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双子表面活性剂强化平板超滤处理含苯酚废水的方法

发布时间:2018-9-12 13:52:40  中国污水处理工程网

  申请日2011.09.09

  公开(公告)日2012.02.01

  IPC分类号C02F9/04; C02F103/34; C02F1/44

  摘要

  本发明公开了一种新型表面活性剂-双子表面活性剂强化平板超滤处理含苯酚废水的方法,包括以下步骤:先将双子表面活性剂投加到含苯酚的废水中,搅拌均匀并静置,双子表面活性剂单体分子生成胶团后增溶水中苯酚;再将废水通过平板超滤膜,超滤处理后,超滤膜截留双子表面活性剂胶团,从而达到对苯酚去除的目的。本发明处理含苯酚废水,苯酚的去除效果好,能耗低,操作简单,易实现表面活性剂和苯酚回收且自动化操作。此法选择双子表面活性剂,用量少、渗透液中表面活性剂的含量小、二次污染小且形成大分子量胶团。本发明使用了截留分子量为10000~15000Dalton的平板超滤膜,膜通量大,有利于实际应用于工程。

  权利要求书

  1.一种双子表面活性剂强化平板超滤处理含苯酚废水的方法,其特征在于: 所述双子表面活性剂为二亚甲基-1,2-双(十二烷基二甲基溴化铵),简称CG, 该方法包括以下步骤:

  (1)将双子表面活性剂CG投加到苯酚废水中,搅拌均匀并静置,使双子 表面活性剂CG单体分子生成胶团后增溶水中的苯酚;

  (2)将投加了双子表面活性剂CG的含苯酚废水通过超滤膜,水中的双子 表面活性剂CG胶团被超滤膜截留,从而去除水中的苯酚。

  2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述苯酚废水中苯酚浓度为 5mg/L~250mg/L,双子表面活性剂CG投加量为15×10-3mol/L~25×10-3mol/L。

  3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述静置的时间为2~3小时。

  4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述超滤膜的截留分子量为 10000~15000Dalton,膜操作压力为0.1~0.3MPa。

  5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述超滤膜的材质为聚醚砜。

  6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述超滤膜的组件为平板膜 组件。

  7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述超滤的运行方式为间歇 式。

  说明书

  一种双子表面活性剂强化平板超滤处理含苯酚废水的方法

  技术领域:

  本发明涉及有机废水膜法处理方法,具体涉及到一种新型表面活性剂-双子 表面活性剂“二亚甲基-1,2-双(十二烷基二甲基溴化铵)”强化平板超滤处理 含苯酚废水的方法。

  背景技术:

  苯酚是工业上一种基本的有机化工合成原料。它在工业上用途很广,例如 农药、杀虫剂、染料、医药等的工业生产过程。随着我国近年来高速发展,苯 酚产量飞速增长,与此同时含苯酚的有机废水排放量不断增大,对环境造成了 严重的污染。含苯酚废水具有如下特点:有机含量高、毒性强、可生化性差。 目前常规的物理、化学、生物方法处理这类废水(萃取法、吸附法、化学药剂 法、紫外线氧化法和生物处理法等),难以满足处理在技术和经济上的要求,相 关处理技术的开发是目前水处理领域的研究热点和难点。

  胶团强化超滤法是一种新的水处理技术,主要用于去除水中的微量有机物 和金属离子,它实质是一种将表面活性剂和超滤膜结合起来的新技术。它的基 本原理是,当投入水中的表面活性剂浓度超过表面活性剂的临界胶束浓度时, 剩余的表面活性剂分子将在溶液内聚集,形成疏水基向内、亲水基向外的聚集 体,即胶团。如果水中溶解了其它化学机构和性质与表面活性剂分子的疏水基 相似有机物,根据相似相溶原理,这种有机物将溶解于胶团中或有机物与表面 活性剂的亲水基能形成氢健,有机物也会从水相转移到胶团中,当它们通过超 滤膜时,则携带有机物的胶团因不能透过膜而被截留,水和少量表面活性剂单 体及未形成胶团的有机物能自由透过膜,从而实现绝大部分有机物和水的有效 分离。

  通过化学键将两个或两个以上的同一或几乎同一的表面活性剂单体,在亲 水头基或靠近亲水头基附近用联接基团将这两亲成分联接在一起,形成的一种 表面活性剂称为双子表面活性剂。双子表面活性剂性能稳定和极低的CMC被认 为是极具前景的表面活性剂。

  双子表面活性剂二亚甲基-1,2-双(十二烷基二甲基溴化铵),简称CG, (Yuhai Sun,Yujun Feng,Hongwei Dong,Zhi Chen,Adsorption of dissymmetric cationic gemini surfactants at silica/water interface.Surface Science 601(2007), 1988-1995.)是一种十二烷基链长的季胺盐型阳离子双子表面活性剂,与相同 链长的普通表面活性剂相比较,具有性能稳定,CMC极低的特性。其结构式为: 化学式:C12H25N+(CH3)2-N+(CH3)2C12H252Br-,CMC为:0.87mmol/L。

  以往的胶团强化超滤法投加的是普通表面活性剂,普通表面活性剂CMC 高、用量大、二次污染严重,形成的胶团分子量小,需要小截留分子量的超滤 膜,膜通量小,都限制了其在工程上的应用。

  平板超滤膜水力学条件易于控制、通量高、抗污染能力强和清洗更换方便 等特点,已在工业中广泛应用。

  发明内容:

  本发明所要解决的技术问题是克服上述技术的不足,通过使用一种双子表 面活性剂CG,提供一种去除效果好、能耗低、操作简单、二次污染小、表面活 性剂用量少、成本低且表面活性剂和苯酚可回收的一种双子表面活性剂CG强化 平板超滤处理含苯酚废水的方法。

  本发明是通过下述技术方案加以实现的,一种双子表面活性剂CG强化平板 超滤处理含苯酚废水的方法,该方法包括以下步骤:

  (1)将双子表面活性剂CG投加到苯酚废水中,搅拌均匀并静置,使双子 表面活性剂CG单体分子生成胶团后增溶水中的苯酚;

  (2)将投加了双子表面活性剂CG的含苯酚废水通过超滤膜,水中的双子 表面活性剂CG胶团被超滤膜截留,从而去除水中的苯酚;

  所述废水中苯酚浓度为5mg/L~250mg/L,所述双子表面活性剂CG投加量 为15×10-3mol/L~25×10-3mol/L;

  所述静置的时间为为2~3小时,优选2小时。

  所述超滤膜的截留分子量为10000~15000Dalton,膜操作压力为 0.1~0.3MPa;超滤膜的材质为聚醚砜;超滤膜的组件为平板膜组件;超滤的运 行方式为间歇式。

  本发明的有益效果为:

  1去除效果好。使用双子表面活性剂CG,生成的胶团增溶了水中苯酚,在 使用少量CG条件下,水中苯酚的去除效果不错,节约了运行成本,提高了经济 可行性。进水中苯酚的浓度为5mg/L~250mg/L,CG投加量为 15×10-3mol/L~25×10-3mol/L,苯酚的去除率为92.6%~99%。

  2、能耗低、无相变。CG胶团增溶苯酚以及超滤分离的过程没有涉及相变, 苯酚去除率高,用量少,能耗低。

  3、渗透液中CG浓度小,减轻或避免了使用表面活性剂可能造成的二次污 染。

  4、截留液中表面活性剂和苯酚远高于其进水浓度,且截留液体积远小于进 水体积,易于对表面活性剂和苯酚进行回收。

  5、工艺组合简单,易于实现自动化操作。可以根据废水水质的特点,将双 子表面活性剂CG强化平板超滤处理含苯酚废水的方法和过滤、气浮、絮凝或者 其他膜过滤工艺组合;也可以通过多级串联使用该工艺,用于处理更高级的含 苯酚废水。

  6、使用平板超滤膜,平板超滤水力学条件易于控制、通量高、抗污染能力 强和清洗更换方便等特点,已在工业中广泛应用。

  7、双子表面活性剂CG形成了分子量大的胶团,可以使用截留分子量大的 超滤膜,因此膜通量更大,废水处理量更大,更具实际工程应用意义。

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