[發明專利]一種處理同時含磷和芳香族硝基化合物廢水的方法

有效

• 申請號: 201010115025.8
• 申請日: 2010-02-26
• 公開（公告）號: CN101823800A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 馬建鋒;李定龍;黃文艷
• 申請（專利權）人: 江蘇工業學院
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F1/42;C02F1/28;C02F1/52;C02F101/38;C02F101/34;C02F101/10
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及水處理技術與應用，尤其涉及一種同時含磷和芳香族硝基化合物廢水的處 理方法。

背景技術

我國水資源短缺，水體污染日趨嚴重。目前我國工業和城市生活廢水一般是混合后集 中處理，導致污水中同時含有大量的有機污染物、磷酸鹽和各種其它污染物，污水處理工 藝復雜且效率不高。常規的污水處理工藝一般利用生物和化學相結合的方法除磷，但一般 的生物除磷法對磷的去除只有65％左右，難以徹底去除磷酸根等導致富營養化物質。研究 表明，當湖泊中磷酸根的濃度達到0.03mg/L可以引起富營養化。城市污水處理中常用的 生化處理法雖然可以較大程度地減小廢水COD量，但掩蓋了其中的芳香族硝基化合物等 具有“三致(致癌、致畸形、致突變)”效應的物質或劇毒物質對生態的危害。芳香族硝 基化合物包括硝基苯、硝基氯苯、硝基苯胺等，廣泛用于醫藥、農藥、染料、炸藥及其他 化工產品的生產。這類化合物的生產量日益增大，產生的廢水量也相應增加。這類化合物 具有毒性大、難降解的特點，它可以通過呼吸道吸入或皮膚吸收進入人體，導致神經系統 癥狀、貧血和肝臟疾患；它若進入水體，則會造成水體污染。

對于這些生物處理效率比較低的化合物，一般通過物理化學方法將其去除。常見的有 混凝沉淀、化學氧化、吸附等工藝。混凝沉淀對溶解性的難降解有機污染物去除效果較差； 化學氧化對難降解有機物具有選擇性，且處理成本高，不適合處理量大面廣的城鎮污水。 因此，污水中難降解有機污染物的吸附處理方法也同樣受到了各國環境工作者的廣泛關注。 吸附法是去除低濃度污染物的有效方法，其中最為關鍵的是選擇高效吸附劑。

膨潤土是一種以蒙脫石為主要礦物組成的粘土巖，在環境保護領域也廣闊的應用前景。 蒙脫石是由兩個共頂聯接的硅氧四面體片中間夾一個共邊聯接的鋁氧八面體片組成的層狀 硅酸鹽礦物，其結構中的單片層是縱橫尺寸比很大的薄片，直徑約為100-200nm，而厚 度僅為1nm。5-10層這樣的薄片通過層間陽離子結合在一起構成基本顆粒，由這些基本 顆粒構成更大的不規則集團，因而膨潤土具有層狀結構。結構中鋁對硅和鎂對鋁的類質同 象替代的離子交換作用，會導致結構單元層內負電荷(即層電荷)過剩，為達到正負電荷 的平衡，需要一定數量的陽離子來補償而且位于層間區域。這些陽離子以離子鍵力聯結結 構單元層，并且是活動的，它的鍵強比分子鍵或氫鍵大得多。因此當蒙脫石結構單元層內 部電荷未達到平衡時，單元層間的空隙中將由一定量的陽離子來充填，從而發生(陽)離 子交換作用。蒙脫石由于破鍵、晶格內類質同象取代及吸附在其表面的腐殖質離解等原因 而帶負電荷，從而導致晶格層間結合疏松，遇水易膨脹成碎片，顆粒分散度高，具有巨大 的內表面積和大量的交換性陽離子，使其具有良好的吸附性能和離子交換性能(其陽離子 交換容量約為74～130mmol/100g)。膨潤土由于有良好的物理化學性能，可做粘結劑、懸 浮劑、觸變劑、穩定劑、凈化脫色劑、充填料、飼料、催化劑等，廣泛用于農業、輕工業 及化妝品、藥品于化工、石油、環保、納米材料等領域，所以膨潤土是一種用途廣泛的天 然礦物材料。

但天然存在的鈉基膨潤土和鈣基膨潤土在廢水處理方面并不具有良好的應用性，必須 根據廢水的特點選擇合適的處理工藝和方法綜合利用。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供了一種處理同時含磷和芳香族硝基化合 物廢水的方法，該方法直接采用天然膨潤土加上少量常見金屬鹽可以同時去除廢水中的磷 酸根和芳香族硝基化合物。

本發明采用的技術方案是包括如下步驟：

1)將10～15g膨潤土粉碎為20～200目，分散到30～50ml水中，制成懸濁液；

2)在該懸濁液中加入KCl和FeCl₃，KCl和FeCl₃的總量以K⁺和Fe³⁺電荷總量計，該 總量為膨潤土陽離子交換容量的10～100％，其中FeCl₃和KCl物質的量比例為1∶2～1∶4；

3)調節該懸濁液pH至7.5～8.5；

4)攪拌2～3h，攪拌過程中維持溫度在40～60℃；

5)攪拌后加入到10-15L含有磷酸根和芳香族硝基化合物的廢水中，攪拌2h；

6)沉淀分離，上清液達標排放。

本發明的有益效果是：