的粘土岩。蒙脱石是一种含水的层状铝硅酸盐矿物，由两个硅氧四面体中间夹一个铝(镁)氧(氢氧)八面体组成，属于2:1型的三层粘土矿物。晶层间距离为0.96?2.14nm，这些纳米片层团聚在一起，形成几百纳米到几微米的粘土颗粒。膨润土有很强的阳离子交换能力，在一定的物理-化学条件下，Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Fe2+、CU2+等可相互交换。阳离子交换性是膨润土的重要工艺特性，利用这一特性，可以对膨润土进行改性，如制备膨润土负载催化剂。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是为克服现有技术中分离困难、条件苛刻的不足，提供一种利用改性膨润土处理有机废水的方法。
[0008]本发明采用的技术方案是依次包括如下步骤:
[0009]I)采用|丐基或钠基膨润土，按照每克膨润土对应0.5?1.0mmol氯化猛的量，将过20?50目筛的膨润土加入到质量百分比浓度为15%?30%的氯化锰溶液中，在40?50°C恒温水浴中搅拌5?6h，老化12?24h，再将该沉淀物从液体中分离，用去离子水洗沉淀物2?3遍，烘干，得到高锰酸钾改性的膨润土 ；
[0010]2)取Ig烘干的氯化锰改性的膨润土，加入到I?1.5L待处理的有机废水中，再加入
0.2?0.6mmol亚硫酸氢钠，搅拌10_20min，再加入I?2g水滑石，有机物被分解，沉淀分离，上清液可以排放。
[0011]本发明的优点是:
[0012](I)将氯化锰交换到膨润土层间，制备成安全稳定的水处理剂，在反应的过程中，污染物被吸附到膨润土表面，亚硫酸氢根在膨润土表面和锰离子发生反应，利用膨润土表面酸性完成对污染物的降解反应，反应受水体本身PH值影响较小。
[0013](2)反应完成后，产生的锰离子和硫酸根离子分别被膨润土和膨润土所吸附，处理后废水中没有残留，可以直接排放。
【具体实施方式】
[0014]以下进一步提供本发明的3个实施例:
[0015]实施例1
[0016]采用钠基膨润土，按照每克膨润土对应1.0mmol氯化锰的量，将过50目筛的膨润土加入到质量百分比浓度为30%的氯化锰溶液中，在50°C恒温水浴中搅拌6h，老化24h，再将该沉淀物从液体中分离，用去离子水洗沉淀物3遍，烘干，得到高锰酸钾改性的膨润土;取Ig烘干的氯化锰改性的膨润土，加入到1.5L待处理的金橙II废水中，再加入0.6mmol亚硫酸氢钠，搅拌20min，再加入2g水滑石，有机物被分解，沉淀分离，去除率97.6%,上清液可以排放。
[0017]实施例2
[0018]采用钙基膨润土，按照每克膨润土对应0.5mmol氯化锰的量，将过20目筛的膨润土加入到质量百分比浓度为15%的氯化锰溶液中，在40°C恒温水浴中搅拌5h，老化12h，再将该沉淀物从液体中分离，用去离子水洗沉淀物2遍，烘干，得到高锰酸钾改性的膨润土;取Ig烘干的氯化锰改性的膨润土，加入到IL待处理的苯酚废水中，再加入0.2mmol亚硫酸氢钠，搅拌lOmin，再加入Ig水滑石，有机物被分解，沉淀分离，去除率98.5%，上清液可以排放。
[0019]实施例3
[0020]采用钠基膨润土，按照每克膨润土对应0.Smmol氯化锰的量，将过30目筛的膨润土加入到质量百分比浓度为30%的氯化锰溶液中，在50°C恒温水浴中搅拌6h，老化24h，再将该沉淀物从液体中分离，用去离子水洗沉淀物3遍，烘干，得到高锰酸钾改性的膨润土;取Ig烘干的氯化锰改性的膨润土，加入到1.5L待处理的金橙II废水中，再加入0.5mmol亚硫酸氢钠，搅拌20min，再加入2g水滑石，有机物被分解，沉淀分离，去除率97.9%,上清液可以排放。
【主权项】
1.一种利用改性膨润土处理有机废水的方法，其特征是依次包括如下步骤: 1)按照每克膨润土对应0.5?1.0mmol氯化锰的量，将过20?50目筛的膨润土加入到质量百分比浓度为15 %?30 %的氯化锰溶液中，在40?50°C恒温水浴中搅拌5?6h，老化12?24h，再将该沉淀物从液体中分离，用去离子水洗沉淀物2?3遍，烘干，得到高锰酸钾改性的膨润土； 2)取Ig烘干的氯化锰改性的膨润土，加入到I?1.5L待处理的有机废水中，再加入0.2?0.6mmol亚硫酸氢钠，搅拌10_20min，再加入I?2g水滑石，有机物被分解，沉淀分离，上清液可以排放。
【专利摘要】本发明公开一种利用改性膨润土处理有机废水的方法。依次包括如下步骤：1)采用钙基或钠基膨润土，按照每克膨润土对应0.5～1.0mmol氯化锰的量，将过20～50目筛的膨润土加入到质量百分比浓度为15％～30％的氯化锰溶液中，在40～50℃恒温水浴中搅拌5～6h，老化12～24h，再将该沉淀物从液体中分离，用去离子水洗沉淀物2～3遍，烘干，得到高锰酸钾改性的膨润土；取1g烘干的氯化锰改性的膨润土，加入到1～1.5L待处理的有机废水中，再加入0.2～0.6mmol亚硫酸氢钠，搅拌10-20min，再加入1～2g水滑石，有机物被分解，沉淀分离，上清液可以排放。该方法受废水pH影响小、处理后无二次污染。
【IPC分类】C02F1/58, C02F1/72, C02F1/28
【公开号】CN105502557
【申请号】CN201510883139
【发明人】张宇, 马建锋, 赵文昌
【申请人】常州大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月3日