一種含酚廢水的處理方法與流程
2023-12-04 20:54:41
本發明涉及廢水處理技術領域，更具體地說，是涉及一種含酚廢水的處理方法。
背景技術：
隨著工業的發展，工業的汙染問題不斷產生，而廢水問題也成為了當今社會亟待解決的技術問題。其中，許多工廠排放的含酚廢水的種類與數量日益增加，含酚廢水帶來的汙染也越來越嚴重，給人類帶來了巨大的威脅。
含酚廢水的來源廣泛，主要來源於石油化工等行業。一般來說，含酚廢水中含有苯酚、甲酚、硝基苯酚等酚類物質，對環境影響十分嚴重。而酚類化合物又是一種強神經毒物，並且具有腐蝕性，對一切生物個體都有毒害作用。因此，對於含酚廢水的處理已經成為我國水汙染控制領域的一個研究熱點。
近幾年來，國內外的研究學者對含酚廢水的治理和回收做了大量研究和探討，目前處理含酚廢水的方法主要包括以下三大類：化學氧化法、物理去除法和生物法。雖然目前處理含酚廢水的方法有很多，但都存在一些缺陷，如操作難度大，工藝複雜，能耗大，成本高等問題。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種含酚廢水的處理方法，本發明提供的處理方法工藝簡單、能耗小、成本低，且除酚效果好。
本發明提供了一種含酚廢水的處理方法，包括以下步驟：
a)將橘子皮依次進行乾燥和粉碎，得到橘子皮顆粒；
b)將步驟a)得到的橘子皮顆粒依次進行酸化和活化，得到吸附劑；
c)將步驟b)得到的吸附劑與含酚廢水混合，進行吸附，得到處理後的含酚廢水。
優選的，步驟a)中所述乾燥的方式為自然條件下乾燥；具體為：30℃～40℃的晴天曬8h。
優選的，步驟a)中所述粉碎的粒徑為0.5cm～2.5cm。
優選的，步驟b)中所述酸化方式為酸溶液浸泡；所述酸溶液包括硫酸溶液、鹽酸溶液和硝酸溶液中的一種或多種；所述酸溶液的濃度為1mol/l～5mol/l。
優選的，步驟b)中所述酸化的時間為8h～50h。
優選的，步驟b)中所述活化的方式為活化劑溶液浸泡；所述活化劑溶液包括硫酸鉀溶液、硝酸鉀溶液和碳酸鉀溶液中的一種或多種；所述活化劑溶液的濃度為1mol/l～6mol/l。
優選的，步驟b)中所述活化的溫度為50℃～100℃，時間為2h～36h。
優選的，步驟c)中所述含酚廢水包括苯酚溶液、甲酚溶液、對氯苯酚溶液和鄰硝基苯酚溶液中的一種或多種；所述含酚廢水的含酚量為100mg/l～600mg/l。
優選的，步驟c)中所述吸附劑與含酚廢水的用量比為1g：(5ml～15ml)。
優選的，步驟c)中所述吸附的溫度為25℃～60℃，時間為12h～64h，攪拌速率為0～240r/min。
本發明提供了一種含酚廢水的處理方法，包括以下步驟：a)將橘子皮依次進行乾燥和粉碎，得到橘子皮顆粒；b)將步驟a)得到的橘子皮顆粒依次進行酸化和活化，得到吸附劑；c)將步驟b)得到的吸附劑與含酚廢水混合，進行吸附，得到處理後的含酚廢水。與現有技術相比，本發明充分利用農業廢棄的橘子皮具有多孔性結構的特性，設計了含酚廢水的處理方法，該方法工藝簡單、能耗小、成本低，並且對含酚廢水的除酚效果好。實驗結果表明，本發明提供的含酚廢水的處理方法對酚類物質的去除率能夠達到62.2％。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明提供了一種含酚廢水的處理方法，包括以下步驟：
a)將橘子皮依次進行乾燥和粉碎，得到橘子皮顆粒；
b)將步驟a)得到的橘子皮顆粒依次進行酸化和活化，得到吸附劑；
c)將步驟b)得到的吸附劑與含酚廢水混合，進行吸附，得到處理後的含酚廢水。
本發明首先將橘子皮依次進行乾燥和粉碎，得到橘子皮顆粒。在本發明中，所述橘子皮回收自廢棄橘子皮，本發明對此沒有特殊限制；在本發明優選的實施例中，所述橘子皮回收自江西省撫州市南豐縣的南豐蜜桔的廢棄橘子皮。
在本發明中，所述乾燥和粉碎的目的是保證後續步驟的酸化及活化過程能夠順利進行。在本發明中，所述乾燥的方式優選為自然條件下乾燥；所述自然條件下乾燥的過程優選具體為：30℃～40℃的晴天曬8h。本發明對所述乾燥的程度沒有特殊限制，按照本領域技術人員熟知的達到用手捏不會有水分即可。
本發明對所述粉碎的設備沒有特殊限制，如可採用本領域技術人員熟知的切割機。在本發明中，所述的粒徑優選為0.5cm～2.5cm，更優選為2cm。
得到所述橘子皮顆粒後，本發明將得到的橘子皮顆粒依次進行酸化和活化，得到吸附劑。在本發明中，所述酸化方式優選為酸溶液浸泡。在本發明中，所述酸溶液優選包括硫酸溶液、鹽酸溶液和硝酸溶液中的一種或多種，更優選為鹽酸溶液；本發明對所述酸溶液的來源沒有特殊限制，採用本領域技術人員熟知的上述硫酸溶液、鹽酸溶液和硝酸溶液的市售商品即可。在本發明中，所述酸溶液的濃度優選為1mol/l～5mol/l，更優選為2mol/l。
在本發明中，所述酸化的時間優選為8h～50h，更優選為48h。
完成所述酸化過程後，本發明優選還包括：將酸化後的顆粒進行取出烘乾；所述烘乾的溫度優選為140℃～160℃，更優選為150℃。
在本發明中，所述活化的方式優選為活化劑溶液浸泡。在本發明中，所述活化劑溶液優選包括硫酸鉀溶液、硝酸鉀溶液和碳酸鉀溶液中的一種或多種，更優選為硫酸鉀溶液；本發明對所述活化劑溶液的來源沒有特殊限制，採用本領域技術人員熟知的上述硫酸鉀溶液、硝酸鉀溶液和碳酸鉀溶液的市售商品即可。在本發明中，所述活化劑溶液的濃度優選為1mol/l～6mol/l，更優選為5mol/l。
在本發明中，所述活化的溫度優選為50℃～100℃，更優選為60℃；時間優選為2h～36h，更優選為24h。
在本發明中，所述活化的過程優選在攪拌的條件下進行，本發明對此沒有特殊限制。
完成所述活化過程後，本發明優選還包括：將活化後的顆粒進行取出烘乾；所述烘乾的溫度優選為190℃～210℃，更優選為200℃。
得到所述吸附劑後，本發明將得到的吸附劑與含酚廢水混合，進行吸附，得到處理後的含酚廢水。在本發明中，所述含酚廢水包括苯酚溶液、甲酚溶液、對氯苯酚溶液和鄰硝基苯酚溶液中的一種或多種。在實際對含酚廢水的處理過程中，所述含酚廢水中一般含有多種酚類物質，如苯酚、甲酚、對氯苯酚和鄰硝基苯酚；在本發明優選的實施例中，為便於得到該處理方法對具體某種酚類物質的去除率，本發明分別採用苯酚溶液、甲酚溶液、對氯苯酚溶液或鄰硝基苯酚溶液作為含酚廢水。
在本發明中，所述含酚廢水的含酚量優選為100mg/l～600mg/l，更優選為500mg/l。
在本發明中，所述吸附劑與含酚廢水的用量比優選為1g：(5ml～15ml)，更優選為1g：10ml。
在本發明中，所述吸附的溫度優選為25℃～60℃，更優選為50℃；所述吸附的時間優選為12h～64h，更優選為24h；所述吸附的攪拌速率優選為0～240r/min，更優選為180r/min。在本發明優選的實施例中，所述吸附的方式為浸泡吸附，所述浸泡吸附相當於攪拌速率為0r/min時的攪拌吸附。
本發明提供了一種含酚廢水的處理方法，包括以下步驟：a)將橘子皮依次進行乾燥和粉碎，得到橘子皮顆粒；b)將步驟a)得到的橘子皮顆粒依次進行酸化和活化，得到吸附劑；c)將步驟b)得到的吸附劑與含酚廢水混合，進行吸附，得到處理後的含酚廢水。與現有技術相比，本發明充分利用農業廢棄的橘子皮具有多孔性結構的特性，設計了含酚廢水的處理方法，該方法工藝簡單、能耗小、成本低，並且對含酚廢水的除酚效果好。實驗結果表明，本發明提供的含酚廢水的處理方法對酚類物質的去除率能夠達到62.2％。
另外，進行含酚廢水的處理後的橘子皮仍可作為燃料利用，不僅降低廢水對人體的危害，還對環境沒有產生新的汙染，實現了廢棄物的充分利用，在工業上具有較高的應用價值。
為了進一步說明本發明，下面通過以下實施例進行詳細說明。本發明以下實施例所用的橘子皮回收自江西省撫州市南豐縣的南豐蜜桔的廢棄橘子皮。
實施例1
(1)將橘子皮在自然條件下乾燥後，用切割機切成粒徑為1cm的顆粒；所述在自然條件下乾燥具體為30℃～40℃的晴天曬8h，達到用手捏不會有水分即可。
(2)將步驟(1)得到的顆粒浸泡在1mol/l的硫酸溶液中酸化24h，取出在150℃烘乾後，再加入到1mol/l的硫酸鉀溶液中，在80℃下攪拌2h，取出在200℃烘乾，得到吸附劑。
(3)在容器中加入100g步驟(2)得到的吸附劑，再加入1000ml含苯酚為100mg/l的溶液，在25℃下進行浸泡吸附，48h後，倒出溶液，測得該溶液中苯酚的濃度為49.6mg/l。
結果表明，本發明實施例1提供的處理方法，對苯酚溶液，吸附劑的吸附容量可以達到0.514mg/g，即每克橘子皮可吸附0.496mg的苯酚，苯酚的去除率達到51.4％。
實施例2
(1)將橘子皮在自然條件下乾燥後，用切割機切成粒徑為1cm的顆粒；所述在自然條件下乾燥具體為30℃～40℃的晴天曬8h，達到用手捏不會有水分即可。
(2)將步驟(1)得到的顆粒浸泡在2mol/l的鹽酸溶液中酸化8h，取出在150℃烘乾後，再加入到3mol/l的硝酸鉀溶液中，在100℃下攪拌36h，取出在200℃烘乾，得到吸附劑。
(3)在容器中加入100g步驟(2)得到的吸附劑，再加入1000ml含甲酚為200mg/l的溶液，在30℃下進行攪拌吸附，攪拌速度為60r/min，48h後，倒出溶液，測得該溶液中甲酚的濃度為97.5mg/l。
結果表明，本發明實施例2提供的處理方法，對甲酚溶液，吸附劑的吸附容量可以達到1.025mg/g，甲酚的去除率達到51.3％。
實施例3
(1)將橘子皮在自然條件下乾燥後，用切割機切成粒徑為2cm的顆粒；所述在自然條件下乾燥具體為30℃～40℃的晴天曬8h，達到用手捏不會有水分即可。
(2)將步驟(1)得到的顆粒浸泡在2mol/l的硝酸溶液中酸化36h，取出在150℃烘乾後，再加入到3mol/l的碳酸鉀溶液中，在80℃下攪拌6h，取出在200℃烘乾，得到吸附劑。
(3)在容器中加入100g步驟(2)得到的吸附劑，再加入1000ml含對氯苯酚為250mg/l的溶液，在40℃下進行攪拌吸附，攪拌速度為120r/min，12h後，倒出溶液，測得該溶液中對氯苯酚的濃度為129.75mg/l。
結果表明，本發明實施例3提供的處理方法，對對氯苯酚溶液，吸附劑的吸附容量可以達到1.228mg/g，對氯苯酚的去除率達到49.1％。
實施例4
(1)將橘子皮在自然條件下乾燥後，用切割機切成粒徑為2cm的顆粒；所述在自然條件下乾燥具體為30℃～40℃的晴天曬8h，達到用手捏不會有水分即可。
(2)將步驟(1)得到的顆粒浸泡在2mol/l的鹽酸溶液中酸化48h，取出在150℃烘乾後，再加入到5mol/l的硫酸鉀溶液中，在60℃下攪拌24h，取出在200℃烘乾，得到吸附劑。
(3)在容器中加入100g步驟(2)得到的吸附劑，再加入1000ml含鄰硝基苯酚為500mg/l的溶液，在50℃下進行攪拌吸附，攪拌速度為180r/min，64h後，倒出溶液，測得該溶液中鄰硝基苯酚的濃度為188.3mg/l。
結果表明，本發明實施例4提供的處理方法，對鄰硝基苯酚溶液，吸附劑的吸附容量可以達到3.117mg/g，鄰硝基苯酚的去除率達到62.2％。
所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。