一種用于PFCs微污染水體深度處理的裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于PFCs微污染水體深度處理的裝置，包括緩沖池，緩沖池連接有pH調(diào)節(jié)池一，pH調(diào)節(jié)池一連接有組合式尼龍吸附裝置，組合式尼龍吸附裝置連接有pH調(diào)節(jié)池二。本發(fā)明尼龍對PFCs由良好吸附能力，可以有效去除水體中的PFCs污染物；采用可移動式組合式尼龍吸附裝置，可以根據(jù)具體需要對尼龍吸附結(jié)構(gòu)單元隨意移動，任意組合；尼龍吸附板采取懸掛式活動放置，可以隨時更換；尼龍布成本低廉、結(jié)實耐用，再生容易，在常溫常壓下進(jìn)行，為連續(xù)化操作，方便進(jìn)一步放大實際應(yīng)用。
【專利說明】
-種用于PFCs微污染水體深度處理的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于PFCs微污染水體深度處理的裝置及其方法，屬于污水處理的
技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 全氣化合物(PFCs)對環(huán)境(大氣、水體和±壤）的污染問題已經(jīng)引起研究者和政 府部口的廣泛關(guān)注，其中W全氣辛酸PF0A和全氣辛燒橫酸鹽PF0S使用量最大、最具代表性， 占到總量的85%W上。由于PFCs分子中的C-F鍵非常牢固，很難被化學(xué)和生物方法降解，導(dǎo)致 其在環(huán)境中呈現(xiàn)含量不斷累積、范圍不斷擴(kuò)大的趨勢。
[0003] 大量研究結(jié)果表明污水經(jīng)城市和企業(yè)污水處理廠生化、化學(xué)等方法處理后，盡管 其C0D、B0D指標(biāo)都大幅度降低，達(dá)到了國家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，但是與進(jìn)入污水處理廠廢水的 PFCs含量相比，處理后出水中的PFCs含量基本沒有減少，甚至增加了數(shù)十倍。污水處理廠排 放水和污泥成為環(huán)境水體和±壤中PFCs的主要來源之一。
[0004] 物理吸附法作為一類成熟的廢水處理技術(shù)已經(jīng)廣泛，主要吸附材料主要包括活性 炭、氧化侶、分子篩等。其中活性炭吸附效果最好，是最常用的一類吸附劑。但是活性炭存在 再生條件較為嚴(yán)格，價格較高等不足。尼龍作為一種常見的化工原料，價廉易得，再生簡單。 尼龍分子結(jié)構(gòu)中的酷胺官能團(tuán)，能夠與PFCs分子中的F形成強(qiáng)烈的氨鍵作用，同時尼龍表面 容易產(chǎn)生靜電作用W及具有強(qiáng)烈的疏水性，上述運些特點可W極大的促進(jìn)PF0S和PF0A在尼 龍上的吸附。
[0005] 基于上述特點，本發(fā)明主要開發(fā)一種用于PFCs微污染水體深度處理的裝置及其方 法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于PFCs微污染水體深 度處理的裝置及其方法。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的： 一種用于PFCs微污染水體深度處理的裝置，包括緩沖池，所述的緩沖池連接有抑調(diào)節(jié) 池一，所述的抑調(diào)節(jié)池一連接有組合式尼龍吸附裝置，所述的組合式尼龍吸附裝置連接有 抑調(diào)節(jié)池二。
[000引所述的組合式尼龍吸附裝置包括若干個尼龍吸附裝置，所述的若干個尼龍吸附裝 置為串聯(lián)式組合、并聯(lián)式組合或串聯(lián)/并聯(lián)混合式組合。
[0009] 所述的尼龍吸附裝置包括吸附池，所述吸附池的側(cè)壁上設(shè)有污泥排放口、污水進(jìn) 口和污水出口，且吸附池上設(shè)有尼龍布掛框，所述尼龍布掛框上安裝有若干個尼龍布吸附 板，所述的尼龍布吸附板通過支撐板安裝在尼龍布掛框上。
[0010] 所述尼龍布吸附板的尺寸為150*150mm，且所述尼龍布吸附板懸掛在吸附池內(nèi)。
[0011] 所述的污泥排放口為兩個，且兩個污泥排放口分別位于吸附池兩側(cè)部。
[0012] 所述的污水進(jìn)口和污水出口位于吸附池的上部，且污水進(jìn)口和污泥排放口不在同 一直線上。
[0013] 所述的尼龍吸附裝置為長方體，且尼龍吸附裝置的尺寸為長*寬*高尺寸為200* 50*200mm。
[0014] 一種用于PFCs微污染水體深度處理的方法，包括W下步驟:含有微量PFCs污染物 的廢水首先進(jìn)入緩沖池，然后進(jìn)入廢水抑值調(diào)節(jié)池一，通過加入一定量肥1或NaOH調(diào)節(jié)廢水 至適宜pH值，然后通過一恒流累W-定流速進(jìn)入組合式尼龍吸附裝置進(jìn)行PK污染物脫除， 脫除PFCs后的廢水進(jìn)入抑調(diào)節(jié)池進(jìn)行二中和，中和后的出水進(jìn)行循環(huán)利用。
[0015] 本發(fā)明一種用于PFCs微污染水體深度處理的裝置及其方法具有如下有益效果： 1、 尼龍對PFCs由良好吸附能力，可W有效去除水體中的PFCs污染物； 2、 采用可移動式組合式尼龍吸附裝置，可W根據(jù)具體需要對尼龍吸附結(jié)構(gòu)單元隨意移 動，任意組合;尼龍吸附板采取懸掛式活動放置，可W隨時更換； 3、 尼龍布成本低廉、結(jié)實耐用； 4、 再生容易，在常溫常壓下進(jìn)行； 5、 為連續(xù)化操作，方便進(jìn)一步放大實際應(yīng)用。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明用于PFCs微污染水體深度處理的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明中的可移動式組合式尼龍吸附裝置串聯(lián)組合時的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明中的可移動式組合式尼龍吸附裝置并聯(lián)組合時的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明中的可移動式組合式尼龍吸附裝置混合式組合時的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明中的尼龍吸附裝置的平面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明中的尼龍吸附裝置的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本發(fā)明中的尼龍布吸附板的平面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為本發(fā)明用于PFCs微污染水體深度處理的方法的工藝流程示意圖； 圖9為本發(fā)明中廢水PF0A去除率隨運行時間的變化示意圖； 其中圖5-7中，1為吸附池、2為污泥排放口、3為污水進(jìn)口、4為污水出口、5為尼龍布掛 框、6為尼龍布吸附板、7為支撐板。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于 此。
[0018] 如圖1所示，本發(fā)明用于PFCs微污染水體深度處理的裝置，包括緩沖池，緩沖池連 接有抑調(diào)節(jié)池一，P的周節(jié)池一連接有組合式尼龍吸附裝置，組合式尼龍吸附裝置連接有pH 調(diào)節(jié)池二。
[0019] 本發(fā)明中的組合式尼龍吸附裝置包括若干個尼龍吸附裝置，若干個尼龍吸附裝置 為如圖2的串聯(lián)式組合、如圖3的并聯(lián)式組合或如圖4的串聯(lián)/并聯(lián)混合式組合。
[0020] 如圖5-7所示，本發(fā)明中的尼龍吸附裝置為長方體，尺寸為長*寬*高尺寸為200* 50巧00mm，其包括吸附池1，吸附池1的側(cè)壁上設(shè)有污泥排放口 2、污水進(jìn)口 3和污水出口 4，且 吸附池1上設(shè)有尼龍布掛框5，尼龍布掛框5上安裝有若干個尼龍布吸附板6，尼龍布吸附板6 通過支撐板7安裝在尼龍布掛框5上。尼龍布吸附板6的尺寸為150*150mm，且懸掛在吸附池 內(nèi)。
[0021 ]進(jìn)一步設(shè)置的，本發(fā)明中的污泥排放口 2為兩個，且兩個污泥排放口 2分別位于吸 附池1的兩側(cè)部。污水進(jìn)口 3和污水出口 4位于吸附池1的上部，且污水進(jìn)口 3和污泥排放口 2 不在同一直線上，為防止短路，污水進(jìn)口 3插入至吸附池1的下部，吸附池1的下部側(cè)面留有 污泥排放口 2。
[0022] 本發(fā)明使用廢水包括兩種:模擬廢水和污水處理廠出口實際排放水，其中模擬廢 水采用PFCs物質(zhì)中使用量最大、最具代表性的全氣辛酸PF0A和全氣辛燒橫酸鹽PF0S配制。 廢水pH值采用加入適量0.1M HC1或0.1M化0H調(diào)節(jié)，廢水流速采用一恒流累控制，水體中 PF0A和PF0S含量采取高效液相色譜/質(zhì)譜/質(zhì)譜法分析。吸附材料尼龍布為從某廠家定制的 未經(jīng)后續(xù)工序處理的純尼龍纖維紡織布，BET比表面積為6.12m^g。
[0023] 如圖8所示，本發(fā)明用于PFCs微污染水體深度處理的方法，包括W下步驟:含有微 量PFCs污染物的廢水首先進(jìn)入緩沖池，然后進(jìn)入廢水抑值調(diào)節(jié)池一，通過加入一定量肥1或 化0H調(diào)節(jié)廢水至適宜pH值，然后通過一恒流累W-定流速進(jìn)入組合式尼龍吸附裝置進(jìn)行 PFS污染物脫除，脫除PFCs后的廢水進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池進(jìn)行二中和，中和后的出水進(jìn)行循環(huán)利 用。
[0024] 1、尼龍布吸附板6靜態(tài)吸附PF0A和PF0S試驗 取150*150mm的尼龍布兩塊分別置于各含5mg/L PF0A和5mg/L PF0S的1L模擬溶液中， 在2(TC，抑值為6.0情況下進(jìn)行靜態(tài)吸附，吸附到達(dá)平衡后計算尼龍布的吸附量。結(jié)果表明 尼龍布對PF0A和PF0S的平衡吸附量分別為42.8mg/m哺56.3mg/m2。
[0025] 2、不同尼龍吸附結(jié)構(gòu)單元組合形式的比較 分別采用單個尼龍吸附單元、兩個尼龍吸附單元串聯(lián)和兩個尼龍吸附單元并聯(lián)方式對 含有500ng/L PF0A的模擬廢水進(jìn)行連續(xù)吸附處理。吸附溫度20°C，pH值為6.0,廢水流速為 1. OL/hr。廢水PF0A去除率隨運行時間的變化如圖9所示。由圖9可知，時間24小時之內(nèi)，Ξ種 模式運轉(zhuǎn)下廢水中PF0A的去除率為100%。48小時時，單個尼龍吸附單元、兩個尼龍吸附單元 串聯(lián)和兩個尼龍吸附單元并聯(lián)方式的廢水PF0A去除率分別為81.1%、96.4%和93.2%，兩個尼 龍吸附單元串聯(lián)方式效果最好。
[0026] 3、不同模擬廢水流速的比較 采用兩個尼龍吸附單元串聯(lián)方式對分別含有500ng/L PF0A和500ng/L PF0S的模擬廢 水進(jìn)行連續(xù)吸附處理。吸附溫度20°C，pH值為6.0，運行時間4她rs。0.5-2.0 L/hr流速下廢 水中PF0A和PF0S的去除率如表1所示。
[0027] 表1 :不同廢水流速下廢水中PF0A和PF0S的去除率
4、 尼龍布再生循環(huán)使用試驗 采用兩個尼龍吸附單元串聯(lián)方式對某污水處理廠含有20化g/L PFOA和400ng/L PFOS 的模擬廢水進(jìn)行連續(xù)吸附處理，廢水流速為0.化Ar，運行時間4她rs。實驗結(jié)束后，將使用 后的尼龍布吸附劑放入乙醇溶液中浸泡30分鐘，取出蒸饋水沖洗后驚干，同樣條件再次進(jìn) 行吸附實驗。尼龍布多次循環(huán)使用情況下，模擬廢水中PFOA和PFOS的去除率如表2所示。由 表2可知，在本實驗條件下，循環(huán)8次使用后尼龍布對水中PFOA和PFOS的去除率仍然高于 90%。尼龍布可W多次循環(huán)使用。
[00%]表2:尼龍布多次循環(huán)使用情況
5、 實際廢水處理試驗 采用兩個尼龍吸附單元串聯(lián)方式對某污水處理廠排放出口水樣進(jìn)行進(jìn)行連續(xù)吸附處 理，廢水流速為0.化/虹。連續(xù)運行4她rs后廢水中PFOA和PFOS的去除率如表3所示。由表3可 知，在本實驗條件下，對實際水樣中PFOA和PFOS的去除率都在90%W上。
[0029]表3污水處理廠實際水樣吸附處理結(jié)果
上述實施例僅用于解釋說明本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，而非對本發(fā)明權(quán)利保護(hù)的限定，凡利 用此構(gòu)思對本發(fā)明進(jìn)行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種用于PFCs微污染水體深度處理的裝置，其特征在于:包括緩沖池，所述的緩沖池 連接有PH調(diào)節(jié)池一，所述的pH調(diào)節(jié)池一連接有組合式尼龍吸附裝置，所述的組合式尼龍吸 附裝置連接有PH調(diào)節(jié)池二。2. 如權(quán)利要求1所述用于PFCs微污染水體深度處理的裝置，其特征在于:所述的組合式 尼龍吸附裝置包括若干個尼龍吸附裝置，所述的若干個尼龍吸附裝置為串聯(lián)式組合、并聯(lián) 式組合或串聯(lián)/并聯(lián)混合式組合。3. 如權(quán)利要求2所述用于PFCs微污染水體深度處理的裝置，其特征在于:所述的尼龍吸 附裝置包括吸附池，所述吸附池的側(cè)壁上設(shè)有污泥排放口、污水進(jìn)口和污水出口，且吸附池 上設(shè)有尼龍布掛框，所述尼龍布掛框上安裝有若干個尼龍布吸附板，所述的尼龍布吸附板 通過支撐板安裝在尼龍布掛框上。4. 如權(quán)利要求3所述用于PFCs微污染水體深度處理的裝置，其特征在于:所述尼龍布吸 附板的尺寸為150*150mm，且所述尼龍布吸附板懸掛在吸附池內(nèi)。5. 如權(quán)利要求3所述用于PFCs微污染水體深度處理的裝置，其特征在于:所述的污泥排 放口為兩個，且兩個污泥排放口分別位于吸附池兩側(cè)部。6. 如權(quán)利要求3所述用于PFCs微污染水體深度處理的裝置，其特征在于:所述的污水進(jìn) 口和污水出口位于吸附池的上部，且污水進(jìn)口和污泥排放口不在同一直線上。7. 如權(quán)利要求3所述用于PFCs微污染水體深度處理的裝置，其特征在于:所述的尼龍吸 附裝置為長方體，且尼龍吸附裝置的尺寸為長*寬*高尺寸為200*50*200mm。8. -種用于PFCs微污染水體深度處理的方法，其特征在于包括以下步驟：含有微量 PFCs污染物的廢水首先進(jìn)入緩沖池，然后進(jìn)入廢水pH值調(diào)節(jié)池一，通過加入一定量HCl或 NaOH調(diào)節(jié)廢水至適宜pH值，然后通過一恒流栗以一定流速進(jìn)入組合式尼龍吸附裝置進(jìn)行 PFS污染物脫除，脫除PFCs后的廢水進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池進(jìn)行二中和，中和后的出水進(jìn)行循環(huán)利 用。
【文檔編號】C02F1/28GK105948323SQ201610460890
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】令狐文生, 盛國棟, 楊海
【申請人】紹興文理學(xué)院