[发明专利]超声波协同有机膨润土处理有机废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波协同有机膨润土处理有机废水方法，具体地说，即在超声波反应器中，通过对有机膨润土用量、超声波作用能量等关键因素的动态调节得到较高的有机污染物去除率。

背景技术

有机膨润土由于具有良好的分散性和乳化性，被用作食品脱色除浊剂、化妆品添加剂、石油钻井助剂等，应用非常广泛。近年来，人们利用其吸附性能和亲油疏水性，将有机膨润土应用于环保产业，处理有机废水，从有机膨润土制备和吸附工艺路线的创新方面改善膨润土的吸附特性，由于正确处理了吸附工艺和新型有机膨润土开发的相互作用关系，有机膨润土处理有机污染物的研究，取得了一定的成绩。国内有较多文献报道使用有机膨润土进行染料废水脱色和处理苯酚、苯胺、对硝基苯酚等有机污染物的方法。但是，这项技术的特点是利用有机膨润土自身的吸附能力去除污染物，其中存在的最大的弊端是需较长时间才能达到吸附平衡，需剧烈搅拌，设备和流程复杂，费时耗能，工业化的成本高，因此目前还未能实际应用于工业化废水处理。

目前，有机膨润土处理废水的常用方法是将合成干燥后的有机膨润土碾磨、过100目筛后，在100～120℃下活化1～2小时，与待处理有机废水充分混合均匀，振荡30min或更长，然后将固、液相分离，得到经处理可供排放的水。实际操作表明这种方法主要存在以下缺点：(1)有机膨润土需长时间碾磨成细小粉末；(2)达到吸附有机污染物平衡时间较长，造成处理废水的操作时间较长，费时耗能非常严重，无法经济地应用于环保产业；(3)有机污染物的去除率也不理想，对一些难降解有机物，难以达到排放标准。专利号ZL03116256.8、授权公开号是CN1187272C、名称是“微波协同有机膨润土处理有机废水方法”的专利公开了一种促进有机膨润土吸附的方法，但该方法的缺点是其过程需将废水烧开，利用废水剧烈沸腾效应搅拌混合膨润土和废水，浪费大量能量，不适应实际生产应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声波协同有机膨润土处理有机废水方法，该方法能在更短的时间内有效地处理有机废水。

本发明采用的技术方案是：它是将粒径为20～200目有机膨润土与有机废水混合，其固/液质量比为1∶500～1∶5000，然后加入一个超声波反应器中，施加频率为20kHz～120KHz，功率100W～1200W的超声波，振荡10s～10min进行脱色与净化处理，再进行固/液两相分离，废水得到净化处理后排放。

本发明的优点是：

(1)废水净化处理时间大大缩短。通过超声波振荡处理，使有机膨润土对废水中的有机污染物迅速达到吸附平衡，以较短的处理时间得到较高的污染物去除率，实现难降解有机废水在短时间内得到高效吸附净化，达到排放标准。

(2)污染物去除效率提高。如对酸性大红染料废水的处理，经超声波振荡处理一定时间后，氯代十六烷基吡啶改性得到的有机膨润土脱色率可达99％以上，而常规吸附处理的去除率仅70％左右。

(3)操作工艺简便。使用超声波作用处理，合成制得的较粗颗粒的有机膨润土无需粉碎，吸附过程不需搅拌，可简化操作工艺，扩大有机膨润土的应用前景。

下面通过具体实施方式和5个实施例对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

本发明将合成后粗颗粒的有机膨润土与待处理有机废水混合均匀后，由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质——废水中，超声波在废水中疏密相间的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡。这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长，而在正压区迅速闭合，这种被称之为“空化”效应是超声波所特有的，这种作用机理区别于现有技术中的微波辐射处理方法，在这种被称之为“空化”效应的过程中，气泡闭合可形成超过1000个大气压的瞬间高压，利用超声的空化效应，在气泡崩溃时产生的强烈的冲击波和高速射流能破坏固/液、液/液及气/液界面上的滞离层，对有机膨润土产生粉碎作用，同时促进有机膨润土表面更新及多相系统有效混合、分散或凝聚。在超声波处理装置中，以超声的空化效应增强有机膨润土的去除效果，降低能耗，在较短时间内达到高的处理效果。通过控制有机膨润土的用量与超声波振荡能量得到理想的有机污染物去除率。

考虑到待处理废水中有机污染物含量和排放标准的要求，可通过改变有机膨润土的用量达到不同的处理效果。有机膨润土的用量以有机膨润土与待处理废水质量比为衡量指标。一般，综合考虑到处理效果和工艺经济性，有机膨润土与待处理废水质量比范围可在1∶500～1∶5000之间，但本发明不局限于这个水平。