利用印染廠堿減量工藝中的高cod有機(jī)廢水制備活性炭的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用印染廠堿減量工藝中的高COD有機(jī)廢水制備活性炭的方法,屬于環(huán)境工程廢水處理【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明方法的主要特點是以高COD有機(jī)廢水經(jīng)物化處理后產(chǎn)生的濾渣為原料制備粉末狀活性炭。本發(fā)明方法的制備步驟如下：調(diào)節(jié)廢水pH至適宜值，投加可溶性鈣鹽、混凝劑與助凝劑，使難以生化處理的有機(jī)污染物經(jīng)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為有機(jī)堿土金屬鹽；通過固液分離，將所得濾渣置于活化爐中，在氮氣保護(hù)條件下升溫至550~700oC碳化，獲得活性炭。得到的活性炭對多種常見染料均有良好吸附效果，可以直接用于廢水吸附處理。本方法能耗低、無廢氣排放，出水可以直接與其他低濃度COD廢水混合再進(jìn)行生化處理。產(chǎn)物活性炭可直接用于廢水處理，實現(xiàn)以廢治廢的目的。
【專利說明】利用印染廠堿減量工藝中的高COD有機(jī)廢水制備活性炭的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種由“堿減量工藝”中的高COD有機(jī)廢水制備活性炭的方法，屬環(huán)境工程廢水處理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]高COD有機(jī)廢水產(chǎn)生于酒精、合成纖維、抗生素等產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，COD高達(dá)數(shù)萬mg/L，傳統(tǒng)厭氧生化方法或混凝沉淀方法對該類廢水的處理效果較差，產(chǎn)生的殘渣通常采用衛(wèi)生填埋、焚燒或直接投海的方式處理，這樣不僅造成該類廢水中大量的有機(jī)物浪費，還會對土壤、水體造成嚴(yán)重的二次污染。
[0003]專利CN200910117355.8、CN200610128370.9、CN200910012982.5 分別從生化、物
化多級處理方法，混凝沉淀強(qiáng)化過濾方法，堿土金屬改性形成Pickering乳液方法研究該類廢水的處理，但均存在處理時間過長、處理殘渣處置不當(dāng)、工業(yè)應(yīng)用前景較差的缺點。
[0004]本發(fā)明在傳統(tǒng)物化方法基礎(chǔ)上提出一種組合物理-化學(xué)預(yù)處理方法，在保證出水易于生化處理的前提下，將“堿減量工藝”中的高COD有機(jī)廢水的污染物以堿土金屬鹽形式從廢水中分離，用以制備活性炭，解決殘渣處置問題。該方法耗時短、能耗低、后續(xù)生化處理難度低、總體處理成本小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了克服“堿減量工藝”高COD有機(jī)廢水處理成本高，操作復(fù)雜，不便于生化處理的缺點，提供一種低能耗、成本小、無二次污染的“堿減量”廢水處理殘渣資源化利用方法。本發(fā)明是一種利用印染廠堿減量工藝中的高COD有機(jī)廢水制備活性炭的方法，其特征在于具有以下的過程和步驟:`
a.向取自某印染廠堿減量工藝的有機(jī)廢水在不加熱條件下加入鹽酸調(diào)節(jié)pH至CIO；在室溫條件下按12~18g/L投加氯化鈣、硝酸鈣可溶性鈣鹽中的任一種，快速攪拌2min形成有機(jī)堿土金屬鹽；
b.繼續(xù)投加A12(S04)3、AlCl3、聚合氯化鋁(PAC)其中任一種鋁鹽混凝劑與非
離子型聚丙烯酰胺(NPAM);其投加量分別為0.5~18/1、25~401^/1;慢速攪拌201^11后移入沉降池，靜置后沉淀與上清液分離；對該廢水使用的鋁鹽較其他混凝劑的混凝效果更好并具有一定的脫色效果；使用的NPAM較其他類型的助凝劑能夠更好得加速懸浮粒子的沉降；此時的出水能夠直接與其他工藝過程產(chǎn)生的廢水混合再進(jìn)行生化處理；其COD去除率高達(dá)78% ;將經(jīng)過濾所得濾渣烘干既得制備活性炭的原料；
c.將烘干后的濾渣置于活化爐中，在氮氣保護(hù)條件下升溫至55(T700°C，升溫速率為l(Tl5°C/min，碳化時間約f 3小時，在氮氣保護(hù)下冷卻至室溫得到產(chǎn)物活性炭。該性炭對多種常見染料均有良好的吸附效果，可直接用于印染廠其他工藝廢水的處理。
[0006]本發(fā)明的特點和優(yōu)點是:(I)“堿減量”的主要工藝過程是在高溫堿液中將滌綸仿真絲浸泡，使纖維上的對苯二甲酸、少量乙二醇部分剝離達(dá)到減量目的，因而廢水中的主要污染物是對苯二甲酸，通過本方法對該物質(zhì)有效合理地處置。
[0007](2)本方法可以處理COD濃度為5000-50000mg/L的“堿減量”有機(jī)廢水，結(jié)合化學(xué)
反應(yīng)與混凝劑聯(lián)合處理，能在能耗低、基本無二次污染的情況下使COD總?cè)コ蔬_(dá)到較高水平，使出水能夠容易地被生化處理。
[0008](3)將預(yù)處理過程產(chǎn)生的鈣鹽殘渣通過活化得到粉末狀活性炭，不僅解決了對苯二甲酸鹽廢渣的處理問題，制備得的活性炭對常見的多種染料均有良好的吸附效果，其亞甲基藍(lán)吸附值為15ml/0.lg。該活性炭可以直接用于印染廠其他工藝產(chǎn)生廢水的處理過程中，達(dá)到以廢治廢的良好效果。
[0009](4)預(yù)處理過程中CaCl2投加量在12_18g/L范圍內(nèi)，出水COD的去除率基本不變，然而后續(xù)制備活性炭的轉(zhuǎn)化率則在30-50%范圍內(nèi)變動，鈣鹽越多，轉(zhuǎn)化率越高。因而可以根據(jù)實際活性炭需要、成本控制，選擇適宜的鈣鹽投加量。
[0010](5)本發(fā)明方法反應(yīng)條件容易控制、反應(yīng)耗時短、能耗低、能夠處理高COD的“堿減量”有機(jī)廢水，而回收殘渣所制備的活性炭的價值能大幅減少處理成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]說明書附圖1為本發(fā)明利用“堿減量工藝”中的高COD有機(jī)廢水制備活性炭的流程圖。
【具體實施方式】
[0012]現(xiàn)將本發(fā)明的實施例具體敘述于后。
[0013]實施例:
參見圖1，在調(diào)節(jié)池內(nèi)加入取自浙江某印染企業(yè)“堿減量工藝”階段的廢水，其COD約為30000 mg/L,用20%工業(yè)鹽酸調(diào)節(jié)廢水pH至10，轉(zhuǎn)入攪拌池，并按16g/L廢水投機(jī)足量氯化鈣與有機(jī)污染物反應(yīng)，快速攪拌2min后按lg/L廢水投加Al2 (SO4) 3，繼續(xù)攪拌5min后按25mg/L投加NPAM，慢速攪拌20min后移入沉降池，靜置約20min后沉淀與上清液基本分離，此時上清液COD降低至約6000 mg/L, COD去除率為78%，該出水可引入生化處理池直接與其他工藝廢水混合再進(jìn)行生化處理。
[0014]將所得沉淀物過濾、烘干后放入活化爐內(nèi)，在氮氣保護(hù)下，按15°C/min升溫至600°C，活化3h后繼續(xù)通入氮氣至冷卻至室溫得到成品粉末狀活性炭。經(jīng)測定，有機(jī)堿土金屬鹽殘渣的產(chǎn)生量約為14kg/噸廢水，由殘渣制備活性炭的轉(zhuǎn)化率約為40%，該活性炭的亞甲基藍(lán)吸附值為15mL/0.lg，其對結(jié)晶紫、羅丹明B、甲基橙、橙黃IV、剛果紅均有優(yōu)良的吸附效果，可以直接將其用于廢水處理過程中，若按市售粉末狀活性炭約4000元/噸的價格計算，制備活性炭產(chǎn)生的收益約為22元/噸廢水。
【權(quán)利要求】
1.一種利用印染廠堿減量工藝中的高COD有機(jī)廢水制備活性炭的方法，其特征在于具有以下的工藝過程和步驟: a.向取自某印染廠堿減量工藝的高COD有機(jī)廢水在不加熱條件下加入鹽酸調(diào)節(jié)pH至擴(kuò)10。在室溫條件下按12~18g/L投加氯化鈣、硝酸鈣可溶性鈣鹽中的任一種，快速攪拌2min形成有機(jī)堿土金屬鹽； b.繼續(xù)投加Al2(SO4) 3、AlCl3、聚合氯化鋁(PAC)其中任一種鋁鹽混凝劑與非離子型聚丙烯酰胺(NPAM);其投加量分別為0.5~18/1、25~401^/1;慢速攪拌201^11后移入沉降池，靜置后沉淀與上清液分離；對該廢水使用的鋁鹽較其他混凝劑的混凝效果更好并具有一定的脫色效果；使用的NPAM較其他類型的助凝劑能夠更好得加速懸浮粒子的沉降；此時的出水能夠直接與其他工藝過程產(chǎn)生的廢水混合進(jìn)行再生化處理；其COD去除率高達(dá)78% ;將經(jīng)過濾所得濾渣烘干即得制備活性炭的原料； c.將烘干后的濾渣置于活化爐中，在氮氣保護(hù)條件下升溫至55(T700°C，升溫速率為l(Tl5°C/min，碳化時間約f 3小時，在氮氣保護(hù)下冷卻至室溫得到產(chǎn)物活性炭。該性炭對多種常見染料均有良好的吸 附效果，可直接用于印染廠其他工藝廢水的處理。
【文檔編號】C01B31/08GK103754867SQ201310643874
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】鄭樂平, 陸永生, 馬國文, 吳祖龍, 王展, 張在屋 申請人:上海大學(xué)