[发明专利]用于有机氮工业生化尾水毒性削减的序列式吸附处理方法

权利要求书

1.用于有机氮工业生化尾水毒性削减的序列式吸附处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)制备不同孔径分布的碳干凝胶吸附材料

制备过程采用溶胶-凝胶法，并通过控制凝胶化反应pH调控凝胶颗粒尺寸，分别获得大孔、中孔和微孔碳干凝胶吸附材料；

2)测定尾水中溶解性有机氮的分子量分布

用1KDa和5KDa的超滤膜分离采集的有机氮工业生化尾水，测定原始废水和不同膜处理透过液中溶解性有机氮的浓度，分别记为C_原始、C_1K透过和C_5K透过；根据测定结果，计算分子量为1KDa、1-5KDa和5KDa的溶解性有机氮分子占比，分别记为W_1KDa、W_1-5KDa和W_5KDa；

3)构建序列式吸附系统

根据步骤2)测定数据选择不同方案构建序列式吸附系统：

所述序列式吸附系统由步骤1)制备的大孔、中孔和微孔碳干凝胶依次装填至三个串联吸附柱组成；

大孔、中孔和微孔碳干凝胶装填床体积分别记为BV_大孔、BV_中孔和BV_微孔；

方案Ⅰ：大孔、中孔和微孔碳干凝胶的床体积按BV_大孔：BV_中孔：BV_微孔＝1:1.5～2:1的比例装填；

方案Ⅱ：大孔、中孔和微孔碳干凝胶的床体积按BV_大孔：BV_中孔：BV_微孔＝1:2～3:1的比例装填；

当W_1KDa+W_5KDa-W_1-5KDa≥0时，选择方案Ⅰ；

当W_1KDa+W_5KDa-W_1-5KDa＜0时，选择方案Ⅱ；

4)运行碳干凝胶序列式吸附系统

序列式吸附系统的吸附和再生过程按以下步骤进行：

S1：将有机氮工业生化尾水以20～40BV/h的流速通入序列式吸附系统，使废水依次经大孔、中孔和微孔碳干凝胶吸附处理后排出；

S2：当吸附达到穿透点时，停止通入废水，依次使用0.5M NaOH溶液，0.1M HCl溶液和自来水三种再生液对序列式吸附系统进行脱附再生，流速控制为5～10BV/h；

步骤1)中所述大孔碳干凝胶的孔径分布范围为16～65nm；中孔碳干凝胶的孔径分布范围为8～21nm；微孔碳干凝胶的孔径分布范围为1.7～14nm；

步骤1)中所述碳干凝胶由以下步骤制备：

a)将间二苯酚溶于超纯水中，调节pH至预定值，加入甲醛溶液，保持间二苯酚和甲醛的摩尔比为0.4～0.6：1，再次调节pH至预定值，进行凝胶反应；

b)将反应后的凝胶放入丙酮中进行12～24h溶剂置换，重复5～6次，风干后置于真空干燥箱中进一步干燥；

c)将干燥后的凝胶在氮气中碳化，冷却至室温后粉碎过筛，得到碳干凝胶材料；

步骤a)中通过变化pH预定值，调节碳干凝胶材料孔径，得到所述的大孔碳干凝胶，中孔碳干凝胶和微孔碳干凝胶，其中大孔碳干凝胶pH预定值为5.4～5.8，中孔碳干凝胶pH预定值为6.2～6.4，微孔碳干凝胶pH预定值为6.6～6.8。

2.根据权利要求1所述的用于有机氮工业生化尾水毒性削减的序列式吸附处理方法，其特征在于，步骤a)中凝胶反应条件为：搅拌60～120min后密封置于65～75℃烘箱中进行3～5d凝胶反应。

3.根据权利要求1所述的用于有机氮工业生化尾水毒性削减的序列式吸附处理方法，其特征在于，步骤b)中真空干燥程序为：1)60℃下干燥15～24h，2)150℃下干燥8～12h。

4.根据权利要求1所述的用于有机氮工业生化尾水毒性削减的序列式吸附处理方法，其特征在于，步骤c)碳化程序为：1)以5～10℃/min从室温升温至400℃，恒温保持1～2h，2)以5～10℃/min从400℃升温至800℃，恒温保持2～4h。