一種利用失活的膨脹污泥處理染料廢水的方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用失活的膨脹污泥制備染料廢水吸附劑的方法，屬于染料廢水處理及廢物回收利用領域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是紡織印染業(yè)的第一大國，而紡織業(yè)廢水也是工業(yè)廢水的重要組成部分。印染廢水成分復雜，含有染料等難生物降解物質(zhì)、漿料、助劑、酸堿、纖維雜質(zhì)及大量的無機鹽、硫化物等，同時含硝基和氨基的染料及銅、鉻、鋅、砷等重金屬具有較大的生物毒性，一直是污水處理領域的頑疾。傳統(tǒng)的印染廢水的處理方法有物理法、化學法、物理化學法、生物化學法等。隨著活性污泥法處理污水的逐漸盛行，生物法處理印染廢水以其運轉(zhuǎn)費用低、處理效果好、操作簡單等優(yōu)點也得到人們的廣泛關(guān)注。
[0003]膨脹污泥屬于活性污泥，但是又有不同于傳統(tǒng)的活性污泥的較為明顯的特征。通常發(fā)生膨脹的污泥沉降性能較差，SVI值大于150mL/g，污泥中含有大量絲狀菌，這些細菌呈單向或者雙向生長，具有細絲狀的形態(tài)。失活的膨脹污泥表面具有很多功能鍵，用掃描電鏡觀察污泥表面，經(jīng)?？梢园l(fā)現(xiàn)許多網(wǎng)絡狀空隙和洞穴，這些空隙和洞穴被認為是基質(zhì)傳遞的通道，氣體也可經(jīng)此輸送出去。好氧、厭氧顆粒污泥以及污水處理廠廢棄污泥經(jīng)過黃原酸化后對Cu2+有較高的吸附性能，最大吸附量為142.9mg/g ;鈣化好氧顆粒污泥對Pb 2+、Cu2+、Cr2+的吸附量分別為173.3mg/g、58.39mg/g、168.9mg/g ;黑色好氧顆粒污泥對孔雀綠模擬染料廢水最大吸附量為52.63mg/g.VSS,吸附性能良好。干燥好氧顆粒污泥對重金屬離子的吸附作用已得到驗證，而其對染料廢水的吸附研宄較少且處于初步試驗階段。有研宄者采用400°C焙燒處理污水污泥，對中性染料進行吸附試驗，在pH為1，吸附溫度30°C的條件下，脫色率為98%，最大吸附量為29mg/g。采用酸性改性好氧顆粒污泥處理活性艷紅X-3B染料廢水，最大吸附量為60mg/g。由此可見采用活性污泥處理染料廢水，不僅原料易得、價格低廉、操作簡單，而且是染料廢水處理方法的新探索，具有很高的研宄價值。
[0004]本發(fā)明以實際酸性紅b染料廢水為例，常溫條件下，取12.5?150mg/L的實際染料廢水250mL，pH為6，加入失活的膨脹污泥l(xiāng)g/L，攪拌吸附40min，染料去除率均在96%以上。與常規(guī)處理方法相比，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是針對當前染料廢水處理困難，現(xiàn)有吸附劑成本高、吸附及解析困難、操作繁瑣等現(xiàn)象提出的一種低成本、高效率、易操作的染料廢水吸附劑制作方法，即通過失活的膨脹污泥制成成本低廉的染料廢水吸附劑。以此吸附劑來凈化印染廢水，達到經(jīng)濟高效處理印染廢水的目的。本發(fā)明所采用的污泥為失活的膨脹污泥。
[0006]一種利用失活的膨脹污泥處理染料廢水的方法，包括以下步驟:
[0007](I)取一定質(zhì)量的膨脹污泥，該污泥SVI在230mL/g?280mL/g，絲狀菌豐度在5以上；
[0008](2)將步驟⑴中的膨脹污泥用去離子水清洗5?6次，離心收集；
[0009](3)將步驟⑵中的污泥在110?120°C下的恒溫鼓風干燥箱中干燥22?24h ;
[0010](4)將步驟(3)中的膨脹污泥冷卻，并密封保存，備用。
[0011]進一步，步驟(2)中的離心條件為4000?4500r/min，離心時間為3?4min。
[0012]進一步，步驟(3)中的干燥后的膨脹污泥含水率為5%?10%。
[0013]用得到的膨脹污泥處理染料廢水，其特征在于，包括以下步驟:
[0014](I)常溫下取濃度在12.5?100mg/L的染料廢水；
[0015](2)向染料廢水中加入所得到的失活的膨脹污泥，膨脹污泥投加量為lg/L ;
[0016](3)在25±1°C的水浴搖床中振蕩反應，至去除率穩(wěn)定為止，取樣前后的染料去除率相差0.6以內(nèi)。
[0017]水樣經(jīng)過普通濾紙過濾，通過分光光度計法在514nm處測定吸光度。
[0018]用制得的失活的膨脹污泥處理染料廢水，測定處理前后染料廢水的去除率及脫色率。吸附量及去除率見公式(I) (2)
[0019]Qt= (C 0-Ct) *V/m⑴
[0020]Wt= (Ctl-Ct)/C。⑵
[0021]公式中Qt為t時刻失活的膨脹污泥的吸附容量mg/g ;C C t分別為染料的初始濃度和t時刻的濃度mg/L ；V為溶液的體積mL ；m為吸附劑的質(zhì)量mg。
[0022]本發(fā)明使用的失活的膨脹污泥，不僅原料易得，而且屬于資源的回收利用，有利于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。利用剩余的膨脹污泥處理染料廢水，不僅經(jīng)濟高效，而且操作簡單、便于控制，是新型吸附劑的有效探索。
【附圖說明】
[0023]圖1a為SBR內(nèi)的膨脹污泥革蘭氏染色鏡檢照片
[0024]圖1b為SBR內(nèi)的膨脹污泥鈉氏染色鏡檢照片
[0025]圖2為不同pH對去除率的影響
[0026]圖3為不同染料廢水初始濃度對去除率的影響
【具體實施方式】
[0027]實例I
[0028]取一定質(zhì)量的膨脹污泥，用去離子水清洗5?6次，在轉(zhuǎn)速為4000?4500r/min的條件下離心2?3min，收集污泥；然后在110?120°C下的恒溫鼓風干燥箱中干燥22?24h，顆粒污泥含水率為5%?10%。用制得的失活的膨脹污泥處理初始濃度為100mg/L的實際酸性紅b染料廢水，具體步驟為(I)取5個500mL的錐形瓶，分別加入250mL的酸性紅b染料廢水；(2)分別向步驟(I)中的錐形瓶中加入0.25g失活的膨脹污泥；(3)調(diào)節(jié)各錐形瓶中的PH為2、4、6、8、10 ; (4)在25 ± 1°C的恒溫水域中振蕩反應，直至取樣前后的染料去除率相差0.5±0.01時，反應停止；(5)測定水樣的吸光度。結(jié)果表明在初始pH值為6的情況下去除效果最好，去除率最高為98.27%，最大吸附量為98.27mg/g，而pH為2的情況下，去除率僅為10.32%。
[0029]實例2
[0030]與實例I的不同之處在于用處理后的失活的膨脹污泥處理濃度為12.5?150mg/L實際酸性紅b染料廢水。具體步驟為(I)取濃度一定的染料廢水，分別將濃度稀釋到12.5、25、50、75、100、150mg/L，(2)分別調(diào)節(jié)pH為6 ; (3)向6個500mL的錐形瓶中加入250mL的上述廢水；(4)分別向步驟(3)中的錐形瓶中加入0.25g污泥；(4)在25土1°C的恒溫水域中振蕩反應，直至取樣前后的染料去除率相差0.5±0.01時，反應停止。水樣經(jīng)過普通濾紙過濾，通過分光光度計法在514nm處測定吸光度。結(jié)果表明，染料初始濃度，12.5?50mg/L時，去除率隨著初始濃度的增加而降低，且最大去除率為97.5%，最大吸附量為48.27mg/g ;初始濃度在50?150mg/L時，去除率隨著初始濃度的增加而增加，且最大去除率達到98.48%，最大吸附量為147.73mg/g。
【主權(quán)項】
1.一種利用失活的膨脹污泥處理染料廢水的方法，包括以下步驟: (1)取一定質(zhì)量的膨脹污泥，該污泥SVI在230mL/g?280mL/g，絲狀菌豐度在5以上； (2)將步驟(I)中的膨脹污泥用去離子水清洗5?6次，離心收集；(3)將步驟(2)中的污泥在110?120°C下的恒溫鼓風干燥箱中干燥22?24h; (4)將步驟(3)中的膨脹污泥冷卻，并密封保存，備用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用失活的膨脹污泥處理染料廢水的方法，其特征在于步驟(2)中的離心條件為4000?4500r/min，離心時間為3?4min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用失活的膨脹污泥處理染料廢水的方法，其特征在于步驟(3)中的干燥后的膨脹污泥含水率為5%?10%。
4.使用權(quán)利要求1所述方法得到的膨脹污泥處理染料廢水，其特征在于，包括以下步驟: (1)常溫下取濃度在12.5?100mg/L的染料廢水； (2)向染料廢水中加入所得到的失活的膨脹污泥，膨脹污泥投加量為lg/L; (3)在25土1°C的水浴搖床中振蕩反應，至去除率穩(wěn)定為止，取樣前后的染料去除率相差0.6以內(nèi)。
【專利摘要】一種利用失活的膨脹污泥處理染料廢水的方法，屬于染料廢水處理和廢物再利用領域。本發(fā)明以剩余膨脹污泥為原料制備吸附劑，處理染料廢水，具有簡單、經(jīng)濟、高效的優(yōu)點，同時是廢棄污泥循環(huán)利用的新探索。用失活的膨脹污泥處理染料廢水，在適當?shù)臈l件下，去除率均能達到很高水平。以酸性紅b染料廢水作為案例，在25±1℃，PH為6，膨脹污泥投加量為1g/L，去除率達到98.11％；當在常溫下處理濃度在12.5～150mg/L的實際酸性紅b染料廢水，pH為6，失活的干燥污泥投加量為1g/L條件下，染料去除率均在96％以上。
【IPC分類】B01J20-30, C02F11-12, C02F11-00, C02F1-28, B01J20-24
【公開號】CN104528870
【申請?zhí)枴緾N201510003847
【發(fā)明人】彭永臻, 王杰, 楊雄, 王淑瑩, 賈方旭
【申請人】北京工業(yè)大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月1日