[發明專利]一種廢水中陰離子表面活性劑的處理方法

無效

• 申請號: 200910055442.5
• 申請日: 2009-07-28
• 公開（公告）號: CN101628762A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 施文健;張元璋;聞海峰;周化嵐;路榮春;秦琴;陳軒;韓悅;鄒忠
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/66;C02F101/30
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術領域：

本發明涉及一種廢水中陰離子表面活性劑的處理方法，屬化學環保領域。

背景技術：

目前常用的治理此類廢水的方法主要有活性炭吸附法、泡沫分離法、光催化氧化法、超聲降解法、膜過濾技術、化學絮凝法和微生物法等。這些方法在治理此類廢水時雖然都有不同程度的應用，但都存在一定的局限性，需要進一步改進：活性炭吸附法在常溫下吸附效果較好，但活性炭再生能耗大，且再生后吸附能力會有不同程度的降低，限制了它的應用；泡沫分離法工藝簡單、操作簡便、運行穩定，但此法在處理過程中會造成陰離子表面活性劑的轉移，污染空氣，同時會使致病菌也一起擴散，從而增加流行病的危險性；光催化氧化法在處理過程中需要不斷向其中曝氣，以保證提供充分的溶解氧，運行成本較高；超聲降解法的降解能力受pH影響較大，降解程度隨超聲作用的功率、作用時間的增加而增加；膜過濾技術分離效率高、過程簡單，但膜價昂貴且容易堵塞；化學絮凝法對陰離子表面活性劑具有一定的處理效果，但在處理過程中，需要以氧化鈣作為助凝劑，且會產生廢渣和污泥，處理不當會造成二次污染；微生物法處理的投資和運行費用較低，但其應用的條件和可供選擇的微生物有限，且低濃度的陰離子表面活性劑會引起微生物的增殖，高濃度的陰離子表面活性劑會抑制生物的增長。

發明內容：

本發明的目的是提供一種廢水中陰離子表面活性劑的處理方法。

本發明的技術原理

纖維素是地球上最豐富的可再生資源，因價廉、可降解性和對生態環境不產生污染等優點，纖維素的功能化一直是人們研究的熱點。纖維素是由D-吡喃葡萄糖經β-1，4糖苷鍵組成的直鏈多糖，每個葡萄糖基環均有3個羥基，這些羥基的存在直接影響到纖維素的化學性質。3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(CHPAC)是一種廉價、反應性好和低毒性的試劑，可由環氧氯丙烷和鹽酸三甲胺溶液反應制得。利用纖維素羥基的衍生化反應，可與CHPAC發生醚化反應，將CHPAC上的季銨基陽離子接枝到纖維素分子鏈上制成季銨型陽離子纖維素吸附劑。本發明采用纖維素含量大于90％的醫用脫脂棉，并接枝季銨基陽離子官能團制成季銨型陽離子纖維素吸附劑，提高了吸附劑的可過濾性和使用的方便性，并且制造工藝簡單，成本低廉。

在10mg/L的陰離子表面活性劑水溶液中加入水體中常見共存離子(濃度為環境水體中最高背景值的20倍)：Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Cl^-、H₂SiO₃^-、NO₃^-、SO₄^2-、HCO₃^-作靜態吸附試驗，測定吸附劑飽和吸附量。試驗結果，吸附劑的選擇性很強，Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺等金屬離子和所試簡單陰離子不能被吸附，這些離子對吸附容量沒有影響。

季銨型陽離子纖維素吸附劑的再生原理是鑒于加入氫氧化鈉作為脫附劑，氫氧根由于所帶負電荷更集中，更容易與季銨基陽離子結合，因此陰離子基團被脫附：

加入鹽酸后氫離子與氫氧根結合生成更為穩定的水，季銨基被解吸出來，達到活化再生的目的：

分別用10L?1.0mol/L稀氫氧化鈉水溶液和10L?1.0mol/L稀鹽酸水溶液浸泡吸附柱可將陰離子表面活性劑順利洗脫。吸附柱吸附、洗脫重復10次其飽和吸附量未見明顯降低。

采用靜態吸附法，考察了溶液酸度對季銨型陽離子纖維素吸附劑飽和吸附容量的影響。不同表面活性劑定量吸附允許酸度各不相同，在近中性(pH5～7)溶液中吸附劑對所試表面活性劑的吸附能力最大。這是由于在弱酸性條件下，季銨型陽離子纖維素的季銨基陽離子較多的以離子態形式存在，它與陰離子表面活性劑的官能團發生締合反應生成締合物。在堿性介質中季銨基陽離子則與OH^-結合以季銨堿分子態的形式存在，陽離子基團活性受到抑制而難以達到理想的吸附效果。