一种水中溴代阻燃剂类污染物的去除方法
【专利摘要】本发明涉及一种水中溴代阻燃剂类污染物的去除方法，该方法利用磁性离子交换树脂耦合过滤去除溴代阻燃剂类污染物，具体将磁性离子交换树脂与石英砂按体积比(3-5)∶(1-2)混合均匀作为填料，装填在离子交换柱中，处理含有溴代阻燃剂类污染物的水。与现有技术相比，本发明具有效率高、成本低等优点。
【专利说明】一种水中溴代阻燃剂类污染物的去除方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水处理【技术领域】，涉及磁性离子交换树脂耦合砂子对溴代阻燃剂的去除技术和一套柱状吸附装置的设计与运行。
【背景技术】
[0002]溴代阻燃剂是合成高分子材料的重要助剂之一，主要用于塑料、纺织品、电子、电器、运输包装、建材以及其他防火材料中。由于它们具有良好的化学稳定性、热稳定性、惰性和介电性，在许多国家和地区得到广泛的生产和使用，因此也造成了大气、水体、沉积物和土壤等环境介质及相关生态系统的严重污染。溴代阻燃剂类污染物能够通过各种途径在人体内产生积累放大，对人的大脑和骨骼发育造成一定影响，还可能存在致癌作用。
[0003]目前对于溴代阻燃剂的去除主要集中在生物降解和物理化学降解两个方面，水处理的常规工艺对其去除作用很小。磁性离子交换树脂(magnetic 1n exchange resin,MIEX)技术是由澳大利亚联邦科学与工业研究院、南澳水务局和Orica公司共同开发，主要应用于给水预处理。磁性离子交换树脂能有效降低水中溶解性有机物含量，对包括杀虫剂、天然或合成的人工激素以及活性药理产品等微污染物有高效的去除。磁性离子交换树脂与其他传统的过滤材料相比，在去除效果和经济性上都有明显优势，更重要的是，MIEX分离和再生比较容易，树脂的 再生是一个脱附的过程，主要通过质量分数为10%的氯化钠溶液将DOC从树脂交换位点上置换下来。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种水中溴代阻燃剂类污染物的去除方法。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种水中溴代阻燃剂类污染物的去除方法，其特征在于，该方法利用磁性离子交换树脂耦合过滤去除溴代阻燃剂类污染物，具体将磁性离子交换树脂与石英砂按体积比(3-5): (1-2)混合均匀作为填料，装填在离子交换柱中，处理含有溴代阻燃剂类污染物的水。
[0006]所述的离子交换柱为有机玻璃柱，装填磁性离子交换树脂与石英砂的混合填料后，在填料底部和顶部设置40-60 μ m的微孔膜防止填料流失。
[0007]所述的离子交换柱直径为4_5cm，长度为30_40cm。
[0008]所述的离子交换柱在处理含有溴代阻燃剂类污染物的水之前，先进去离子水运行3_4h，流速为5-7ml/min，将填料洗干净。
[0009]所述的处理含有溴代阻燃剂类污染物的水是使其流速控制在3_4ml/min，进入离子交换柱进行交换处理。
[0010]所述的含有溴代阻燃剂类污染物的水经离子交换柱处理后用高效液相色谱和质谱联用技术测定出水溴代阻燃剂的浓度。
[0011]所述的离子交换柱在碱性条件下pH = 9-11进行再生，再生剂采用质量分数为10-15%的氯化钠溶液，每升磁性离子交换树脂再生需消耗氯化钠100~120g，再生剂可以多次利用。
[0012]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0013](I)本发明采用的是磁性离子交换树脂和砂子的耦合过滤技术，可以节省树脂本身的用量和整个装置的运行时的压力需求，改善了过滤过程的流态。
[0014](2)本发明选用离子交换树脂作为主要去除材料，它本身对溴代阻燃剂的去除率很高，可以大大的提高整个装置的效率，较传统的去除材料具有高效经济的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为磁性离子交换树脂的SEM图片；
[0016]图2为处理水中溴代阻燃剂类污染物的装置示意图；
[0017]图3为本发明对四溴双酚-A的动态去除效果图和不同模型的拟合结果；
[0018]图4为本发明对五溴联苯醚的动态去除效果图和不同模型的拟合结果；
[0019]图5为本发明对十溴联苯醚的动态去除效果图和不同模型的拟合结果。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附 图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0021]下述实施例中水中溴代阻燃剂类污染物的去除方法采用的装置，如图2所示，包括离子交换柱1，真空泵2、控制阀3、水样瓶4、再生瓶5、出水水样收集器6，所述的离子交换柱I包括直径为4-5cm，长度为30-40cm的有机玻璃柱，填入填料，填料为5-lOcm厚的石英砂和15-25cm厚的磁性离子交换树脂(如图1所示)，再填装柱子之前充分混合，在填料底部和顶部有40-60 μ m的微孔膜防止填料流失；离子交换柱I顶部通过管道分别连接水样瓶4和再生瓶5，水样瓶4和再生瓶5与离子交换柱I之间设有控制进样的控制阀3和真空泵2，真空泵2选用扬程为6-10m的真空泵，离子交换柱I底部出液连接出水水样收集器6。
[0022]实施例1
[0023](I)选用直径为5cm，长度为40cm的有机玻璃柱，填入填料，填料为1cm厚的石英砂和20cm厚的磁性离子交换树脂，再填装柱子之前充分混合，在填料底部和顶部有50 μ m的微孔膜防止填料流失，水泵选用扬程为8m的真空泵；
[0024](2)在进水样之前，先进去离子水运行3.5h，流速为5ml/min，目的是把填料洗干净;
[0025](3)进水水样含有3.0mg/L的四溴双酚-A，整个装置流速控制在3.2ml/min,出水水样用50ml离心管收集，用高效液相色谱和质谱联用技术测定出水四溴双酚-A的浓度；
[0026](4)在碱性条件下(pH = 9-11)进行再生，再生剂采用质量分数为10%的氯化钠溶液。
[0027]结果表明，经过该装置的含有四溴双酚A的原水，可以很好地去除该污染物，如图3所示，装置运行5个小时之内，出水四溴双酚A去除率都达到90%以上。装置运行5小时后，加入氯化钠溶液对柱子里的树脂进行再生，发现树脂再生后对四溴双酚A仍有很好地去除作用。
[0028]实施例2[0029](I)选用直径为5cm，长度为40cm的有机玻璃柱，填入填料，填料为1cm厚的石英砂和20cm厚的磁性离子交换树脂，再填装柱子之前充分混合，在填料底部和顶部有50 μ m的微孔膜防止填料流失，水泵选用扬程为8m的真空泵；
[0030](2)在进水样之前，先进去离子水运行3.5h，流速为5ml/min，目的是把填料洗干净;
[0031](3)进水水样含有1.0mg/L的五溴联苯醚,整个装置流速控制在2.2ml/min,出水水样用50ml离心管收集，用高效液相色谱和质谱联用技术测定出水四溴双酚-A的浓度；
[0032](4)在碱性条件下(pH = 9-11)进行再生，再生剂采用质量分数为10%的氯化钠溶液。
[0033]结果表明，经过该装置的含有五溴联苯醚的原水，可以很好地去除该污染物，如图4所示，装置运行4个小时之内，出水四溴双酚A去除率都达到90%以上。装置运行4小时后，加入氯化钠溶液对柱子里的树脂进行再生，发现树脂再生后对五溴联苯醚仍有很好地去除作用。
[0034]实施例3
[0035](I)选用直径为5cm，长度为40cm的有机玻璃柱，填入填料，填料为1cm厚的石英砂和20cm厚的磁性离子交换树脂，再填装柱子之前充分混合，在填料底部和顶部有50 μ m的微孔膜防止填料流失，水泵选用扬程为8m的真空泵；
[0036](2)在进水样之 前，先进去离子水运行3.5h，流速为5ml/min，目的是把填料洗干净;
[0037](3)进水水样含有1.0mg/L的十溴联苯醚,整个装置流速控制在2.0ml/min,出水水样用50ml离心管收集，用高效液相色谱和质谱联用技术测定出水四溴双酚-A的浓度；
[0038](4)在碱性条件下(pH = 9-11)进行再生，再生剂采用质量分数为10%的氯化钠溶液。
[0039]结果表明，经过该装置的含有十溴联苯醚的原水，可以很好地去除该污染物，如图5所示，装置运行6个小时之内，出水十溴联苯醚去除率都达到90%以上。装置运行6小时后，加入氯化钠溶液对柱子里的树脂进行再生，发现树脂再生后对四溴双酚A仍有很好地去除作用。
[0040]上述的对实施例的描述是为便于该【技术领域】的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种水中溴代阻燃剂类污染物的去除方法，其特征在于，该方法利用磁性离子交换树脂耦合过滤去除溴代阻燃剂类污染物，具体将磁性离子交换树脂与石英砂按体积比(3-5): (1-2)混合均匀作为填料，装填在离子交换柱中，处理含有溴代阻燃剂类污染物的水。
2.根据权利要求1所述的一种水中溴代阻燃剂类污染物的去除方法，其特征在于，所述的离子交换柱为有机玻璃柱，装填磁性离子交换树脂与石英砂的混合填料后，在填料底部和顶部设置40-60 μ m的微孔膜防止填料流失。
3.根据权利要求1或所述的一种水 中溴代阻燃剂类污染物的去除方法，其特征在于，所述的离子交换柱直径为4-5cm,长度为30-40cm。
4.根据权利要求1或所述的一种水中溴代阻燃剂类污染物的去除方法，其特征在于，所述的离子交换柱在处理含有溴代阻燃剂类污染物的水之前，先进去离子水运行3-4h，流速为5-7ml/min,将填料洗干净。
5.根据权利要求1或所述的一种水中溴代阻燃剂类污染物的去除方法，其特征在于，所述的处理含有溴代阻燃剂类污染物的水是使其流速控制在3-4ml/min，进入离子交换柱进行交换处理。
6.根据权利要求1或所述的一种水中溴代阻燃剂类污染物的去除方法，其特征在于，所述的含有溴代阻燃剂类污染物的水经离子交换柱处理后用高效液相色谱和质谱联用技术测定出水溴代阻燃剂的浓度。
7.根据权利要求1或所述的一种水中溴代阻燃剂类污染物的去除方法，其特征在于，所述的离子交换柱在碱性条件下PH = 9-11进行再生，再生剂采用质量分数为10-15%的氯化钠溶液，每升磁性离子交换树脂再生需消耗氯化钠100~120g，再生剂可以多次利用。
【文档编号】C02F1/42GK104030400SQ201410201063
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】唐玉霖, 李述琰, 于水利 申请人:同济大学