公布日：2022.01.11
申请日：2021.11.10
分类号：C02F9/04(2006.01)I;B01J20/20(2006.01)I;B01J20/28(2006.01)I;B01J20/30(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明创新提出一种高效处理酸性染料废水的方法。酸性染料废水经格栅、沉淀预处理后，泵入装填成型含氮介孔碳材料的固定床吸收塔内，酸性染料物质在短时间完成吸附，然后中和处理，再经膜分离去除无机盐，即可达标排放。本方法选用先进的成型含氮介孔碳材料作为吸附剂，其对酸性染料物质具有极高的吸附量，且平衡时间短，在此基础上，运用先进的固定床吸附技术，实现了吸附和分离一体化，避免了传统的间歇操作，具有工艺流程短、操作成本低、处理效率高等优点。
权利要求书
1.一种酸性染料废水的治理方法，包括以下步骤：步骤一：将酸性染料废水从废水收集池引入到格栅井内，经格栅过滤除去机械杂质和大颗粒杂质，收集的机械杂质和大颗粒杂质作为固废收集处置；步骤二：将步骤一格栅井内的废水引入到沉淀池，静置沉降，进行沉淀处理；步骤三：将步骤二沉淀池内的废水泵入到吸收塔内，吸附去除酸性染料分子；步骤四：将步骤三排放的废水引入到中和池，加入碱性物质，调节pH至中性；步骤五：将步骤四的废水引入到膜分离装置，经脱盐处理后的废水达标排放。 2.根据权利要求1，酸性染料废水的特征是，酸性染料分子结构中含有磺酸基团或者羧酸基团，以磺酸钠盐或者羧酸钠盐的形式存在。 3.根据权利要求1，酸性染料废水的特征是，酸性染料废水的pH小于5。 4.根据权利要求1，步骤三吸收塔装填的吸收剂的特征是，吸收剂以密胺树脂作为氮源和碳源制得，制成的成型含氮介孔碳材料表面和孔道内富含~NH2基团。 5.根据权利要求1和权利要求4，成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳的机械强度为8~12N/粒。 6.根据权利要求1和权利要求4，成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳的比表面积为500~1200m2/g，优选的比表面积为800~1200m2/g。 7.根据权利要求1和权利要求4，成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳材料的平均孔径为3.3~20nm，优选的平均孔径为15~20nm。 8.根据权利要求1和权利要求4，成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳材料的孔容为1.0~3.5m3/g，优选的孔容为3.0~3.5m3/g。 9.根据权利要求1和权利要求4，成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳的N/C元素含量比在0.1~1.2之间，优选的N/C元素含量比在0.8~1.2之间。 10.根据权利要求1，步骤三吸收塔的特征是，吸附塔设计为固定床，布置成立式或者卧式。 11.根据权利要求1，步骤三吸附操作的特征是，吸附的温度控制在10~30℃之间，优选的吸附温度为20~30℃之间。 12.根据权利要求1，步骤四碱性物质的特征是，碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾或者碳酸钾中的一种或者多种的混合物。 13.根据权利要求1，步骤五膜分离的特征是，膜分离为反渗透膜分离、微滤膜分离或者超滤膜分离中的一种。
发明内容
本发明目的：活性炭吸附能力低、易团聚、难以再生，导致吸附法在染料废水处理中应用较窄，只能和其他处理工艺耦合使用。MMF作为一种新型的高分子材料，具有耐酸碱、吸附容量大、平衡时间短的优势，替代活性炭使用，拥有优异的酸性染料分子吸附性能。MMF成型处理后，机械强度高，装填于固定床吸附塔中，压力降小，通量大，实现了吸附和分离一体化，避免了传统的间歇操作，提升了处理效率，降低了处理成本。吸附材料的创新是本发明的核心，而固定床吸附技术则是关键，两者相辅相成，共同发展，形成了一种创新的酸性染料废水治理工艺。
发明内容：
一种酸性染料废水的治理方法如附图1所示，包括以下步骤：
步骤一：将酸性染料废水从废水收集池引入到格栅井内，经格栅过滤除去机械杂质和大颗粒杂质，收集的机械杂质和大颗粒杂质作为固废收集处置；
步骤二：将步骤一格栅井内的废水引入到沉淀池，静置沉降，进行沉淀处理；
步骤三：将步骤二沉淀池内的废水泵入到吸收塔内，吸附去除酸性染料分子；
步骤四：将步骤三排放的废水引入到中和池，加入碱性物质，调节pH至中性；
步骤五：将步骤四的废水引入到膜分离装置，经脱盐处理后的废水达标排放。
本发明所述的酸性染料废水的特征是，酸性染料分子结构中含有磺酸基团或者羧酸基团，以磺酸钠盐或者羧酸钠盐的形式存在。
本发明所述的酸性染料废水的特征是，酸性染料废水的pH小于5。
步骤三所述吸收塔装填的吸收剂的特征是，吸收剂以密胺树脂作为氮源和碳源制得，制成的成型含氮介孔碳材料表面和孔道内富含~NH2基团。
步骤三所述吸收塔装填的成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳的机械强度为8~12N/粒。
步骤三所述吸收塔装填的成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳的比表面积为500~1200m2/g，优选的比表面积为800~1200m2/g。
步骤三所述吸收塔装填的成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳材料的平均孔径为 3.3~20nm，优选的平均孔径为15~20nm。
步骤三所述吸收塔装填的成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳材料的孔容为1.0~3.5m3/g，优选的孔容为3.0~3.5m3/g。
步骤三所述吸收塔装填的成型含氮介孔碳的特征是，成型含氮介孔碳的N/C元素含量比在0.1~1.2之间，优选的N/C元素含量比在0.8~1.2之间。
步骤三所述吸收塔的特征是，吸附塔设计为固定床，布置成立式或者卧式。
步骤三所述吸附操作的特征是，吸附的温度控制在10~30℃之间，优选的吸附温度为20~30℃之间。
步骤四所述碱性物质的特征是，碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾或者碳酸钾中的一种或者多种的混合物。
步骤五所述膜分离的特征是，膜分离为反渗透膜分离、微滤膜分离或者超滤膜分离中的一种。
有益效果：本发明创新提出一种高效处理酸性染料废水的方法。该方法采用成型含氮介孔碳材料作为吸附剂，运用先进的固定床吸附技术，实现了对酸性染料废水的高效吸附处理。含氮介孔碳材料拥有优异的酸性染料分子吸附性能，平衡时间短，在很短的时间内就可以达到吸附平衡，固定床技术集吸附和分离一体，避免了传统的间歇操作，实现了连续处理，具有工艺流程短、操作成本低、处理效率高等优点。经本发明处理后酸性染料废水的COD小于50mg/L，达到了GB18918~2002规定的直接排放标准。
（发明人：崔化鹏;沈俭一;李少中;王辉）
