一種超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理含酚廢水的方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理含酚廢水的方法，涉及含酚廢水的處理方法，解決現(xiàn)有處理含酚廢水效率低及速度慢的問題，本方法包含：在吸附容器內(nèi)加入含酚廢水；加入交聯(lián)環(huán)糊精；用超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理容器內(nèi)的含酚廢水；每隔一時間，從吸附容器內(nèi)取一次廢水樣品，用過濾膜過濾后，用氣相色譜法測定樣品濃度，直至含酚廢水達(dá)到吸附平衡；將達(dá)到吸附平衡后的含酚廢水在離心分離裝置進(jìn)行分離，取上層分離清液樣品作為分析樣品，用過濾膜過濾后用氣相色譜法測定酚污染物的質(zhì)量濃度。本方法吸附率效率由原來的87.3%，增加到94.1%，處理40分鐘后吸附率達(dá)到了80%以上。
【專利說明】一種超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理含酚廢水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種含酚廢水的處理方法，尤其是指一種超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理含酚廢水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的進(jìn)步，人類越來越重視環(huán)境保護(hù)問題。在工業(yè)化生產(chǎn)和制造過程中會產(chǎn)生大量含有化學(xué)品的廢水，尤其是含有酚羥基的廢水，這些廢水會對人類和生物體造成影響和危害。目前處理含酚廢水的方法主要有:物理法、化學(xué)法和生物法。雖然這些方法對處理含酚廢水有一定的效果，但尋找低成本、高效率的處理方法一直是業(yè)內(nèi)研究者們不斷努力的方向和目標(biāo)。
[0003]下面簡單說明與本發(fā)明接近的現(xiàn)有技術(shù)，及其本發(fā)明與其的主要區(qū)別:
[0004]徐金球在“超聲空化效應(yīng)降解焦化廢水中有機(jī)物的研究”(高校化學(xué)工程學(xué)報第18卷第3期，2004年6月)中使用超聲空化降解焦化廢水，目的在于降低C0D，不是針對酚類污染物。作用機(jī)理是通過超聲使得污染物分子進(jìn)行降解為無毒、小分子物質(zhì)，對COD的降解率最高為64.78%ο本發(fā)明主要針對含酚廢水，處理廢水中的酚類污染物,最高處理效率可以達(dá)到90%以上。
[0005]天津大學(xué)化工學(xué)院的吳洪在“聚環(huán)糊精的制備及其對苯酚的吸附性能研究”(離子交換與吸附，2003年)一文中采用甲苯二異氰酸酯(TDI)合成β -環(huán)糊精聚合物，處理苯酚廢水。本發(fā)明采用超聲與交聯(lián)環(huán)糊精協(xié)同處理含酚廢水，所用方法不同，處理范圍比苯酚廢水更廣。文獻(xiàn)合成的聚環(huán)糊精對苯酚的吸附容量最高為12mg/g，本發(fā)明的最大吸附量可以達(dá)到500mg/g,處理效果更好。
[0006]劉葵在“ β -環(huán)糊精處理苯酚廢水的研究”(云南化工，第33卷第6期，2006年12月)中使用具有上窄下寬的錐形中空圓筒形結(jié)構(gòu)的β_環(huán)糊精作為吸附劑處理廢水中的苯酚，本發(fā)明采用已經(jīng)交聯(lián)的環(huán)糊精與超聲協(xié)同處理含酚廢水。
[0007]CN 101215019101215019 “超聲催化降解有機(jī)污染物的方法”中描述了使用一種將負(fù)載金屬納米粒子的氧化物復(fù)合型固相催化劑協(xié)同超聲發(fā)生器處理有機(jī)污染物。與本發(fā)明使用超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理含酚廢水，方法和機(jī)理不同。
[0008]CN 1810793 “一種超聲協(xié)同納米Ti02降解糠醛的方法”中介紹了一種超聲協(xié)同納米TiO2降解糠醛的方法，是將納米TiO2均勻分散懸浮于糠醛溶液中，或負(fù)載在載體上再懸浮于糠醛溶液中，再加入H2O2溶液，然后采用超聲處理，使糠醛最終完全降解為無毒害的二氧化碳和水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理含酚廢水的方法，能夠有效去除廢水中的酚類污染物，縮短交聯(lián)環(huán)糊精的處理時間和提高處理效果。[0010]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0011]一種超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理含酚廢水的方法，其包含以下步驟:
[0012]SI，在一個吸附容器內(nèi)加入含酚廢水，并測出處理前含酚廢水中酚類污染物的濃度；
[0013]S2，在裝有含酚廢水的吸附容器內(nèi)加入已干燥、研磨的交聯(lián)環(huán)糊精；
[0014]S3，用超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理容器內(nèi)的含酚廢水，是采用超聲發(fā)生器對吸附容器內(nèi)的含酚廢水及交聯(lián)環(huán)糊精進(jìn)行協(xié)同處理；
[0015]S4，在上述步驟S3的處理過程中，每隔一時間，從吸附容器內(nèi)取一次廢水樣品，用過濾膜過濾后，用氣相色譜法測定樣品濃度，直至含酚廢水達(dá)到吸附平衡；
[0016]S5，將容器內(nèi)達(dá)到吸附平衡后的含酚廢水放入離心分離裝置進(jìn)行分離，待交聯(lián)環(huán)糊精與含酚廢水溶液分離后，取上層分離清液樣品作為分析樣品，用過濾膜過濾后用氣相色譜法測定酚污染物的質(zhì)量濃度。
[0017]所述步驟SI中，吸附容器內(nèi)加入的含酚廢水的酚類污染物濃度范圍為50~15000mg/L。
[0018]所述步驟SI中，含酚廢水是指包含苯酚、甲酚、二甲酚等含有酚羥基的工業(yè)廢水。
[0019]所述步驟S2中，加入的交聯(lián)環(huán)糊精為0.1~200g/L。
[0020]所述的交聯(lián)環(huán)糊精是用帶有異氰酸酯基團(tuán)(-NC0)的化合物作為交聯(lián)劑，與環(huán)糊精交聯(lián)反應(yīng)后生成的交聯(lián)環(huán)糊精；所述環(huán)糊精或是α-環(huán)糊精，或是β_環(huán)糊精，或是Y-環(huán)糊精；所述異氰酸酯基團(tuán)(-NC0)的化合物或是帶有I個異氰酸酯基團(tuán)(-NC0)，或是帶有2個異氰酸酯基團(tuán)(-NC0)，或是帶有2個以上異氰酸酯基團(tuán)(-NC0)的化合物。
[0021]所述步驟S3中，超聲發(fā)生器的頻率為5~60kHz，聲強(qiáng)為0.01~0.5W/cm2。
[0022]本發(fā)明的有益效果:
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別是本發(fā)明在超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精對污染物進(jìn)行去除，使用超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理含酚廢水后，吸附率效率由原來的87.3%，增加到94.1%，比單獨使用交聯(lián)環(huán)糊精處理能力提聞了 6.8% ；
[0024]本發(fā)明添加了超聲輔助手段后，提高了交聯(lián)環(huán)糊精處理廢水的速度，40分鐘后吸附率達(dá)到了 80%以上，而沒有使用超聲的交聯(lián)環(huán)糊精，120分鐘后吸附率在70%左右。
[0025]本發(fā)明處理含酚廢水的濃度范圍較寬，濃度范圍為50~15000mg/L均可以處理；本發(fā)明中使用的過濾膜價廉易買。
[0026]為進(jìn)一步說明本發(fā)明的上述目的、結(jié)構(gòu)特點和效果，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為一種超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理含酚廢水裝置的示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明環(huán)糊精處理含酚廢水方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合實施例的附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0030]圖1為一種超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理含酚廢水裝置的示意圖，該處理裝置是本發(fā)明的處理方法中所使用的裝置。
[0031]將濃度范圍為50~15000mg/L的含酚廢水3置于吸附容器4內(nèi)，加入已干燥、研磨的交聯(lián)環(huán)糊精0.1~200g/L，用超聲發(fā)生器2對吸附容器4內(nèi)的含酚廢水及交聯(lián)環(huán)糊精進(jìn)行超聲協(xié)同處理，設(shè)定超聲頻率為5~60kHz和聲強(qiáng)為0.01~0.5ff/cm2,圖1中標(biāo)記I是超聲換能器。使用計時器，每間隔5~40min，使用一次性吸液管，可以在容器口 41處取約5~IOmL廢水樣品；然后到分析器進(jìn)行以下分析:將廢水樣品用過濾膜過濾后，用氣相色譜法測定樣品濃度。最終達(dá)到吸附平衡后的含酚廢水，放入離心分離裝置進(jìn)行分離，待交聯(lián)環(huán)糊精與含酚廢水溶液分離后，取少量上層分離清液作為分析樣品，用過濾膜過濾后用氣相色譜法測定酚污染物的濃度，根據(jù)測出的濃度計算出交聯(lián)環(huán)糊精對酚類污染物的吸附率或吸附量。
[0032]本發(fā)明超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理含酚廢水的方法，包含以下步驟:
[0033]SI，在一個吸附容器內(nèi)加入含酚廢水，含酚廢水的酚類污染物濃度范圍為50~15000mg/L，測出處理前含酚廢水中酚類污染物的濃度，所述含酚廢水是指包括苯酚、甲酚、二甲酚等含有酚羥基的工業(yè)廢水。
[0034]S2，在裝有含酚廢水的吸附容器內(nèi)加入已干燥、研磨的交聯(lián)環(huán)糊精0.1~200g/L。所述的交聯(lián)環(huán)糊精，是用帶有異氰酸酯基團(tuán)(-NC0)的化合物作為交聯(lián)劑，與環(huán)糊精交聯(lián)反應(yīng)后生成的交聯(lián)環(huán)糊精。環(huán)糊精可以是α-環(huán)糊精、β-環(huán)糊精和Y-環(huán)糊精。異氰酸酯基團(tuán)(-NC0)的化合物可以是帶有I個-NC0，2個-NCO或2個以上-NCO的化合物。
[0035]S3，用超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理容器內(nèi)的含酚廢水，具體是指用超聲發(fā)生器對吸附容器內(nèi)的含酚廢水及交聯(lián)環(huán)糊精進(jìn)行超聲協(xié)同處理，超聲發(fā)生器的頻率為5~60kHz，聲強(qiáng)為 0.01 ~0.5W/cm2。
[0036]S4，在上述步驟S3的處理過程中，每隔一時間(5~40min)，從吸附容器內(nèi)取一次5~IOmL廢水樣品，用過濾膜過濾后，用氣相色譜法測定樣品濃度，直至含酚廢水達(dá)到吸附平衡(指隨著處理時間的延長，廢水中酚污染物的濃度不再降低，即達(dá)到最大吸附量)。
[0037]S5，將容器內(nèi)達(dá)到吸附平衡后的含酚廢水放入離心分離裝置進(jìn)行分離，待交聯(lián)環(huán)糊精與含酚廢水溶液分離后，取上層分離清液樣品5~IOml作為分析樣品，用過濾膜過濾后用氣相色譜法測定酚污染物的質(zhì)量濃度，根據(jù)測出的濃度利用通用的吸附率計算公式計算出交聯(lián)環(huán)糊精對酚類污染物的吸附率或吸附量。
[0038]上述S4中，必須將廢水樣品用過濾膜過濾后再用氣相色譜法測定樣品濃度，否則粉末狀的交聯(lián)環(huán)糊精一直在廢水中，會干擾測量結(jié)果。
[0039]在含酚廢水取樣過程中，因為交聯(lián)環(huán)糊精對含酚廢水的處理速度比較快，所以取樣間隔開始以5~10分鐘為宜(開始處理的一段時間內(nèi)吸附很快，所以取樣間隔時間比較短，處理后期間隔時間較長，可以每隔10~40分鐘取樣。處理時間基本在120分鐘內(nèi)達(dá)到吸附平衡。
[0040]《實施例1》
[0041]使用超聲作為輔助手段與交聯(lián)環(huán)糊精處理濃度酚濃度為50mg/L含酚廢水.[0042]將酚濃度為50mg/L的含酚廢水置于吸附容器內(nèi)，加入已干燥、研磨過的交聯(lián)環(huán)糊精(按0.lg/L廢水)，超聲發(fā)生器的頻率為5kHz，聲強(qiáng)0.01ff/cm2,間隔5min后取少量廢水樣品，用100目過濾膜過濾后用氣相色譜法進(jìn)行測定含酚廢水濃度。90min達(dá)到吸附平衡后的含酚廢水樣品，采用將含酚廢水和廢水中的交聯(lián)環(huán)糊精放入離心分離裝置進(jìn)行分離，待交聯(lián)環(huán)糊精與含酚廢水溶液分離后，取少量上層分離清液樣品，用過濾膜過濾后用氣相色譜法進(jìn)行測定處理后廢水中酚類污染物濃度，根據(jù)吸附公式計算吸附率為88%。
[0043]《實施例2》
[0044]使用超聲作為輔助手段與交聯(lián)環(huán)糊精處理濃度酚濃度為3300mg/L含酚廢水。
[0045]將酚濃度為3300mg/L的含酚廢水置于吸附容器內(nèi)，加入已干燥、研磨過的交聯(lián)環(huán)糊精(按4g/L廢水)，超聲發(fā)生器的頻率為10kHz，聲強(qiáng)0.05ff/cm2,間隔8min后取少量廢水樣品，用80目過濾膜過濾后用氣相色譜法進(jìn)行測定含酚廢水濃度。IOOmin達(dá)到吸附平衡后的含酚廢水樣品，采用將含酚廢水和廢水中的交聯(lián)環(huán)糊精放入離心分離器進(jìn)行分離，待交聯(lián)環(huán)糊精與含酚廢水溶液分離后，取一定量上層分離清液樣品，用過濾膜過濾后用氣相色譜法進(jìn)行測定，根據(jù)吸附公式計算吸附率為91%。
[0046]《實施例3》
[0047]使用超聲作為輔助手段與交聯(lián)環(huán)糊精處理濃度酚濃度為7525mg/L含酚廢水.[0048]將酚濃度為7525mg/L的含酚廢水置于吸附容器內(nèi)，加入已干燥、研磨過的交聯(lián)環(huán)糊精(按100g/L廢水)，超聲發(fā)生器的頻率為30kHz，聲強(qiáng)0.1ff/cm2,使用機(jī)械攪拌器攪拌30min后停止，間隔9min后取少量廢水樣品，用60目過濾膜過濾后用氣相色譜法進(jìn)行測定含酚廢水濃度。120min達(dá)到吸附平衡后的含酚廢水樣品，采用將含酚廢水和廢水中的交聯(lián)環(huán)糊精放入離心分離器進(jìn)行分離，待交聯(lián)環(huán)糊精與含酚廢水溶液分離后，取一定量上層分離清液樣品，用過濾膜過濾后用氣相色譜法進(jìn)行測定，根據(jù)吸附公式計算吸附率為90%。
[0049]《實施例4》
[0050]使用超聲作為輔助手段與交聯(lián)環(huán)糊精處理濃度酚濃度為12000mg/L含酚廢水.[0051]將酚濃度為12000mg/L的含酚廢水置于吸附容器內(nèi)，加入·已干燥、研磨過的交聯(lián)環(huán)糊精(按200g/L廢水)，超聲發(fā)生器的頻率為40kHz，聲強(qiáng)0.3ff/cm2,間隔IOmin后取少量廢水樣品，用50目過濾膜過濾后用氣相色譜法進(jìn)行測定含酚廢水濃度。120min達(dá)到吸附平衡后的含酚廢水樣品，采用將含酚廢水和廢水中的交聯(lián)環(huán)糊精放入離心分離器進(jìn)行分離，待交聯(lián)環(huán)糊精與含酚廢水溶液分離后，取一定量上層分離清液樣品，用過濾膜過濾后用氣相色譜法進(jìn)行測定，根據(jù)吸附公式計算吸附率為87%。
[0052]《實施例5》
[0053]使用超聲作為輔助手段與交聯(lián)環(huán)糊精處理濃度酚濃度為15000mg/L含酚廢水.[0054]將酚濃度為15000mg/L的含酚廢水置于吸附容器內(nèi)，加入已干燥、研磨過的交聯(lián)環(huán)糊精(按200g/L廢水)，超聲發(fā)生器的頻率為60kHz，聲強(qiáng)0.5ff/cm2,間隔IOmin后取少量廢水樣品，用40目過濾膜過濾后用氣相色譜法進(jìn)行測定含酚廢水濃度。120min達(dá)到吸附平衡后的含酚廢水樣品，采用將含酚廢水和廢水中的交聯(lián)環(huán)糊精放入離心分離器進(jìn)行分離，待交聯(lián)環(huán)糊精與含酚廢水溶液分離后，取一定量上層分離清液樣品，用過濾膜過濾后用氣相色譜法進(jìn)行測定，根據(jù)吸附公式計算吸附率為85%。
[0055]本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明的目的，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理含酚廢水的方法，其特征在于，包含以下步驟:SI，在一個吸附容器內(nèi)加入含酚廢水，并測出處理前含酚廢水中酚類污染物的濃度；S2，在裝有含酚廢水的吸附容器內(nèi)加入已干燥、研磨的交聯(lián)環(huán)糊精；S3，用超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理容器內(nèi)的含酚廢水，是采用超聲發(fā)生器對吸附容器內(nèi)的含酚廢水及交聯(lián)環(huán)糊精進(jìn)行協(xié)同處理；S4，在上述步驟S3的處理過程中，每隔一時間，從吸附容器內(nèi)取一次廢水樣品，用過濾膜過濾后，用氣相色譜法測定樣品濃度，直至含酚廢水達(dá)到吸附平衡；S5，將容器內(nèi)達(dá)到吸附平衡后的含酚廢水放入離心分離裝置進(jìn)行分離，待交聯(lián)環(huán)糊精與含酚廢水溶液分離后，取上層分離清液樣品作為分析樣品，用過濾膜過濾后用氣相色譜法測定酚污染物的質(zhì)量濃度。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理含酚廢水的方法，其特征在于:所述步驟SI中，吸附容器內(nèi)加入的含酚廢水的酚類污染物濃度范圍為50~15000mg/L0
3.如權(quán)利要求1所述的超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理含酚廢水的方法，其特征在于:所述步驟SI中，含酚廢水是指包含苯酚、甲酚、二甲酚等含`有酚羥基的工業(yè)廢水。
4.如權(quán)利要求1所述的超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理含酚廢水的方法，其特征在于:所述步驟S2中，加入的交聯(lián)環(huán)糊精為0.1~200g/L。
5.如權(quán)利要求1或4所述的超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理含酚廢水的方法，其特征在于: 所述的交聯(lián)環(huán)糊精是用帶有異氰酸酯基團(tuán)(-NCO)的化合物作為交聯(lián)劑，與環(huán)糊精交聯(lián)反應(yīng)后生成的交聯(lián)環(huán)糊精；所述環(huán)糊精或是a-環(huán)糊精，或是3 -環(huán)糊精，或是Y-環(huán)糊精； 所述異氰酸酯基團(tuán)(-NCO)的化合物或是帶有I個異氰酸酯基團(tuán)(-NCO)，或是帶有2個異氰酸酯基團(tuán)(-NCO)，或是帶有2個以上異氰酸酯基團(tuán)(-NCO)的化合物。
6.如權(quán)利要求1所述的超聲協(xié)同交聯(lián)環(huán)糊精處理含酚廢水的方法，其特征在于:所述步驟S3中，超聲發(fā)生器的頻率為5~60kHz，聲強(qiáng)為0.01~0.5W/cm2。
【文檔編號】C02F1/28GK103570095SQ201210271231
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】周玉青 申請人:上海寶鋼化工有限公司