本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及一種磁性硅藻土吸附劑的再生方法，具體涉及一種氧化劑復(fù)合微波再生磁性硅藻土吸附劑的方法。

背景技術(shù)：

在我國(guó)所有污水的排放中，化工污水所占比例較大，污染嚴(yán)重，而且多數(shù)是有毒有害物質(zhì)。通常采用物化預(yù)處理和生化處理結(jié)合的工藝來處理化工廢水，但隨著環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高，其生化尾水需進(jìn)一步有效的深度處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)部分廢水的回用和資源化。

吸附法是一種相對(duì)經(jīng)濟(jì)且有效的尾水深度處理技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)單、安全、設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。廢水中一些難以用生化法或氧化法去除的有機(jī)物，可以用吸附的方法去除，包括芳烴化合物、農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯、合成染料等。硅藻土體輕、耐酸、多孔、比面積大、吸附能力強(qiáng)，利用其來處理廢水，不僅可以降低成本，還可以更有效地利用礦產(chǎn)資源。沒有經(jīng)過改性的硅藻土原土吸附效果較差，而且可能含有伴生雜質(zhì)，因此必須對(duì)它進(jìn)行改性，以去除硅藻土表面的大量的雜質(zhì)及活化物質(zhì)，增加它的孔徑和比表面積，使得吸附的效果進(jìn)一步增加，從而強(qiáng)化了在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用。

在吸附過程中，當(dāng)吸附劑達(dá)到吸附飽和狀態(tài)時(shí)會(huì)失去繼續(xù)吸附的能力，在吸附了大量的有毒有害物質(zhì)后，吸附劑本身成為了一種有毒害的廢棄物，所以吸附過后的吸附劑需要正確的處理和處置，一般的處置方式是對(duì)吸附劑進(jìn)行再生或者更換，但是更換成本較高且容易帶來二次污染，所以有必要對(duì)吸附劑進(jìn)行再生處置。再生技術(shù)可以有效地實(shí)現(xiàn)吸附劑的循環(huán)使用，再生后的吸附劑不僅不會(huì)產(chǎn)生廢渣，而且可以降低其處理成本。目前較常用的再生方法為：熱再生方法、化學(xué)再生方法、生物再生方法、微波輻射再生方法以及臭氧氧化再生方法。

微波波長(zhǎng)一般是在1mm到1m范圍(相對(duì)頻率為300～300000MHz)的電磁波。微波對(duì)被照物有很強(qiáng)的穿透力，同時(shí)有深層加熱作用。微波再生的特點(diǎn)是：效率高，加熱快，能耗低。微波再生與傳統(tǒng)的熱再生方法相比有以下的特點(diǎn)：熱量的傳入很方便，直接通過電磁能；微波加熱的溫度是穩(wěn)定的；微波對(duì)吸附劑上的有機(jī)物質(zhì)解析的速度快，因此可以選擇對(duì)吸附質(zhì)進(jìn)行微波加熱。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種效率高、工藝簡(jiǎn)單、再生效果好的氧化劑復(fù)合微波再生磁性硅藻土吸附劑的方法，再生過程中可以直接分解有機(jī)物，避免二次污染，使吸附劑可以循環(huán)使用。

本發(fā)明的目的可以通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種氧化劑復(fù)合微波再生磁性硅藻土吸附劑的方法，該方法包含如下步驟：(a)將待處理的磁性硅藻土和氧化劑溶液混合；(b)將前一步所得溶液置于微波反應(yīng)器中同時(shí)向反應(yīng)器內(nèi)通入臭氧；(c)調(diào)節(jié)微波反應(yīng)器的微波功率及輻射時(shí)間，調(diào)節(jié)溶液的pH，啟動(dòng)微波反應(yīng)器進(jìn)行微波輻射。

本發(fā)明所述的氧化劑復(fù)合微波再生磁性硅藻土吸附劑的方法還包括(d)再生后的磁性硅藻土洗凈后干燥至恒重，用于再次吸附，如此反復(fù)進(jìn)行循環(huán)再生。

步驟(a)所述的磁性硅藻土優(yōu)選吸附飽和的磁性硅藻土，所述的氧化劑優(yōu)選雙氧水或次氯酸鈉或臭氧。當(dāng)氧化劑為雙氧水時(shí)，雙氧水溶液質(zhì)量濃度為20～40％；當(dāng)氧化劑為次氯酸鈉時(shí)，次氯酸鈉溶液濃度為10～50％；控制硅藻土質(zhì)量與氧化劑溶液體積的固液比為1:(10～20)(g/ml)。

步驟(b)所述的臭氧投加量以氧化劑溶液體積為基準(zhǔn)，優(yōu)選為60～80mg/L。

步驟(c)優(yōu)選調(diào)節(jié)微波功率為300～900W，輻射時(shí)間為1～5min，然后優(yōu)選NaOH、KOH或者氨水溶液的一種，調(diào)節(jié)pH至8～11，NaOH或者KOH或者氨水溶液中氫氧根離子的濃度是5～10％。

步驟(d)所屬的干燥優(yōu)選干燥溫度為100～110℃，干燥時(shí)間3～5h。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)氧化劑復(fù)合微波再生法，氧化劑在高溫中分解出羥基自由基可以降解有機(jī)物，避免二次污染；

(2)經(jīng)本發(fā)明再生后的磁性硅藻土吸附劑可循環(huán)使用達(dá)4次以上，從而大幅降低了生化尾水磁性硅藻土吸附深度處理的運(yùn)行成本；

(3)對(duì)磁性硅藻土深度處理技術(shù)的推廣應(yīng)用，保證生化尾水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，具有重要的實(shí)際意義和巨大的環(huán)境效益與社會(huì)效益。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

制備：(1)取0.5g吸附飽和的磁性硅藻土與5ml的20％的雙氧水混合放入燒瓶中(硅藻土質(zhì)量與雙氧水溶液體積的固液比為1:10(g/ml))；(2)將燒瓶置于帶回流裝置的微波反應(yīng)器中通入投加量為60mg/L(雙氧水)的臭氧，并與回流冷凝管連接，反應(yīng)開始前打開冷凝水；(3)調(diào)節(jié)微波反應(yīng)器的功率為300W，用5％的NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH至8，啟動(dòng)微波反應(yīng)器，輻射時(shí)間為1min，；(4)微波處理結(jié)束后的磁性硅藻土洗凈后110℃干燥3h至恒重。

上述處理后的磁性硅藻土進(jìn)行再次吸附硝基苯，如此反復(fù)進(jìn)行循環(huán)再生。

吸附性能：在25℃，pH＝5，振蕩時(shí)間12h，磁性硅藻土吸附劑用量1g/250mL，硝基苯溶液濃度為200mg/L，再生4次后，第5次吸附時(shí)，磁性硅藻土吸附劑對(duì)硝基苯的吸附量下降到原吸附量的50％，可再生3～4次，重復(fù)利用4～5次。相同條件下，微波單獨(dú)再生1次后2次吸附時(shí)其吸附量就已經(jīng)下降到原吸附容量的50％。

實(shí)施例2：

制備：(1)取1g吸附飽和的磁性硅藻土與20ml的30％的次氯酸鈉混合放入燒瓶中(硅藻土質(zhì)量與雙氧水溶液體積的固液比為1:20(g/ml))；(2)將燒瓶置于帶回流裝置的微波反應(yīng)器中通入投加量為70mg/L(次氯酸鈉溶液)的臭氧，并與回流冷凝管連接，反應(yīng)開始前打開冷凝水；(3)調(diào)節(jié)微波反應(yīng)器的功率為600W，輻射時(shí)間為3min，用7％的KOH調(diào)節(jié)溶液的pH至10，啟動(dòng)微波反應(yīng)器；(4)微波處理結(jié)束后的磁性硅藻土洗凈后100℃干燥5h至恒重。

上述處理后的磁性硅藻土進(jìn)行再次吸附硝基苯，如此反復(fù)進(jìn)行循環(huán)再生。

吸附性能：在25℃，pH＝5，振蕩時(shí)間12h，磁性硅藻土吸附劑用量1g/250mL，硝基苯溶液濃度為200mg/L，再生4次后，第5次吸附時(shí)，磁性硅藻土吸附劑對(duì)硝基苯的吸附量下降到原吸附量的52％，可再生3～4次，重復(fù)利用4～5次。相同條件下，微波單獨(dú)再生1次后2次吸附時(shí)其吸附量就已經(jīng)下降到原吸附容量的49％。

實(shí)施例3：

制備：(1)取1g吸附飽和的磁性硅藻土與15ml的40％的雙氧水混合放入燒瓶中(硅藻土質(zhì)量與雙氧水溶液體積的固液比為1:15(g/ml))；(2)將燒瓶置于帶回流裝置的微波反應(yīng)器中通入投加量為80mg/L(雙氧水)的臭氧，并與回流冷凝管連接，反應(yīng)開始前打開冷凝水；(3)調(diào)節(jié)微波反應(yīng)器的功率為900W，輻射時(shí)間為5min，用10％的NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH 至11，啟動(dòng)微波反應(yīng)器；(4)微波處理結(jié)束后的磁性硅藻土洗凈后100℃干燥5h至恒重。

上述處理后的磁性硅藻土進(jìn)行再次吸附硝基苯，如此反復(fù)進(jìn)行循環(huán)再生。

吸附性能：在25℃，pH＝5，振蕩時(shí)間12h，磁性硅藻土吸附劑用量1g/250mL，硝基苯溶液濃度為200mg/L，再生4次后，第5次吸附時(shí)，磁性硅藻土吸附劑對(duì)硝基苯的吸附量下降到原吸附量的56％，可再生3～4次，重復(fù)利用4～5次。相同條件下，微波單獨(dú)再生1次后2次吸附時(shí)其吸附量就已經(jīng)下降到原吸附容量的50％。

實(shí)施例4：

制備：(1)取1g吸附飽和的磁性硅藻土與20ml的10％的次氯酸鈉混合放入燒瓶中(硅藻土質(zhì)量與雙氧水溶液體積的固液比為1:20(g/ml))；(2)將燒瓶置于帶回流裝置的微波反應(yīng)器中通入投加量為60mg/L的臭氧，并與回流冷凝管連接，反應(yīng)開始前打開冷凝水；(3)調(diào)節(jié)微波反應(yīng)器的功率為600W，輻射時(shí)間為3min，用7％的氨水調(diào)節(jié)溶液的pH至10，啟動(dòng)微波反應(yīng)器；(4)微波處理結(jié)束后的磁性硅藻土洗凈后110℃干燥3h至恒重。

上述處理后的磁性硅藻土進(jìn)行再次吸附硝基苯，如此反復(fù)進(jìn)行循環(huán)再生。

吸附性能：在25℃，pH＝5，振蕩時(shí)間12h，磁性硅藻土吸附劑用量1g/250mL，硝基苯溶液濃度為200mg/L，再生3次后，第4次吸附時(shí)，磁性硅藻土吸附劑對(duì)硝基苯的吸附量下降到原吸附量的50％，可再生2～3次，重復(fù)利用3～4次。相同條件下，微波單獨(dú)再生1次后2次吸附時(shí)其吸附量就已經(jīng)下降到原吸附容量的50％。

實(shí)施例5：

制備：(1)取1g吸附飽和的磁性硅藻土與10ml的50％的次氯酸鈉混合放入燒瓶中(硅藻土質(zhì)量與雙氧水溶液體積的固液比為1:10(g/ml))；(2)將燒瓶置于帶回流裝置的微波反應(yīng)器中通入投加量為70mg/L的臭氧，并與回流冷凝管連接，反應(yīng)開始前打開冷凝水；(3)調(diào)節(jié)微波反應(yīng)器的功率為600W，輻射時(shí)間為3min，用7％的KOH調(diào)節(jié)溶液的pH至10，啟動(dòng)微波反應(yīng)器；(4)微波處理結(jié)束后的磁性硅藻土洗凈后110℃干燥4h至恒重。

上述處理后的磁性硅藻土進(jìn)行再次吸附硝基苯，如此反復(fù)進(jìn)行循環(huán)再生。吸附性能：在25℃，pH＝5，振蕩時(shí)間12h，磁性硅藻土吸附劑用量1g/250mL，硝基苯溶液濃度為200mg/L，再生4次后，第5次吸附時(shí)，磁性硅藻土吸附劑對(duì)硝基苯的吸附量下降到原吸附量的50％，可再生3～4次，重復(fù)利用4～5次。相同條件下，微波單獨(dú)再生1次后2次吸附時(shí)其吸附量就已經(jīng) 下降到原吸附容量的50％。