申请日2011.03.22
公开(公告)日2011.08.31
IPC分类号C02F1/28
摘要
本发明公开了一种利用废弃羊毛纤维吸附去除生活污水中炔雌醇的方法，其特征在于，将生活污水处理厂中的二级生物处理出水送入以废弃羊毛纤维为填料的吸附反应器底部，污水以向上流动的方式在吸附反应器内运行，使污水中的炔雌醇污染物被废弃羊毛纤维吸附去除，去除炔雌醇后的污水从吸附反应器上方出水口溢出。采用本方法去除生活污水中的雌激素，具有实施方便，去除效果好，处理成本低，废物资源化等优点。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.一种利用废弃羊毛纤维吸附去除生活污水中炔雌醇的方法，其特征在于，将生活污水处理厂中的二级生物处理出水送入以废弃羊毛纤维为填料的吸附反应器底部，污水以向上流动的方式在吸附反应器内运行，使污水中的炔雌醇污染物被废弃羊毛纤维吸附去除，去除炔雌醇后的污水从吸附反应器上方出水口溢出。
2.如权利要求1所述的利用废弃羊毛纤维吸附去除生活污水中炔雌醇的方法，其特征在于，采用了如下的装置实施，该装置包括一个吸附反应器，吸附反应器包括一壳体，壳体内部设置有废弃羊毛纤维填料，壳体底部为进水口，壳体上部具有出水口，壳体底部的进水口通过管道与生活污水处理厂中的二级生物处理出水处相连接，所述管道内设置有用于将污水从二级生物处理出水处送往吸附反应器的水泵。
说明书 [支持框选翻译]
利用废弃羊毛纤维吸附去除生活污水中炔雌醇的方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种去除水中炔雌醇的方法。
背景技术
炔雌醇(EE2)是一种合成雌激素，存在于口服避孕药中，可以通过人类的排放进入污水收集和处理系统，由于污水处理系统的限制，一部分未被降解的炔雌醇被排入天然水体中。虽然通过人体排放的并通过运输系统和污水处理系统排入水体的EE2低于10ng/L，但EE2难以被生物降解，在天然水体中可维持20-40天。而炔雌醇的雌情化活力高于天然雌激素，会造成水生生物的雌情化，并通过破坏其性别比例对生态系统构成威胁。人类的诸多生殖系统疾病也被认为与此类物质有关。为了减轻雌激素的环境污染，欧盟国家正在对污水处理厂的出水雌激素指标制定标准，因此迫切需要提高污水处理厂对雌激素的去除效率。
炔雌醇的去除方法目前通常有光降解、生物降解和吸附等方式。但用得最多的是吸附法，其中活性炭吸附法被广泛采用，但活性炭吸附处理面临着再生费用高及再生液的二次污染等问题，而且由于二级出水中雌激素浓度低于常规污染物，导致活性炭的吸附能力缺乏针对性。而如何选用低费高效的吸附剂就成为目前研究的热点，有研究采用二氧化锰作为吸附剂期望利用其催化特性，但采用二氧化锰在出水中易存在锰离子泄漏而导致二次污染的缺点，且二氧化锰自重大，对设备的强度和平时维护的强度都要求比较高。
随着技术的不断发展，涉及包括炔雌醇在内的雌激素的污水处理技术越来越多，如中国公开号101168459的专利采用一种催化湿式氧化降解雌激素污染物方法，中国公开号101306864的专利采用新生态水合二氧化锰胶体降解雌激素类污染物的方法。但这些技术有的只适合高浓度的污染物污水，不适合生活污水中的炔雌醇处理。有的系统自身结构复杂，能耗太高，难以实际应用。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种吸附性能好，处理成本低，废物资源化，可以处理生活污水中的雌激素的方法。
为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：
一种利用废弃羊毛纤维吸附去除生活污水中炔雌醇的方法，其特征在于，将生活污水处理厂中的二级生物处理出水送入以废弃羊毛纤维为填料的吸附反应器底部，污水以向上流动的方式在吸附反应器内运行，使污水中的炔雌醇污染物被废弃羊毛纤维吸附去除，去除炔雌醇后的污水从吸附反应器上方出水口溢出。
本方法具体实施时，可以采用如下结构的装置，该装置包括一个吸附反应器，吸附反应器包括一壳体，壳体内部设置有废弃羊毛纤维填料，壳体底部为进水口，壳体上部具有出水口，壳体底部的进水口通过管道与生活污水处理厂中的二级生物处理出水处相连接，所述管道内设置有用于将污水从二级生物处理出水处送往吸附反应器的水泵。
本方法中，采用了废弃的羊毛纤维作为填料，羊毛纤维是多细胞结构体，由表皮细胞和皮质细胞通过细胞间质组成，细胞间质结构疏松，可形成许多曲折而贯通的孔道，并可根据羊毛的粗细在纤维中间形成多孔疏松结构的髓腔。对羊毛纤维的吸附能力起着重要的作用。羊毛的表皮细胞外部的类脂层使羊毛具有疏水性和化学稳定性，耐酸碱、耐氧化。羊毛纤维对EE2的吸附作用主要是物理吸附。羊毛纤维具有很多由细胞间质构成的内外贯穿的微孔，在吸附时可以用微孔填充理论来描述，即微孔孔壁势能的叠加加大了吸附剂表面与吸附质分子的作用能，从而具有较大的吸附量。羊毛纤维的缝隙和空穴半径在1 nm以上，而EE2分子的直径为0.83 nm，当分子尺寸≦微孔直径时，吸附剂的捕捉力非常大，并在微孔内发生毛细凝结，吸附量大，适合极低浓度下的吸附，这种吸附特征与活性炭吸附相似。
去除前后水体的炔雌醇含量可通过HPLC-MS/MS测定。
炔雌醇分子式为：
和采用活性炭作为吸附剂相比较，活性炭对EE2的吸附能力强，但因为实际中二级出水(即指生活污水厂二级生物处理出水)的EE2浓度只能达到10 ng/L量级左右，并且实际二级出水中成分复杂，所以用活性炭作为炔雌醇吸附剂处理二级出水导致活性炭反冲洗和再生频繁，加大运行成本。同时二氧化锰吸附能力弱，并且反应器出水中易存在锰离子泄漏而导致二次污染，所以二氧化锰的应用受到了限制。而本发明中，采用废弃羊毛纤维作为吸附剂，不仅为废弃羊毛纤维的处理提供了一条化废为宝再次利用的途径，而且羊毛纤维的缝隙和空穴半径恰好和EE2分子的直径匹配，故可产生对EE2的针对性吸附作用，吸附效果好;同时因为二级出水中的EE2浓度偏低，所以采用羊毛纤维作为吸附反应器的吸附剂不存在短时间达到饱和问题，并且本发明中采用的吸附反应器，设备简单，制造方便，反应器的入水口在下，出水口在上，故当羊毛纤维吸附饱和时，非常便于反向冲洗，废弃羊毛纤维也便宜易得，故降低了整体成本和运行成本。
综上所述，采用本方法去除生活污水中的雌激素，具有实施方便，去除效果好，处理成本低，废物资源化等优点。
