申请日2014.12.14
公开(公告)日2015.04.22
IPC分类号C02F1/28; C02F103/30; B01J20/00
摘要
一种利用高锰酸钾改性好氧颗粒污泥处理染料废水的方法，属于染料废水处理和废物再利用领域。本发明以废弃的好氧颗粒污泥为原料制备吸附剂，处理染料废水，具有原料易得、便于操作、经济高效的优点，同时是废弃污泥循环利用的新探索。用改性后的好氧颗粒污泥处理染料废水，在适当的条件下，去除率均能达到很高水平。以孔雀绿模拟染料废水作为案例，在25±1℃，pH为7-8，好氧颗粒污泥投加量为0.6g/L的条件下，去除率最高达到98.95%。当在常温下处理浓度在5～150mg/L的实际孔雀绿染料废水，pH为7-8，颗粒污泥投加量为0.6g/L的条件下，染料去除率均在95%以上。
摘要附图
权利要求书
1.一种利用高锰酸钾改性好氧颗粒污泥处理染料废水的方法，包括 以下步骤：
(1)取好氧颗粒污泥，用去离子水清洗4～5次，离心，然后在 100～120℃下的恒温鼓风干燥箱中干燥20h;
(2)将步骤(1)中的好氧颗粒污泥冷却，用分子筛筛选出粒 径在0.5～1.5mm的好氧颗粒污泥;
(3)向每克步骤(2)中的好氧颗粒污泥加入10mL浓度为0.1 mol/L的高锰酸钾溶液，并置于摇床沸水浴中振荡沸腾30min;
(4)冷却并离心收集步骤(3)中的好氧颗粒污泥，用去离子 水反复清洗至中性，然后置于100～120℃的鼓风干燥箱中干燥20h;
(5)对步骤(4)的好氧颗粒污泥密封保存，备用。
2.根据权利要求1所述的一种利用高锰酸钾改性好氧颗粒污泥处理 染料废水的方法，其特征在于步骤(1)和步骤(4)中离心条件为 4500～5000r/min，离心时间为1～3min。
3.根据权利要求1所述的一种利用高锰酸钾改性好氧颗粒污泥处 理染料废水的方法，其特征在于步骤(1)和步骤(4)中的干燥后好氧 颗粒污泥含水率为1%～10%。
4.使用权利要求1所制备的好氧颗粒污泥处理染料废水的方法， 其特征在于包括以下步骤：常温下取浓度在5～150mg/L范围内的染料 废水;在pH范围7～8，好氧颗粒污泥投加量为0.6g/L条件下振荡反应 60min。
说明书
一种利用高锰酸钾改性好氧颗粒污泥处理染料废水的方法
技术领域
本发明涉及一种利用高锰酸钾改性好氧颗粒污泥，制备染料废水吸附剂 的方法，属于染料废水处理及废物回收利用领域。
背景技术
据统计，我国每年排放的污水中工业污水占51%，而纺织印染行业污水 排放量占总工业废水排放量的35%，印染废水已成为我国当前最主要的水体 污染源之一。同时印染废水具有成分复杂、色度大、有机毒物含量高、水质 水量变动大、可生化性能差等特点，一直是污水处理领域的顽疾。传统的印 染废水的处理方法有物理法、化学法、物理化学法、生物化学法等，而物理 法中最常用的是活性炭吸附法。但活性炭微孔多、大中孔不足、亲水性强， 限制了大分子及疏水性染料的内扩散，对这类物质的脱色效果较差，且再生 困难，成本高，一般应用于浓度较低的染料废水处理或深度处理。
与传统的活性污泥相比，好氧颗粒污泥具有沉降速度快，污泥浓度高， 生物活性强以及微生物种类多等优势，具有较大的发展潜力，近年来得到越 来越多的关注，也成为目前应用最为广泛的污水处理技术之一。好氧颗粒污 泥是微生物依靠自身的絮凝作用结合而成的特殊的生物聚合体，表面具有很 多功能键，用扫描电镜观察颗粒污泥表面，经常可以发现许多空隙和洞穴， 这些空隙和洞穴被认为是基质传递的通道，气体也可经此输送出去。所以有 研究者将好氧颗粒污泥干燥制成吸附剂，吸附如Pb2+、Cu2+、Cr2+等离子，吸 附效果较好，且具有较高的解析能力。好氧、厌氧颗粒污泥以及污水处理厂 废弃污泥经过黄原酸化后对Cu2+有较高的吸附性能，最大吸附量为142.9 mg/g;钙化好氧颗粒污泥对Pb2+、Cu2+、Cr2+的吸附量分别为173.3mg/g、58.39 mg/g、168.9mg/g;黑色好氧颗粒污泥对孔雀绿模拟染料废水最大吸附量为 52.63mg/g·VSS，吸附性能良好。干燥好氧颗粒污泥对重金属离子的吸附作用 已得到验证，而其对染料废水的吸附研究较少且处于初步试验阶段。同时高 锰酸钾等氧化法对大多数染料的脱色效果显著，而干燥好氧颗粒污泥对染料 废水也有很强的吸附性能，若能把两者的优势集中起来，利用高锰酸钾改性 好氧颗粒污泥制成高效吸附剂，不仅原料易得、价格低廉、操作简单，而且 是染料废水处理方法的新探索，具有很高的研究价值。
本发明以实际孔雀绿染料废水为例，常温条件下，取5～150mg/L范围内 的实际染料废水250mL，pH为7.3，加入改性后的好氧颗粒污泥0.6g/L，搅 拌吸附60min，染料去除率均在95%以上。与常规处理方法相比，具有很大的 发展潜力。
发明内容
本发明是针对当前染料废水处理困难，现有吸附剂成本高、吸附及解析 困难、操作繁琐等现象提出的一种低成本、高效率、易操作的染料废水吸附 剂制作方法，即通过高锰酸钾改性好氧颗粒污泥制成成本低廉的染料废水吸 附剂。以此吸附剂来净化印染废水，达到经济高效处理印染废水的目的。本 发明所采用的颗粒污泥为普通好氧颗粒污泥。
利用高锰酸钾改性好氧颗粒污泥制成染料废水吸附剂的方法，包括以下 具体步骤：
a、取一定质量的好氧颗粒污泥，(挥发性悬浮固体浓度VSS与总悬浮固 体浓度SS比值在0.75～0.79)用去离子水清洗4～5次，在转速为4500～5000 r/min的条件下离心1～3min，然后在100～120℃下的恒温鼓风干燥箱中干燥 20h，颗粒污泥含水率为1%～10%;
b、将a中所述的好氧颗粒污泥冷却，用分子筛筛选出粒径在0.5～1.5mm 的好氧颗粒污泥;
c、向每克b中所述的好氧颗粒污泥加入10mL浓度为0.1mol/L的高锰 酸钾溶液，并置于100℃的摇床沸水浴中振荡沸腾30min;
d、冷却c所述的好氧颗粒污泥，并在4500～5000r/min的条件下离心1～3 min，收集该好氧颗粒污泥，用去离子水反复清洗至中性，然后置于100～120℃ 的恒温鼓风干燥箱中干燥20h，颗粒污泥含水率为1%～10%;
用制得的好氧颗粒污泥处理模拟染料废水，测定处理前后染料废水的去 除率及脱色率。吸附量及去除率见公式(1)(2)
Qt=(C0-Ct)*V/m (1)
Wt=(C0-Ct)/C0 (2)
公式中Qt为t时刻好氧颗粒污泥的吸附容量mg/g;C0和Ct分别为染料的初 始浓度和t时刻的浓度mg/L;V为溶液的体积mL;m为吸附剂的质量mg。
本发明使用的好氧颗粒污泥，不仅原料易得，而且属于资源的重复利用， 有利于环境的可持续发展。再利用高锰酸钾加以改性用来处理染料废水，更 加经济高效，且操作简单，便于控制，是新型吸附剂的有效探索。
