專利名稱：一種處理聚四氫呋喃廢水中有機物的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于水處理技術領域，是一種去除聚四氫呋喃廢水中有機物的方法。
背景技術：
聚四氫呋喃(PTMEC)是四氫呋喃的混合物，常見的聚四氫呋喃分子量為 1000 2000，室溫時為蠟狀固體，35°C時為無色粘稠液體。溶于大多數(shù)有機溶劑，不溶于水。 PTMEC由四氫呋喃正離子開環(huán)聚合制備，聚四氫呋喃主要用作嵌段聚氨酯或嵌段聚醚聚酯 的軟鏈段。由平均分子量為1000的聚四氫呋喃制得的嵌段聚氨酯橡膠用于輪胎、傳動帶、 墊圈、合成革、薄膜和涂料等。嵌段聚醚聚酯則為熱塑彈性體。如果聚四氫呋喃平均分子量 為2000，可制得聚氨酯彈性纖維。由于聚四氫呋喃嵌段聚氨酯具有良好的抗凝血性，已在醫(yī) 用高分子材料領域獲得新的應用。 在對聚四氫呋喃廢水的實驗研究中發(fā)現(xiàn)，聚四氫呋喃廢水的水質(zhì)有以下幾個特 點(l)廢水的成分復雜、有機污染物的污染種類繁多，而且夾帶有無機鹽；(2)有機物濃度 比較高，水質(zhì)不穩(wěn)定，其COD濃度平均在6000mg/l以上；(3)廢水的可生化性差，采用B0D5 與COD的比值進行可生化性評價，該廢水屬于不宜生物降解的廢水；(4)廢水的磷酸鹽的含 量非常高，其TP達到10g/l ;(5)廢水的顏色呈黃色，色度難以去除。 目前處理高濃度、難降解的有機廢水方法很多，總體可以分類為生物處理法、物 理處理法、物理化學處理法和化學處理法。由于各類方法的作用機理不同，因此在處理成 本、效果和應用范圍上存在一定差異。針對不同高濃度、難降解有機廢水的特性，采用不同 的處理方法就成為有效控制水污染的前提之一。 本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種處理聚四氫呋喃廢水中有機物的方法。從而 能夠使處理后的聚四氫呋喃廢水達到排放標準。 本發(fā)明解決技術問題的方法是采用三氯甲烷作為萃取劑，對聚四氫呋喃廢水 中的有機物進行萃取去除，其萃取方法是將聚四氫呋喃廢水注入萃取罐內(nèi)，控制溫度為 20-25t:，加入三氯甲烷，相比為1 : 1.2，混合時間為1個小時，分層時間為1小時，分離萃 取物。 萃取實驗部分 因聚四氫呋喃廢水中含有大量糠醛、四氫呋喃等可溶性有機物，對芳香族化合物、 不飽和化合物和高分子化合物等溶解能力大，而對長鏈脂肪族化合物、飽和化合物的溶解 能力小，萃取劑的選擇除了以此為依據(jù)外，還需綜合考慮萃取劑的萃取容量、化學穩(wěn)定性、 毒性、經(jīng)濟性及易于回收等方面。 對萃取來說，最重要的問題是萃取劑的選擇，合適的萃取劑能使分離過程變得相 當容易，所以萃取劑的選擇和不斷對萃取劑進行改進和優(yōu)化一直是人們研究的熱點。通過 實驗，對每一類溶劑進行了歸類比較和篩選，其中，鹵代烴對糠醛的分配系數(shù)較高。最后初 步篩選出符合作為萃取劑處理聚四氫呋喃廢水的鹵代烴類溶劑。因此，在各鹵代烴溶劑中 初步選擇以三氯甲烷、三氯乙烯、l，2-二氯乙烷和二氯甲烷作為萃取分離糠醛與水的溶劑。
溶劑的篩選實驗 分別取50ml的三氯甲烷、三氯乙烯、l，2-二氯乙烷和二氯甲烷于250ml帶玻璃塞 的試劑瓶中，再分別取聚四氫呋喃廢水50ml于試劑瓶中，放在水浴振蕩器中震蕩，將水溫 控制在23°C ，轉(zhuǎn)速為180r/min下震蕩30分鐘，取出并靜沉分液5小時后取萃取相液體用重 鉻酸鉀高壓消解測其COD濃度和萃取前的原水水樣COD濃度。實驗結(jié)果如圖1、2所示。
萃取聚四氫呋喃廢水的影響因素分析 震蕩時間、廢水與萃取劑的體積的配比、溫度、萃取分層時間、均是影響液體系達 到平衡的重要因素。因此，在準確測定液液萃取平衡數(shù)據(jù)前，考察諸因素對平衡的影響是很 重要的。 1、震蕩時間對萃取處理效果的影響 震蕩時間對萃取效率的影響有很大的關系，實驗主要考察了在其它因素均不變的 條件下，改變萃取的混合時間這一項因素，看其混合時間對萃取效率的影響情況，并從實驗 當中確定萃取本廢水的最佳時間。具體實驗步驟如下 首先取配比為1 : 1的水樣共100ml置于試劑瓶中，在23°。恒溫水浴振蕩器下震 蕩，震蕩轉(zhuǎn)速恒速為160r/min下，分別轉(zhuǎn)動30min、60min、90min、 120min，取樣分層后用離 心機在轉(zhuǎn)速為4000r/min下離心2min。實驗結(jié)果如圖3、4、5所示。
2、溫度對萃取處理效果的影響 取若干個相同的萃取溶劑與廢水水樣體積比為1.2 : l的水樣，加入試劑瓶中，在 水浴溫度分別為2(TC、25t:、3(rC、35t:下震蕩，震蕩轉(zhuǎn)速恒速為160r/min下轉(zhuǎn)動60min，取 樣分層后用離心機在轉(zhuǎn)速為4000r/min下離心2min。取樣測萃取相的CODcr濃度。然后對 其數(shù)據(jù)進行考察分析。結(jié)果如表6、7所示。 通過測定萃取相中CODcr的含量較為直觀的并且很詳細的表達出來了液液萃取 平衡過程中的攪拌時間、萃取溫度等因素對液液平衡組成的影響。通過以上實驗結(jié)果、，在 本發(fā)明實驗條件下可以得到以下結(jié)論分離聚四氫呋喃廢水中的有機物，相比為1 : 1.2， 溫度為23tV混合時間為1個小時，分層時間為1小時，一級萃取效率基本在80%左右。
在確定萃取參數(shù)后，利用已經(jīng)確定的最佳影響因素的條件下進行廢水的三級萃取 實驗。廢水在一級萃取中與萃取劑充分混合，并分層分離，分離后的萃取相繼續(xù)在第二級萃 取中與新鮮的萃取劑充分混合，使第二級的萃取相中的CODcr濃度進一步降低。依此進行 第三級的萃取，進一步的使廢水中的有機物轉(zhuǎn)移到萃取相中，可以讓廢水中的COD濃度低 于指定值。由各個萃取級所得萃取相，匯總后送入蒸餾塔分離回收萃取溶劑，回收后的溶劑 可循環(huán)使用，剩余的液體可作為生產(chǎn)聚四氫呋喃產(chǎn)品的原料直接打回到生產(chǎn)工藝當中，達 到了回收的目的。實驗結(jié)果如圖8、9所示。 多次實驗結(jié)果表明經(jīng)過三級萃取后的總萃取效率到達91%，分配系數(shù)達到4. 4，
采用萃取的方法作為處理工藝流程的一部分與現(xiàn)有的用燃燒法處理聚四氫呋喃廢水工藝
相比，具有能耗較低，可回收有利用價值的資源，達到了預想的效果，顯示出了三氯甲烷在
本廢水中是一種比較有效的萃取溶劑。 萃取劑的回收方法 溶劑萃取方法處理有機廢水具有高效性。為了使有價值溶質(zhì)得以回收，萃取溶劑 再生后循環(huán)使用，需要進行反萃取操作，即溶劑的回收。選擇既經(jīng)濟又高效的溶質(zhì)回收和萃取劑再生方法，是有機廢水萃取處理技術的實施關鍵之一。 本發(fā)明中可以利用溶質(zhì)與溶劑的沸點的不同采用蒸餾的方法來回收三氯甲烷，在 實際工程當中回收后的三氯甲烷不僅會取得良好的萃取效果，而且具有一定的經(jīng)濟效益和 環(huán)境效益。 本發(fā)明使聚四氫呋喃廢水的COD和色度得到大部分的去除，為后續(xù)的生化處理創(chuàng) 造條件，實現(xiàn)達標排放，填補了國內(nèi)關于糠醛法生產(chǎn)聚四氫呋喃廢水處理的研究的空白，同 時也可以促進其它難降解有機廢水的研究，其方法操作簡便，經(jīng)濟合理。


圖1為溶劑在廢水中的分配系數(shù)的比較圖； 圖2為溶劑萃取廢水中C0Dcr的效率比較圖； 圖3為不同的震蕩時間下C0Dcr去除效果圖； 圖4為不同的震蕩時間下萃取相有機物的含量圖； 圖5為不同的震蕩時間下三氯甲烷在廢水中分配系數(shù)圖； 圖6為不同溫度下萃取溶劑的萃取效率圖； 圖7為溫度對萃取平衡的影響圖； 圖8為三級萃取后的萃取效率圖； 圖9為三級萃取后的分配系數(shù)圖。
具體實施例方式
例1、將聚四氫呋喃廢水注入萃取罐內(nèi)，控制溫度為23t:，加入
i : 1.2，混合時間為i個小時，分層時間為i小時，分離萃取物。 例2、將聚四氫呋喃廢水注入萃取罐內(nèi)，控制溫度為2(TC，加入
i : 1.2，混合時間為i個小時，分層時間為i小時，分離萃取物。 例3、將聚四氫呋喃廢水注入萃取罐內(nèi)，控制溫度為25t:，加入
i : 1.2，混合時間為i個小時，分層時間為i小時，分離萃取物。
三氯甲烷，相比為 三氯甲烷，相比為 三氯甲烷，相比為
權利要求
一種處理聚四氫呋喃廢水中有機物的方法，其特征是將聚四氫呋喃廢水注入萃取罐內(nèi)，控制溫度為20-25℃，加入三氯甲烷，相比為1∶1.2，混合時間為1個小時，分層時間為1小時，分離萃取物。
2. —種處理聚四氫呋喃廢水中有機物的方法，其特征是將聚四氫呋喃廢水注入萃取罐內(nèi)，控制溫度為23t:，加入三氯甲烷，相比為i : 1.2，混合時間為i個小時，分層時間為i 小時，分離萃取物。
全文摘要
一種處理聚四氫呋喃廢水中有機物的方法，屬于水處理技術領域，將聚四氫呋喃廢水注入萃取罐內(nèi)，控制溫度為20-25℃，加入三氯甲烷，相比為1∶1.2，混合時間為1個小時，分層時間為1小時，分離萃取物。本發(fā)明使聚四氫呋喃廢水的COD和色度得到大部分的去除，為后續(xù)的生化處理創(chuàng)造條件，實現(xiàn)達標排放，填補了國內(nèi)關于糠醛法生產(chǎn)聚四氫呋喃廢水處理的研究的空白，同時也可以促進其它難降解有機廢水的研究，其方法操作簡便，經(jīng)濟合理。
文檔編號C02F1/26GK101780995SQ201010106050
公開日2010年7月21日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權日2010年2月5日
發(fā)明者劉晶, 周國東, 姜博, 田曦, 聶熹, 艾勝書, 邊德軍 申請人:長春工程學院