一种含表面活性剂废水处理的方法技术

本发明专利技术公开了一种含表面活性剂废水处理的方法，包括如下步骤：表面活性剂废水的收集和检测；加入合适的吸附材料微粒，用吸附材料微粒吸附表面活性剂；泡沫浮选工艺，利用鼓泡装置在液面产生大量气泡，让附着目标表面活性剂的吸附材料微粒随气泡上浮，最后通过泡沫分离除去表面泡沫，以达到降低水体中表面活性剂浓度的目的。本发明专利技术的处理工艺具有设备简单，操作简便，所用材料也便宜易得，成本低廉，处理效果好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种含表面活性剂废水处理的方法
本专利技术属于废水处理
，具体涉及一种含表面活性剂废水处理的方法。技术背景表面活性剂是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。因具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等特殊的物化特征，在国民生产生活的各个领域都具有广泛应用。但含表面活性剂废水会在水面上产生大量不易消失的泡沫，造成水中的复氧速率和充氧程度的降低，使水质发臭。对于含表面活性剂污水处理技术常有混凝法、催化氧化法、膜分离法、吸附法、泡沫分离法、生物降解和高级氧化法，但都存在一定的缺陷。如混凝法虽然处理废水效果好，成本低，工艺成熟，但其占地面积大，药剂用量大，并产生大量废渣与污泥；催化氧化中所使用的催化剂无法循环使用，成本较高，而且可能造成二次污染；生物法分离效果好，处理量大，无二次污染，但活性污泥的再生周期较长，连续处理较困难；膜分离法效率高，能耗小，过程简单，浓缩液可回收利用，但膜易污染，清洗困难，可再生能力弱，需要较多的资金定时对膜进行更换；吸附法的优点是速度快，稳定性好，出水质优，设备占地少，但是缺点是投资较大，吸附剂再生困难，预处理要求较高，不适用于量大、污染负荷高的废水处理；泡沫分离法具有操作简便、耗能低、处理效果好等特点，但泡沫法对表面活性剂废水的CODcr去除率不高。生物降解的效率较低而且有些表面活性剂如烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂在降解后壬基酚具有更大的危害，虽然高级氧化在表面活性剂废水的处理中具有较好的效果但运行的能耗较高。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种含表面活性剂废水处理的方法，解决了传统泡沫浮选法对表面活性剂废水中CODcr去除率不高的技术难题，使废水净化后水质能够达到国家排放标准。实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种含表面活性剂废水处理的方法，首先利用吸附法，用吸附材料微粒吸附废水里的表面活性剂；其次借助泡沫浮选原理让吸附表面活性剂的吸附材料微粒在废水液面上富集；然后除去表面泡沫，从而降低废水CODcr，实现高效去除废水中表面活性剂的目的。进一步，具体方法包括如下步骤：1）将含表面活性剂质量百分浓度在1.0%以下的废水收集在集水池里；2）向鼓泡装置中加入吸附材料微粒，并将上述废水抽入鼓泡装置，使吸附材料微粒在0~60℃下以0.3g/L~1g/L分散于废水中，通过吸入空气曝气1~2h；3）经泡沫分离除去液面泡沫后，表面活性剂由于富集在液面致使内部的浓度较低，将该低浓度废水收集一部分进行检测，若是达到国家排放标准CODcr<40mg/L，则直接排放，达不到排放标准则回流到鼓泡装置中继续处理。其中，当表面活性剂为阳离子表面活性剂或者阴离子表面活性剂时，利用无机酸或无机碱调节鼓泡装置中废水体系的pH值，使上述吸附材料微粒表面带上与废水中表面活性剂相反的电荷；所述无机酸为硫酸溶液，无机碱为氢氧化钠溶液。进一步，步骤1）中所述表面活性剂包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和非离子表面活性剂；所述阴离子表面活性剂包括脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐或磷酸酯盐；所述阳离子表面活性剂根据氮原子在分子中的位置不同分为胺盐、季铵盐和杂环型三聚氧乙烯醚磷酸三酯类；所述两性表面活性剂包括卵磷脂、椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基甜菜碱、椰油基咪唑啉、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠盐或脂肪醇醚羧酸盐；所述非离子表面活性剂包括烷基酚聚氧乙烯醚类、椰油脂肪酸单乙醇酰胺类、椰油脂肪酸二乙醇酰胺类、脂肪醇聚氧乙烯类、烷基糖苷类或羟基合成醇聚氧乙烯醚类。其中，所述阴离子表面活性剂为硬脂酸盐、油酸盐、月桂酸盐、硫酸化蓖麻油盐、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、椰子酰甲基牛磺酸钠、单烷基磷酸酯、双烷基磷酸酯、全氟辛酸铵或全氟辛基酸类化合物；所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲溴化铵、阳离子咪唑啉、烷基三甲基氯化铵或二硬脂基羟乙基甲基硫酸甲脂铵。进一步，步骤1）中所述吸附材料微粒分为三类：第一类包括二氧化硅、碳酸钙、硫酸钙、活性炭微粒、磁铁矿粉、赤铁矿粉、二氧化钛、黏土矿、粉煤灰或磷矿尾矿粉，以及通过湿化学合成的四氧化铁、二氧化硅、氧化钛、氧化锌金属氧化物纳米微粒，通过调节废水体系的pH，使上述吸附材料微粒带上与表面活性剂相反电荷；第二类微粒包括表面被氨基或羧基修饰的二氧化硅、二氧化钛，以及聚苯乙烯树脂微粒、酚醛树脂微粒或密胺树脂微粒；第三类微粒包括未改性的聚苯乙烯树脂微粒、未改性的酚醛树脂微粒或未改性的密胺树脂微粒。其中，步骤1）中所述的吸附材料微粒粒径在100nm-20000nm间；第二类微粒中氨基修饰的二氧化硅或二氧化钛微粒，通过在有机硅酸酯或有机钛酸酯水解制备二氧化硅或二氧化钛微粒的过程中，加入氨丙基三甲氧基硅烷和氨乙基三甲氧基硅烷得到；所述氨基修饰的有机树脂，利用浓硝酸和浓硫酸的混合酸将树脂球硝化后，再利用还原铁粉/无机酸、硫化碱法进行还原得到。本专利技术对含表面活性剂废水处理主要包括吸附处理和泡沫浮选处理两个步骤：吸附处理是利用表面活性剂的性质和吸附材料微粒本身表面的带电性使其发生吸附作用，使吸附材料微粒表面体现一定的憎水性；对于吸附材料微粒和表面活性剂，通过调节吸附材料微粒所处水溶液的pH，当pH高于吸附材料微粒的等电点时，吸附材料微粒表面带负电荷，易于吸附阳离子表面活性剂；当pH值低于吸附材料微粒的等电点时，吸附材料微粒表面带正电荷，易吸附阴离子表面活性剂；在中性水溶液中，吸附材料微粒表面易吸附负离子而带负电荷，所以易于吸附阳离子表面活性剂；对于非离子表面活性剂则要利用微粒与表面活性剂间的氢键将其吸附脱除。泡沫浮选法是借助泡沫浮选原理，用气泡把附着表面活性剂的吸附材料微粒和液相主体分开，使其聚集在气液界面（气泡的表面）上，在液体主体上方形成泡沫层，通过泡沫分离，就可以达到浓缩表面活性物质（在泡沫层）和净化液相主体的目的，其中被浓缩表面活性物质也可以用于表面活性剂回收处理。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术根据泡沫浮选原理，结合吸附法和泡沫分离法两种技术对单纯的泡沫分离工艺进行改进，利用吸附材料微粒的高能表面充分吸附废水中表面活性剂，从而让吸附材料微粒表面疏水亲油，再通过鼓泡的方式，产生大量气液界面，吸附材料由于其表面疏水亲油的性质，很容易附着在气液界面随气泡一起上浮，最后通过泡沫分离除去表面泡沫，以达到降低水体中离子表面活性剂浓度的目的。2、本专利技术针对现有技术的缺陷，开发一种将泡沫分离法和吸附法相结合的新型的表面活性剂的处理工艺，在气浮过程中利用合适的吸附材料微粒吸附表面活性剂，有效地提高了废水中表面活性剂的去除率，解决了传统泡沫浮选法对表面活性剂废水中CODcr去除率不高的技术难题，使废水净化后水质能够达到国家排放标准。3、该工艺利用表面活性剂吸附在微粒表面，使吸附材料微粒界面具有一定的憎水性，易附着气泡，随着气泡上升，在液面形成泡沫，而不用添加传统浮选要用的捕集剂，避免了对水体产生二次污染。4、该工艺所用装置和工艺流程简单，处理效果较好，运行成本低，且为表面活性剂的回收奠定了良好的基础，有利于大规模推广应用。附图说明图1为本专利技术含表面活性剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含表面活性剂废水处理的方法，其特征在于，首先利用吸附法，用吸附材料微粒吸附废水里的表面活性剂；其次借助泡沫浮选原理让吸附表面活性剂的吸附材料微粒在废水液面上富集；然后除去表面泡沫，从而降低废水CODCr，实现高效去除废水中表面活性剂的目的。

【技术特征摘要】
1.一种含表面活性剂废水处理的方法，其特征在于，首先利用吸附法，用吸附材料微粒吸附废水里的表面活性剂；其次借助泡沫浮选原理让吸附表面活性剂的吸附材料微粒在废水液面上富集；然后除去表面泡沫，从而降低废水CODCr，实现高效去除废水中表面活性剂的目的。2.根据权利要求1所述含表面活性剂废水处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将含表面活性剂质量百分浓度在1%以下的废水收集在集水池里；2）向鼓泡装置中加入吸附材料微粒，并将上述废水抽入鼓泡装置，使吸附材料微粒在0~60℃下以0.3g/L~1g/L分散于废水中，通过吸入空气曝气1~2h；3）经泡沫分离后，表面活性剂由于富集在液面致使内部的浓度较低，将该低浓度废水收集一部分进行检测，若是达到国家排放标准CODcr<40mg/L，则直接排放，达不到排放标准则回流到鼓泡装置中继续处理。3.根据权利要求2所述含表面活性剂废水处理的方法，其特征在于，步骤1）中所述表面活性剂包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和非离子表面活性剂；所述阴离子表面活性剂包括脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐或磷酸酯盐；所述阳离子表面活性剂根据氮原子在分子中的位置不同分为胺盐、季铵盐和杂环型三聚氧乙烯醚磷酸三酯类；所述两性表面活性剂包括卵磷脂、椰油酰胺丙基甜...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹伟，颜杰，陈炯，杨虎，李斌，龙凤，杜芳琼，
申请(专利权)人：四川理工学院，中昊晨光化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51