专利名称：一种利用有机改性膨润土处理废水的方法
技术领域：
本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种用有机改性膨润土处理废水的方法。
背景技术：
膨润土是一种以蒙脱石为主要矿物的层状铝硅酸盐矿物，在粘土矿物形成过程中，常会发生类似同晶替代作用，因此晶体结构层间存在过剩负电荷，能以静电吸附阳离子保持电中性，具有阳离子交换性能。此外，膨润土是一种天然的纳米材料，具有很大的表面积，巨大的表面积赋予了它巨大的表面能，使其具有巨大的吸附能。由于具有良好的物理化学性能，膨润土广泛用于石油开采、定向穿越、钢铁铸造、冶金球团、化工涂料、复合肥、浆纱、橡胶、塑料、造纸、废水处理、吸潮剂、农药等领域。膨润土的有机改性主要是通过插层改性来提高膨润土的层间距，扩大层间比表面积，从而使它对有机污染物和重金属的吸附能力都大大提高，有机改性膨润土广泛地应用于废水处理领域。有机改性膨润土生产方法已经有较多的专利报道，如专利CN02103804.X、 专利CN 200710158857. 6、专利CN99119834. 4、专利CN03116258. 4等，无疑有机改性有效改善膨润土的吸附性能，增强了它在废水处理中的应用的可能。此外，现有技术中的应用主要是将粉末状有机改性膨润土加入到要净化的废水进行中静态搅拌吸附，如专利CN03116257. 6、专利CN200710070237. 7所述。虽然吸附的效果很好，但在实际应用中需要对处理后的废水进行过滤、离心或沉降，存在着固液分离难，分离设备占地面积大，工艺流程较长等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺点，提供一种使用方便的利用有机改性膨润土处理废水的方法。本发明的技术方案如下一种利用有机改性膨润土处理废水的方法，包括如下步骤(1)将有机改性膨润土固定化成型；(2)将成型的有机改性膨润土装填入吸附装置内；(3)将废水以一定流速送入装填有有机改性膨润土的吸附装置中，使废水和有机改性膨润土充分接触浸润吸附，处理后液流出即为净化的废水；(4)待吸附至饱和，用解吸液解吸有机改性膨润土，使其再生并循环利用。所述步骤(1)的固定化成型是指在有机改性膨润土中按一定的比例添加水或水和粘结剂，混合后制成的具有一定尺寸的几何体，然后经过干燥使其固化成型。所述添加水或水和粘结剂的比例为所述有机改性膨润土质量的-50%。所述粘结剂为白炭黑、碱性硅溶胶、硅酸钠和水泥中的一种。所述的将有机改性膨润土制成几何体的方法包括圆盘造粒、手工或机械挤压成型及压片。所述干燥为自然风干或烘干，烘干温度为室温 100°C。所述步骤O)的吸附装置为吸附柱或吸附箱。所述步骤(3)中吸附装置内废水的流速为每小时1 100个吸附装置体积。所述步骤(3)的废水为有机废水或含重金属废水。所述步骤中的解吸液为浓度为0. 5% 20%的无机酸或无机碱。所述无机酸优选为硝酸或硫酸，所述无机碱优选为氢氧化钠。本发明的有益效果是(1)本发明利用有机改性膨润土表面疏水性高，成型后在水中保持颗粒形态的特点，通过对有机改性膨润土固定化成型，解决了废水与吸附剂的固液分离问题，工艺流程短、占地面积小、运行成本低。(2)本发明通过对待处理废水进液流速的控制，使废水在膨润土有效渗透扩散，实现了处理后液污染物达标的目的。
具体实施例方式实施例1圆盘造粒机内，加入适量有机改性膨润土 ZJl和相当其重量10%的水泥，用水润湿，摇动3 20min，形成直径约0. 5 3mm小球，室温下风干。自然风干后，将土填充入长约15cm，直径IOmm的玻璃柱子。用泵将试验室自配含铅6mg/L废水以进液速度为每小时 1个柱体积，泵入吸附柱内，进行逆流吸附，完成处理废水IOL后，用20mL浓度为0. 5 %的稀硝酸进行逆流解吸，循环再生，并再次吸附。处理后液铅控制在0. 05mg/L,浓缩液铅浓度 240mg/Lo实施例2圆盘造粒机内，加入适量有机改性膨润土 ZJl和相当其重量1 %水泥，用水润湿， 摇动3 20min，形成直径约0. 5 3mm小球，室温下风干。自然风干后，将土填充入长约 15cm，直径IOmm的玻璃柱子。用泵将试验室自配含铅6mg/L废水以进液速度为每小时1个柱体积，泵入吸附柱内，进行逆流吸附，完成处理废水IOL后，用20mL浓度为5%的稀硝酸进行逆流解吸，循环再生，并再次吸附。处理后液铅控制在0. 05mg/L,浓缩液铅浓度300mg/L。实施例3圆盘造粒机内，加入适量有机改性膨润土 ZJl和相当其重量50%水泥，用水润湿， 摇动3 20min，形成直径约0. 5 3mm小球，室温下风干。自然风干后，将土填充入长约 15cm,直径IOmm的玻璃柱子。用泵将试验室自配含铅6mg/L废水以进液速度为每小时1 个柱体积，泵入吸附柱内，进行逆流吸附，完成处理废水IOL后，用20mL浓度为20%的硝酸溶液进行逆流解吸，循环再生，并再次吸附。处理后液铅控制在0. 05mg/L,浓缩液铅浓度 409mg/Lo实施例4混捏机，有机改性膨润土 ZJ2，加水润湿，运转5min，形成粒度大小不一的球状体， 手工打散至比较均勻后，放入50°C烘箱烘烤Mh。将成型后的膨润土填入带有小格子的箱内，格子用带直径为40目小孔的滤网搭成。将浓度为20mg/L的含铬顺流泵入箱内，水在箱内停留时间为每小时100个箱体积。用浓度为0.5%的硫酸解吸，循环再生后，用于吸附。 处理后液铬浓度可控制在1. Omg/L左右，浓缩比可达到50。实施例5混捏机，有机改性膨润土 ZJ2，加水润湿，运转5min，形成粒度大小不一的球状体， 手工打散至比较均勻后，放入50°C烘箱烘烤Mh。将成型后的膨润土填入带有小格子的箱内，格子用带直径为40目小孔的滤网搭成。将浓度为20mg/L的含铬顺流泵入箱内，水在箱内停留时间为每小时100个箱体积。用浓度为5%的硫酸解吸，循环再生后，用于吸附。处理后液铬浓度可控制在1. Omg/L左右，浓缩比可达到56。实施例6混捏机，有机改性膨润土 ZJ2，加水润湿，运转5min，形成粒度大小不一的球状体， 手工打散至比较均勻后，放入50°C烘箱烘烤Mh。将成型后的膨润土填入带有小格子的箱内，格子用带直径为40目小孔的滤网搭成。将浓度为20mg/L的含铬顺流泵入箱内，水在箱内停留时间为每小时100个箱体积。用浓度为20%的硫酸解吸，循环再生后，用于吸附。处理后液铬浓度可控制在1. Omg/L左右，浓缩比可达到43。实施例7在改性膨润土 ZJ3中加入相当于其质量1 %的水和粘结剂，手工捏成厚度约2mm的小薄片，100°C后烘干后，叠加放入吸附箱内，尽量使吸附箱内无空隙，薄片叠放存在的死角用同样产品小球来填充。顺流注入COD浓度为40mg/L的废水，控制进液流速每小时50柱体积。用浓度为20%的氢氧化钠解吸。处理后液COD小于lmg/L，解吸液COD约500mg/L。实施例8在改性膨润土 ZJ3中加入相当于其质量49%的水和粘结剂，手工捏成厚度约2mm 的小薄片，100°c后烘干后，叠加放入吸附箱内，尽量使吸附箱内无空隙，薄片叠放存在的死角用同样产品小球来填充。顺流注入COD浓度为40mg/L的废水，控制进液流速每小时50 柱体积。用浓度为0. 5%的氢氧化钠解吸。处理后液COD小于lmg/L，解吸液COD约120mg/ L0实施例9在改性膨润土 ZJ3中加入相当于其质量10%的水和粘结剂，手工捏成厚度约2mm 的小薄片，100°c后烘干后，叠加放入吸附箱内，尽量使吸附箱内无空隙，薄片叠放存在的死角用同样产品小球来填充。顺流注入COD浓度为40mg/L的废水，控制进液流速每小时50柱体积。用浓度为5%的氢氧化钠解吸。处理后液COD小于lmg/L，解吸液COD约481mg/L。以上实施例中的粘结剂还可以是白炭黑、碱性硅溶胶或硅酸钠，用其中一种代替实施例中的水泥也可达到相同的技术效果。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
权利要求
1.一种利用有机改性膨润土处理废水的方法，其特征在于包括如下步骤(1)将有机改性膨润土固定化成型；(2)将成型的有机改性膨润土装填入吸附装置内；(3)将废水以一定流速送入装填有有机改性膨润土的吸附装置中，使废水和有机改性膨润土充分接触浸润吸附，处理后液流出即为净化的废水；(4)待吸附至饱和，用解吸液解吸有机改性膨润土，使其再生并循环利用。
2.如权利要求1所述的一种利用有机改性膨润土处理废水的方法，其特征在于所述步骤(1)的固定化成型是指在有机改性膨润土中按一定的比例添加水或水和粘结剂，混合后制成的具有一定尺寸的几何体，然后经过干燥使其固化成型。
3.如权利要求2所述的一种利用有机改性膨润土处理废水的方法，其特征在于所述添加水或水和粘结剂的比例为所述有机改性膨润土质量的_50%。
4.如权利要求3所述的一种利用利用有机改性膨润土处理废水的方法，其特征在于所述粘结剂为白炭黑、碱性硅溶胶、硅酸钠和水泥中的一种。
5.如权利要求2所述的一种利用有机改性膨润土处理废水的方法，其特征在于所述的将有机改性膨润土制成几何体的方法包括圆盘造粒、手工或机械挤压成型及压片。
6.如权利要求2所述的一种利用有机改性膨润土处理废水的方法，其特征在于所述干燥为自然风干或烘干，烘干温度为室温 100°C。
7.如权利要求1所述的一种利用有机改性膨润土处理废水的方法，其特征在于所述步骤O)的吸附装置为吸附柱或吸附箱。
8.如权利要求1所述的一种利用有机改性膨润土处理废水的方法，其特征在于所述步骤(3)中吸附装置内废水的流速为每小时1 100个吸附装置体积。
9.如权利要求1所述的一种利用有机改性膨润土处理废水的方法，其特征在于所述步骤(3)的废水为有机废水或含重金属废水。
10.如权利要求1所述的一种利用有机改性膨润土处理废水的方法，其特征在于所述步骤中的解吸液为浓度为0.5% 20%的无机酸或无机碱。
11.如权利要求10所述的一种利用有机改性膨润土处理废水的方法，其特征在于所述无机酸为硝酸或硫酸，所述无机碱为氢氧化钠。
全文摘要
本发明公开了一种利用有机改性膨润土处理废水的方法。本发明的方法包括如下步骤(1)将有机改性膨润土固定化成型；(2)将成型的有机改性膨润土装填入吸附装置内；(3)将废水以一定流速送入装填有有机改性膨润土的吸附装置中，使废水和有机改性膨润土充分接触浸润吸附，处理后液流出即为净化的废水；(4)待吸附至饱和，用解吸液解吸有机改性膨润土，使其再生并循环利用。本发明通过对有机改性膨润土固定化成型，及对废水进液流速的控制，解决了废水与吸附剂的固液分离问题，并使废水在膨润土有效渗透扩散，实现了处理后液污染物达标的目的。
文档编号C02F1/28GK102367182SQ201110307128
公开日2012年3月7日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者叶志勇, 朱娜, 朱菀烨, 熊明, 王弘, 胡杰华, 郭金溢, 马龙, 黄怀国 申请人:厦门紫金矿冶技术有限公司