[發明專利]一種利用改性堿渣吸附處理陽離子染料廢水的方法

無效

• 申請號: 201310407035.2
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103449558A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 孫秀云;馬變芳;韓衛清;李健生;沈錦優;劉曉東;嚴玉波;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;B09B3/00;C02F103/30
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明屬于污水處理與工業固體廢棄物資源化領域，特別是利用表面活性劑改性氨堿廠廢渣作為吸附劑處理陽離子染料廢水的方法。

背景技術

????染料廢水主要來源于染料生產、染料中間體生產以及染料使用行業，其生產流程長、產品回收率低，廢水具有組分復雜多變、產生量大、COD濃度高、色度深（稀釋倍數可達數萬倍）、有毒有害物質含量高、可生化性差，廢水中的染料能吸收光線，降低水體透明度，大量消耗水體中氧，造成水體缺氧，破壞水體自凈，是目前難處理的有機廢水之一。目前國內比較成熟的處理方法有生物活性污泥處理法、物理化學處理法和膜處理法等處理技術，其中，吸附法由于不會引入新的污染物，能耗較低且能從廢水中富集分離有機污染物，因而受到人們的廣泛關注。對于吸附劑的選擇，國內已有很多研究，例如活性炭、鋼渣、膨潤土、粉煤灰、沸石、活性氧化鋁等。其中鋼渣、粉煤灰等雖然成本低，但其吸附容量小，所需投灰量大；活性炭、沸石雖然具有較高的吸附容量，但是其價格相對昂貴。

堿渣是氨堿法生產純堿過程中產生的廢渣。目前的“氨堿法”工藝每生產1t純堿，需要排放含水量60%左右的固體堿渣0.3t。大量的堿渣長期得不到合理的處理和利用，不僅侵占大量土地，而且會造成渣山周圍地區地上地下的嚴重污染，破壞生態平衡。其主要成分有：CaCO₃、CaCl₂、Mg(OH)₂、Fe₂O₃、Al₂O₃等。目前，堿渣的主要綜合利用方法包括兩方面：一是用于建筑工程領域，可以作為建筑材料的原料來生產水泥、磚等建材；二是作為化工輕工原料，經過適當的工藝可以制得沉淀碳酸鈣、煙氣脫硫劑等。李霞等（山東大學學報，1672-3961(2010)02-0099-06）以稀鹽酸對堿渣進行酸浸，將堿渣中水溶與難溶的金屬化合物溶出，制得含鈣、鎂等金屬離子的堿渣浸出液，并在堿性條件下生成新生相氫氧化物，作為吸附劑吸附處理陰離子染料廢水。該方法充分利用了鈣、鎂等金屬離子對污染物去除的優勢，但染料的去除對pH有很大的依賴性，需嚴格控制pH的范圍，不利于堿渣的工業化應用。

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發明內容

????本發明的目的在于提供一種適用于染料廢水的去除以及以氨堿廠廢渣為原材料，以表面活性劑為改性劑的表面改性方法。本方法處理后的出水幾乎不含染料物質，吸附過染料的堿渣表面緊密結合了染料物質，不會存在生態風險造成二次污染，且本方法符合以廢治廢的環保理念。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種利用改性堿渣吸附處理陽離子染料廢水的方法，包括下列步驟：

(1)?將堿渣破碎、水洗、烘干、磨細后，與表面活性劑溶液混合，振蕩得到的漿液經過濾分離出固體，將固體水洗烘干后研磨過篩至需要的目數，即得到吸附劑；

(2)?將吸附劑投加到裝有陽離子染料廢水的反應器中；

(3)?使吸附劑與染料廢水充分混合反應；

(4)?將吸附劑與陽離子染料廢水固液分離，最終得到處理后的水。

其中，步驟(1)中，堿渣破碎至20~40目，水洗后在80~105℃下烘干24h，研磨過篩至100~140目得到吸附劑。

步驟(1)中，所用表面活性劑為十二烷基硫酸鈉，溶液的濃度為0.5~2CMC。

步驟(1)中，堿渣與十二烷基硫酸鈉溶液的比例為5g/100mL。

步驟(1)中，混合反應溫度為30~60℃，振蕩速度為160~180?r/min，振蕩時間為6~12h。

步驟(2)中，陽離子染料廢水采用亞甲基藍溶液模擬染料廢水，濃度控制在20~30mg/L。

步驟(2)中，吸附劑的投加比例為0.1~0.25g/100mL廢水。

步驟(3)中，充分混合反應控制溫度在30～50℃，反應時間為5～360min。

步驟(4)中，固液分離采用離心分離或過濾的方法。

本發明的原理在于：據表征測試，堿渣的表面呈蜂窩狀，比表面積約為31m²/g，具有豐富的吸附位點；堿渣的表面呈負電性，可以靜電作用吸附去除陽離子染料；采用表面活性劑改性后的堿渣，在溶液中的潤濕性和分散性明顯優于改性前，可使堿渣與染料充分作用；改性后的堿渣，表面的負電性增強，繼而增強了堿渣與染料間的相互作用力。