一種鈣離子吸附劑的再生方法
2023-10-05 03:38:19 4
一種鈣離子吸附劑的再生方法
【專利摘要】本發明提供了一種鈣離子吸附劑的再生方法。該再生方法是使用煉化企業的反滲透濃水廢水資源再生鈣離子吸附劑；該再生方法包括如下步驟：將煉化企業的反滲透濃水進行濃縮，得到濃縮液；向濃縮液中加入活性炭進行吸附，吸附完成後經玻璃纖維濾膜過濾，得到使用後的活性炭和濾液；將吸附飽和的鈣離子吸附劑置於濾液中進行反應，經過濾、洗滌和乾燥，得到再生後的鈣離子吸附劑。本發明利用煉化企業的反滲透濃水廢水資源來再生鈣離子吸附劑，能夠減少再生藥劑的添加，降低再生成本，在廢水資源化利用和工業用水除硬方面具有良好的應用前景。
【專利說明】—種鈣離子吸附劑的再生方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鈣離子吸附劑的再生方法，屬於廢水處理與環境保護【技術領域】。
【背景技術】
[0002]硬度在市政用水及工業用水過程中產生諸多問題，如供水管道、鍋爐、冷卻塔、熱交換器等用水設備中產生的結垢；在水處理過程中硬度離子易產生碳酸鹽沉澱，導致濾的膜汙染，水處理效率的降低；硬度離子濃度過高還能抑制厭氧消化作用，削弱COD的降解。因此，去除水中的硬度離子特別是鈣離子是解決結垢等問題、改善水處理效果的根本的水質淨化途徑。
[0003]目前，多種技術方法被廣泛應用於軟化淨水，離子交換和吸附方法以其高效、經濟的特點受到越來越多的關注，眾多學者致力於I丐離子吸附劑的研發，如Karnitz Jiin1r等人將農業廢料如甘蔗渣等進行改性製備成對鈣離子和鎂離子有較高吸附選擇性的生物吸附劑。當吸附劑的交換能力達到平衡後一般要採用濃度為5?10%的鹽水再生交換系統，恢復吸附劑系統的交換能力，這需要投加大量的氯化鈉。與此同時，企業在生產過程中產生大量的高濃度鹽水無法實現資源化利用，如煉化企業在汙水回用方面廣泛應用雙膜工藝，產生大量的反滲透濃水，其中含有高濃度的鈉離子，如果能夠降低其中有機汙染物的影響而充分利用高濃度的鈉離子對鈣離子吸附劑進行再生，將大大節約企業的用水成本。
[0004]現有技術中，有報導使用廢水對鈣離子吸附劑進行再生:如文獻(吉鴻安，高鈉廢水代鹽再生樹脂的研究.甘肅冶金，2008，(I) =6-7,11)通過控制硫酸鈣的析出，可以將某冶煉廠生產過程中產生的高鈉廢水代替鹽水對鈉型陽離子樹脂進行再生，與常規樹脂的工作交換容量相符。如文獻(杜增舉等，去酸水用於鈉離子交換樹脂再生試驗.工業水處理，2003，(23):64-65)利用紡絲去酸水代替食鹽、芒硝再生鈉離子交換樹脂，可以去除硬水中的鈣離子和鎂離子。用去酸水再生，可減少汙染，降低紡絲工藝排水酸度，具有明顯的社會效益和經濟效益。
[0005]但利用煉化企業反滲透濃水再生鈣離子吸附劑的方法與裝置，目前還沒有相關的專利與文獻報導。
【發明內容】
[0006]鑑於上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提出一種鈣離子吸附劑的再生方法，能夠使用反滲透濃水再生鈣離子吸附劑，同時能夠處理煉化企業產生的反滲透濃水，降低吸附劑再生的成本和煉化企業汙水處理的成本。
[0007]本發明的目的通過以下技術方案得以實現:
[0008]一種鈣離子吸附劑的再生方法，該再生方法是使用反滲透濃水對鈣離子吸附劑進行再生；該再生方法包括如下步驟:
[0009]將反滲透濃水進行濃縮，得到濃縮液；
[0010]向濃縮液中加入活性炭進行吸附，吸附完成後經玻璃纖維濾膜過濾，得到使用後的活性炭和濾液，其中，濾液的COD ( 100mg/L ；
[0011]將吸附飽和的鈣離子吸附劑置於濾液中進行反應，經過濾、洗滌和乾燥，得到再生後的鈣離子吸附劑。
[0012]上述的鈣離子吸附劑的再生方法中，優選的，該方法還包括對使用後的活性炭進行煅燒活化再生的步驟。
[0013]上述的對活性炭再生的步驟可以使活性炭能夠得到重複利用，降低生產成本。
[0014]上述的鈣離子吸附劑的再生方法中，優選的，所述鈣離子吸附劑包括離子交換樹月旨，但不限於此。
[0015]上述的鈣離子吸附劑的再生方法中，優選的，所述反滲透濃水的pH為5-8、COD為(420mg/L、電導率為 8000-15000 μ s/cm。
[0016]上述的鈣離子吸附劑的再生方法中，優選的，所述反滲透濃水為煉化企業產生的反滲透濃水。
[0017]上述的鈣離子吸附劑的再生方法中，煉化企業產生的反滲透濃水中鈉離子的濃度一般不低於2000mg/L。
[0018]上述的鈣離子吸附劑的再生方法中，優選的，在將反滲透濃水進行濃縮的步驟中，採用減壓濃縮，濃縮溫度為50-70°C，濃縮至原濃度的3-8倍時停止濃縮。
[0019]上述的鈣離子吸附劑的再生方法中，優選的，在向濃縮液中加入活性炭進行吸附的步驟中，所述活性炭的粒徑為小於100目，其投加量以濃縮液的體積計為5-20g/L，吸附時間為4-24h。
[0020]上述的在向濃縮液中加入活性炭進行吸附的步驟可以利用搖床振蕩促進吸附。
[0021]上述的鈣離子吸附劑的再生方法中，優選的，所述玻璃纖維濾膜的孔徑為
0.7-1.0 μ mD
[0022]上述的鈣離子吸附劑的再生方法中，優選的，在將吸附飽和的鈣離子吸附劑置於濾液中進行反應的步驟中，I丐離子吸附劑與濾液體積比為1:1-1:5,反應時間為4-24h。
[0023]上述的在將吸附飽和的鈣離子吸附劑置於濾液中進行反應的步驟中，反應可以在搖床震蕩或攪拌下進行，所述攪拌可以為磁力攪拌。
[0024]上述的鈣離子吸附劑的再生方法中，所述的過濾、洗滌和乾燥均為本領域的常規技術；洗滌的作用是洗去鈣離子吸附劑表面殘餘的鈉離子，所使用的洗滌液可以為去離子水；乾燥的溫度可以為50-60°C。
[0025]上述的鈣離子吸附劑的再生方法中，優選的，對使用後的活性炭進行煅燒活化再生的步驟包括:將使用後的活性炭置於烘箱中在105°C烘乾30-60min，再置於馬弗爐中，在氮氣保護下400-600°C活化l_5h，得到再生的活性炭。
[0026]上述的鈣離子吸附劑的再生方法中，活性炭雖然進行了再生處理，但是，由於再生處理的過程中，活性炭有損失，需要在連續處理反滲透濃水時補充新的活性炭。
[0027]本發明中，反滲透濃水的COD會對再生的鈣離子吸附劑產生汙染，因此，上述的鈣離子吸附劑的再生方法中採用活性炭進行吸附，有效降低C0D，能夠減少COD對鈣離子吸附劑再生的影響。
[0028]本發明的突出效果為:
[0029]利用煉化企業的反滲透濃水廢水資源來再生鈣離子吸附劑，能夠減少再生藥劑的添加，降低吸附劑再生的成本，同時能夠處理煉化企業產生的反滲透濃水，降低煉化企業汙水處理的成本，在廢水資源化利用和工業用水除硬方面具有良好的應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1是實施例1海藻酸鈉基鈣離子吸附劑對鈣離子的吸附量與再生次數的關係圖；
[0031]圖2是實施例2陽離子交換樹脂001X7、DOOl和Dl 13對鈣離子的吸附量與再生次數的關係圖。
【具體實施方式】
[0032]下面通過具體實施例對本發明的方法進行說明，以使本發明技術方案更易於理解、掌握，但本發明並不局限於此。下述實施例中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規方法；所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業途徑獲得。
[0033]實施例1
[0034]本實施例提供了一種鈣離子吸附劑的再生方法，其包括以下步驟:
[0035]某煉化企業的反滲透濃水，其pH為5.2、電導率為10070 μ s/cm、COD為300mg/L。將該反滲透濃水置於60°C的水浴中進行旋轉蒸發濃縮，濃縮至4倍時停止反應。向該反滲透濃水濃縮液中投加活性炭，投加量為10g/L，利用搖床振蕩12h後，經玻璃纖維濾膜過濾，得到使用後的活性炭和濾液。濾液的電導率為35200 μ s/cm, COD為80mg/L。
[0036]將在500mg/L的氯化鈣溶液中吸附飽和的海藻酸鈉基鈣離子吸附劑(鈣離子吸附量50±0.2mg/g)置於上述濾液中，固液體積比為1:2，利用搖床振蕩12h，過濾、洗滌後於55°C下乾燥，得到再生的鈣離子吸附劑。
[0037]使用後的粉末活性炭過濾後置於烘箱中105°C烘乾30min，再置於馬弗爐中氮氣保護下500°C活化2h後，得到可重複利用的活性炭。
[0038]將再生後的鈣離子吸附劑置於500mg/L的氯化鈣溶液中吸附飽和，再生效果良好，其鈣離子吸附量與再生次數的關係如圖1所示。
[0039]實施例2
[0040]本實施例提供了一種鈣離子吸附劑的再生方法，其包括以下步驟:某煉化企業的反滲透濃水，其pH為6.0，電導率為8000μ s/cm，COD為150mg/L，鈉離子的濃度不低於2000mg/L。將該反滲透濃水置於60°C的水浴中進行旋轉蒸發濃縮，濃縮至8倍時停止反應。向該反滲透濃水濃縮液中投加粉末活性炭，投加量為10g/L，利用搖床振蕩12h後，經玻璃纖維濾膜過濾，得到使用後的活性炭和濾液。濾液的電導率為59000 μ s/cm，COD為75mg/L0
[0041]將在1000mg/L的氯化鈣溶液中吸附飽和的陽離子交換樹脂001 X 7、D001和D113(鈣離子吸附量分別為18.31、18.28和17.10mg/ml)置於上述濾液中，固液體積比為1: 5，利用搖床振蕩12h，過濾、洗滌後於55°C下乾燥，得到再生的陽離子交換樹脂。
[0042]使用後的粉末活性炭過濾後置於烘箱中105°C烘乾30min，再置於馬弗爐中氮氣保護下500°C活化2h後，得到可重複利用的活性炭。
[0043]將再生後的樹脂置於1000mg/L的氯化鈣溶液中吸附飽和，再生效果良好，其鈣離子吸附量與再生次數的關係如圖2所示。
[0044]由上可見，經過再生的鈣離子吸附劑的吸附量並沒有產生變化，一直保持著較好的吸附能力，因此，煉化企業的反滲透濃水廢水資源是可以用來再生鈣離子吸附劑的。這種再生方式能夠減少再生藥劑的添加，降低再生成本,還能夠降低煉化企業的汙水處理成本，在廢水資源化利用和工業用水除硬方面具有良好的應用前景。
【權利要求】
1.一種鈣離子吸附劑的再生方法，該再生方法是使用反滲透濃水對鈣離子吸附劑進行再生；該再生方法包括如下步驟: 將反滲透濃水進行濃縮，得到濃縮液； 向濃縮液中加入活性炭進行吸附，吸附完成後經玻璃纖維濾膜過濾，得到使用後的活性炭和濾液，其中，濾液的COD ( 100mg/L ； 將吸附飽和的鈣離子吸附劑置於濾液中進行反應，經過濾、洗滌和乾燥，得到再生後的鈣離子吸附劑。
2.根據權利要求1所述的鈣離子吸附劑的再生方法，其特徵在於:該方法還包括對使用後的活性炭進行煅燒活化再生的步驟。
3.根據權利要求1所述的鈣離子吸附劑的再生方法，其特徵在於:所述鈣離子吸附劑包括尚子交換樹脂。
4.根據權利要求1所述的鈣離子吸附劑的再生方法，其特徵在於:所述反滲透濃水的pH 為 5-8、COD 為彡 420mg/L、電導率為 8000-15000 μ s/cm。
5.根據權利要求4所述的鈣離子吸附劑的再生方法，其特徵在於:所述反滲透濃水為煉化企業產生的反滲透濃水。
6.根據權利要求1所述的鈣離子吸附劑的再生方法，其特徵在於:在將反滲透濃水進行濃縮的步驟中，採用減壓濃縮，濃縮溫度為50-70°C，濃縮至原濃度的3-8倍時停止濃縮。
7.根據權利要求1所述的鈣離子吸附劑的再生方法，其特徵在於:在向濃縮液中加入活性炭進行吸附的步驟中，所述活性炭的粒徑為小於100目，其投加量以濃縮液的體積計為5-20g/L，吸附時間為4-24h。
8.根據權利要求1所述的鈣離子吸附劑的再生方法，其特徵在於:所述玻璃纖維濾膜的孔徑為0.7-1.0 μ m。
9.根據權利要求1所述的鈣離子吸附劑的再生方法，其特徵在於:在將吸附飽和的鈣離子吸附劑置於濾液中進行反應的步驟中，鈣離子吸附劑與濾液體積比為1:1-1:5，反應時間為4_24h。
10.根據權利要求2所述的鈣離子吸附劑的再生方法，其特徵在於:對使用後的活性炭進行煅燒活化再生的步驟包括:將使用後的活性炭置於烘箱中在105°C烘乾30-60min，再置於馬弗爐中，在氮氣保護下400-600°C活化l_5h，得到再生的活性炭。
【文檔編號】C02F1/28GK104226285SQ201410487901
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月22日 優先權日:2014年9月22日
【發明者】張華 , 劉光全, 張曉飛, 吳百春, 羅臻, 王毅霖, 李婷, 楊雪瑩, 宋磊 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團安全環保技術研究院