一种光和热协同活化海泡石用于处理研磨废水反渗透浓水的方法技术

本发明专利技术公开了一种光和热协同活化海泡石用于处理研磨废水反渗透浓水的方法。在常温下，向研磨废水反渗透浓水中加入海泡石，搅拌使得研磨废水反渗透浓水中有机污染物分子在海泡石内腔和表面达到吸附脱附平衡后，离心或者过滤的方式固液分离后得到吸附有机污染物的海泡石，干燥得海泡石粉末；然后开启光源和加热装置，同时照射和加热吸附了有机污染物的海泡石粉末，使有机污染物在海泡石固/气界面在光和热的协同作用下发生氧化降解反应。本发明专利技术加入水溶液中的海泡石稳定性好，易于回收，可重复循环使用。本发明专利技术成本低、常温下处理效率高、操作简单，有良好的工业应用价值。有良好的工业应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种光和热协同活化海泡石用于处理研磨废水反渗透浓水的方法


[0001]本专利技术涉及研磨废水反渗透浓水的处理，特别涉及一种光和热协同活化海泡石用于处理研磨废水反渗透浓水的方法。

技术介绍

[0002]新型显示器件产业链研磨废水是主要来自平板和电脑屏幕等电子玻璃器件生产过程外排的生产废水。新型显示器件产业链研磨废水含有大量纳米级颗粒、各种金属氧化物和有机物，但总体污染物浓度不高，回用潜力巨大。随着手机制造业的迅猛增长，研磨废水量势必倍增，给城市供水和环境造成巨大的压力。如果不经过特殊处理而直接排放进入城市污水处理厂，对环境的污染必然会形成或者影响污水处理厂的处理效果进而对环境造成二次污染。因此开发研磨废水的处理及回用技术将是新型显示器件产业链制造企业研究的趋势和重点。目前的新型显示器件产业链中研磨废水处理方法主要集中在微生物与物理化学方法相结合的方式(洪俊明等，中国给水排水，2004，20(11):82
‑
84等)和膜处理方面(专利技术专利ZL201910722267.4；涂燕红等，现代化工，2020，40(S1):233
‑
235；王春冬等，工业用水与废水，2019，234(05):75
‑
77)等。微生物处理过程设备复杂，处理时间长，目前关于新型显示器件产业链研磨废水处理技术主要集中在膜处理技术方面，并且在蓝思科技、富士康和伯恩光学等企业废水处理领域展开了广泛应用。然而新型显示器件产业链中研磨废水处理技术中水回用适应性较差，中水回用系统使用寿命短，企业运行成本高等问题，并且中水回用率不高，废水回用率仅为≤65％，其余部分以反渗透浓水的形式存在，其由于含有高分子量的表面活性剂、防蚀剂、金属络合剂和有机酸等物质，而很难去除水溶液中的COD值。因此，开发一种有效的研磨废水反渗透浓水的处理工艺流程势在必行。废水在满足稳定达标排放的同时进行中水回用，提高中水回用率，达到生产车间用水标准，从而解决常规废水处理工艺带来的中水回用系统膜堵塞问题，突破研磨废水中水回用技术的瓶颈，降低成本。
[0003]海泡石等粘土矿物资源由于比表面积和表面活性方面的突出优势，其已经广泛地运用于土壤治理、空气净化和水体吸附等领域。然而海泡石的应用往往局限于其较大的比表面积和较高的表面活性，而对其Si
‑
OH基的光化学反应活性则尚未开发利用。特别是在有机污染物控制领域，吸附在海泡石表面的有机污染物不能有效地进行矿化降解则大大限制了其应用范围。海泡石Si
‑
OH基在外在光源的作用下能发生Si
‑
O键均裂而产生具有高氧化还原电位的
·
OH等活性氧物种，并进一步导致有机污染物矿化降解。
[0004]因此，探索如何有效地激活海泡石Si
‑
OH基产生
·
OH等活性氧物种并运用于研磨废水反渗透浓水的治理，可以有效地提升研磨废水的回用率和节约水资源。另一方面，对拓宽海泡石矿产资源利用应用范围也具有重要的研究意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术是针对现有技术的不足，提供一种光和热协同活化海泡石用于处理研磨废
水反渗透浓水的方法。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0007]一种光和热协同活化海泡石用于处理研磨废水反渗透浓水的方法，包括以下步骤：
[0008](1)在常温下，向研磨废水反渗透浓水中加入海泡石粉末，搅拌使得研磨废水反渗透浓水中有机污染物在海泡石固/液界面，包括海泡石的内腔和表面达到吸附脱附平衡；
[0009](2)研磨废水反渗透浓水中有机污染物在海泡石固/液界面吸附脱附平衡后，采用过滤或者离心的方式固液分离，得到吸附了有机污染物的海泡石粉末，并进行干燥；
[0010](3)开启光源和加热装置，同时照射和加热吸附了有机污染物的海泡石粉末，使有机污染物在海泡石固/气界面在光和热的协同作用下发生氧化降解反应。
[0011]进一步地，所述的光源优选模拟太阳光光源，光强为5
‑
50mW cm
‑2，更优选光强为50mW cm
‑2；波长为100
‑
800nm，更优选为200
‑
400nm；光源照射吸附了有机污染物的海泡石粉末，海泡石以分子筛形式存在的Si
‑
OH基在太阳光光源的作用下发生Si
‑
OH健断裂产生羟基自由基等活性氧物种，从而对有机污染物氧化降解。
[0012]进一步地，步骤(1)中，所述的海泡石为海泡石原矿、α
‑
海泡石粉体和β
‑
海泡石粉体中的一种或两种以上，优选为α
‑
海泡石粉体。
[0013]进一步地，步骤(1)中，海泡石在水溶液中的质量体积比为1～50g/L。
[0014]进一步地，有机污染物主要是指表面活性剂(聚丙烯酸、季铵盐、烷基硫酸盐及EDTA等)、防蚀剂(苯并三唑、烷基胺等)、金属络合剂(EDTA、乙醇胺、草酸及柠檬酸等)和有机酸(醋酸、草酸、柠檬酸及聚丙烯酸等)，COD值在50
‑
1000mg/L范围内，所述的有机污染物的尺寸小于500
×
100
×
100nm。
[0015]进一步地，步骤(1)中，搅拌时间为30～120分钟。
[0016]进一步地，步骤(2)中，干燥温度为40～60℃，干燥时间为2～3小时。
[0017]进一步地，步骤(3)中，氧化降解反应的温度为60
‑
120℃，照射和加热时间为2
‑
36小时，更优选6～15小时。
[0018]进一步地，还包括海泡石的回收，具体为：吸附了有机污染物的海泡石在固/气界面光催化反应后，100
‑
200℃活化后再次作为吸附剂和催化剂重复利用，可以重复5～10次。
[0019]本专利技术与现有技术相比具有以下优点和有益的效果：
[0020]1)与现有海泡石对有机物污染物的处理技术相比，本专利技术在海泡石完成吸附后，利用光和热协同作用活化海泡石Si
‑
OH基，使其产生
·
OH等活性氧物种，使得被吸附的有机污染物实现氧化降解，不仅降低研磨废水反渗透浓水的COD值，大大提高了有机污染物的处理效率，提升研磨废水反渗透浓水的回用率，拓宽了海泡石的应用范围，而且海泡石吸附的有机污染物得到非常有效的降解，从而海泡石能够获得非常好的循环使用性能。
[0021]2)本专利技术提供的海泡石主要针对研磨废水反渗透浓水中表面活性剂、防蚀剂、金属络合剂和有机酸等有机污染物的去除，从而显著降低研磨废水反渗透浓水中的COD值。海泡石对研磨废水反渗透浓水中有机污染物适应性强，广谱性好，分子尺寸小于500
×
100
×
100nm有机污染物，均具有较好的吸附和氧化降解的效果。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光和热协同活化海泡石用于处理研磨废水反渗透浓水的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在常温下，向含有机污染物的水溶液中加入海泡石，开启搅拌使得水溶液中有机污染物在海泡石内腔和表面达到吸附脱附平衡；(2)水溶液中有机污染物在海泡石内腔和表面达到吸附脱附平衡后，采用过滤或者离心的方式固液分离，得吸附了有机污染物的海泡石粉末，并进行干燥；(3)开启光源和加热装置，同时照射和加热吸附了有机污染物的海泡石粉末，使有机污染物在海泡石固/气界面在光和热的协同作用下发生氧化降解反应。2.根据权利要求1所述的光和热协同活化海泡石用于处理研磨废水反渗透浓水的方法，其特征在于，所述的光源为模拟太阳光源，光强为5
‑
50mW cm
‑2，波长范围100
‑
800nm。3.根据权利要求1所述的光和热协同活化海泡石用于处理研磨废水反渗透浓水的方法，其特征在于，所述的有机物降解反应温度为60
‑
120℃。4.根据权利要求1所述的光和热协同活化海泡石用于处理研磨废水反渗透浓水的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的海泡石为α
‑
海泡石粉体和β
‑
海泡石...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳海，尹德元，曾瑾，张雪婷，易兵，刘华杰，万泉，
申请(专利权)人：湖南景翌湘台环保高新技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：