一種轉(zhuǎn)化廢水中水合肼的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種轉(zhuǎn)化廢水中水合阱的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水合阱是重要的精細(xì)有機(jī)合成原料，具有廣泛的用途。主要有35%、40%、55%、 64%、80%、85%及100%多種規(guī)格，其用途非常廣泛，阱的用途分配中1/3^上是作鍋爐水 的去氧劑，發(fā)泡劑用的阱(包括水合阱和硫酸阱)約占30%，用于制藥占10%。由于水合阱分 子中含有兩個(gè)具有親核性的氮和四個(gè)可W置換的活潑的氨，因此，W水合阱為原料的精細(xì) 化工產(chǎn)品幾乎設(shè)及所有領(lǐng)域。水合阱是強(qiáng)還原劑，具有強(qiáng)的還原性和腐蝕性，能腐蝕玻璃、 橡膠、皮革、軟木等。具強(qiáng)堿性，脫水即成阱，是一種非常重要的化學(xué)原料。在消費(fèi)品行業(yè)，主 要用于生產(chǎn)發(fā)泡劑;在制藥行業(yè)，是生產(chǎn)各種藥品的關(guān)鍵成分；另還可W用于生產(chǎn)殺蟲劑、 殺菌劑等數(shù)十種農(nóng)藥;在工業(yè)領(lǐng)域，可作為抗氧化劑。由于水合阱的強(qiáng)還原性，W及與氧氣 反應(yīng)產(chǎn)物無毒、無腐蝕的特點(diǎn)，同時(shí)還大量應(yīng)用于大型發(fā)電鍋爐用水的脫氧處理或做為電 鍛行業(yè)的清洗劑。
[0003] 水體中的氨氮類物質(zhì)是我國(guó)廢水中的一項(xiàng)主要污染指標(biāo)，水體中的氨氮類物質(zhì)會(huì) 造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化，降低水體的觀賞價(jià)值，嚴(yán)重時(shí)甚至危害人類及生物的生存。所W在生 產(chǎn)過程中，含水合阱廢水不能直接排放出去，必須經(jīng)過廢水處理，其工業(yè)生產(chǎn)成本必然增 加。國(guó)內(nèi)較常用的處理含水合阱的氨氮廢水的方法主要有物化法、化學(xué)氧化法、離子交換 法、化學(xué)沉淀法和生物處理法等。物化法主要包括吹脫法和汽提法，運(yùn)兩種方法均是將廢水 和氣體接觸，使氨氮物質(zhì)從液相轉(zhuǎn)移到氣相，處理機(jī)理為傳質(zhì)過程，現(xiàn)均用于高濃度氨氮廢 水的處理。但物化法所需的設(shè)備體積龐大，動(dòng)力消耗大，且去除效果有限?；瘜W(xué)氧化法處理 氨氮廢水實(shí)用性較好的技術(shù)就是氯化法。氯化法是將足夠量的氯氣或次氯酸鋼投入到廢水 中，廢水中的氨氮被氧化成氮?dú)舛幻撊ァＴ摲椒〞?huì)產(chǎn)生氯胺和氯代有機(jī)物等副產(chǎn)物造成 二次污染，須經(jīng)過二次處理，考慮成本和能耗因素，不適于大水量高濃度氨氮廢水的處理。 離子交換法是在離子交換柱內(nèi)借助離子交換劑上的離子和廢水中的錠離子進(jìn)行交換反應(yīng)， 從而達(dá)到廢水脫氮的目的，該方法適用于中低濃度的氨氮廢水處理?；瘜W(xué)沉淀法是向氨氮 廢水中投加可溶性的儀鹽和憐酸鹽，使廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為MgN也Κ)4 · 6也的冗淀，從而去除 廢水中的氨氮。此法藥劑用量大，成本較高，處理過程中產(chǎn)生的大量污泥的二次處理，W及 藥劑投加引入的氯離子和憐酸鹽的污染仍是需要解決的問題。生物處理法處理效果受生物 活性的限制，該技術(shù)對(duì)入水水質(zhì)要求較嚴(yán)格，占地面積大，低溫時(shí)效率低，周期長(zhǎng)，并不適合 大面積推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種轉(zhuǎn)化廢水中水合阱的方法。
[0005] 本發(fā)明的原理如下：
[0006] 本發(fā)明是使用過渡金屬化合物處理含水合阱的廢水，其中加入保護(hù)劑，水合阱和 過渡金屬化合物正常情況下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氮?dú)?，?dāng)水合阱過量時(shí)反應(yīng)中生成的過 渡金屬粉具有一定的自催化作用，它的存在一定程度上加快了水合阱自身的分解，從而達(dá) 到降解水合阱的目的。W儀基化合物為例，具體反應(yīng)如下：
[0007]水合阱少量時(shí):2Ni2++N2H4+40!T 一 2NU+N2T+4 出 0 [000引 水合阱過量時(shí):化此·出0一N2H4+出0
[0009] 3,V,/y, 4 ,V, t +4NJ-L Τ
[0010] 在上述反應(yīng)中，醇溶劑使水合阱、保護(hù)劑和過渡金屬離子分散更均勻，并不直接參 與反應(yīng);保護(hù)劑的加入量并不影響反應(yīng)進(jìn)行，甚至可W不加。該反應(yīng)需在堿性條件下進(jìn)行， 需調(diào)節(jié)溶液抑成堿性;反應(yīng)溫度主要控制反應(yīng)速率，但從廢水處理成本的角度看，溫度不易 過高，常溫就行。
[0011] 本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：
[0012] -種轉(zhuǎn)化廢水中水合阱的方法，包括:在含有水合阱的廢水中加入過渡金屬化合 物和醇溶劑，再用NaOH或氨水調(diào)節(jié)抑至9~14,接著在50~2(K)rpm的攬拌速度和10~40°C的 溫度下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為18~2地，其中過渡金屬化合物為化、(：〇、化、咖、？植巧*的氯化 物或硝酸化合物，過渡金屬化合物與水合阱的摩爾比為1:400~500,醇溶劑與保護(hù)劑的質(zhì) 量比為20~40:1。
[OOU]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，在用化0H或氨水調(diào)節(jié)抑至9~14之前，還要加入 保護(hù)劑，保護(hù)劑與過渡金屬化合物的質(zhì)量比為1~1.5:1。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述保護(hù)劑為PVP、 PVA或陽(yáng)G。
[0014] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述醇溶劑為甲醇或乙醇。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述 乙醇為95 %乙醇。
[0015] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述攬拌速度為80rpm。
[0016] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述反應(yīng)時(shí)間為24h。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是：
[0018] 1、本發(fā)明的方法針對(duì)含水合阱反應(yīng)液的轉(zhuǎn)化問題，提出了一種新型的催化氧化降 解氨氮廢水中的水合阱的方法，該方法克服了傳統(tǒng)的氨氮廢水處理工藝中設(shè)備體積龐大、 動(dòng)力消耗大、成本能耗高、占地面積大、水質(zhì)要求嚴(yán)格等一系列問題。
[0019] 2、本發(fā)明的方法中，水合阱轉(zhuǎn)化程度可控、后續(xù)處理工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，有 廣泛的應(yīng)用推廣前景。
【具體實(shí)施方式】
[0020] W下通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的說明和描述。
[0021] 實(shí)施例1
[0022] 在化反應(yīng)蓋中加入1300ml含0.1 %水合阱的溶液，加入0.03g過渡金屬化合物 出PtCls · 6出0、0.(Mg保護(hù)劑PVP粉末、1.6ml 95%的乙醇溶劑，用氨水調(diào)節(jié)溶液的抑至9,控 制反應(yīng)溫度l〇°C，攬拌速率80轉(zhuǎn)/min,反應(yīng)24小時(shí)。
[0023] 本實(shí)施例中反應(yīng)前水合阱含量為0.1 %，反應(yīng)后水合阱含量為0.07 %。
[0024] 實(shí)施例2
[0025] 在5L反應(yīng)蓋中加入1300ml含1%水合阱的溶液，加入0.12g過渡金屬化合物 RuCl3 · 3此0、0.16g保護(hù)劑PVA粉末、6.4ml 95%的乙醇溶劑，用氨水調(diào)節(jié)溶液的抑至10,控 制反應(yīng)溫度20°C，攬拌速率80轉(zhuǎn)/min,反應(yīng)24小時(shí)。
[0026] 本實(shí)施例中反應(yīng)前水合阱含量為1%，反應(yīng)后水合阱含量為0.54%。
[0027] 實(shí)施例3
[0028] 在化反應(yīng)蓋中加入1300ml含5%水合阱的溶液，加入0.6g過渡金屬化合物FeCl2 · 4此0、0.8g保護(hù)劑PVP粉末、32ml 95%的乙醇溶劑，用化OH調(diào)節(jié)溶液的pH至11，控制反應(yīng)溫 度30°C，攬拌速率80轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)24小時(shí)。
[0029] 本實(shí)施例中反應(yīng)前水合阱含量為5%，反應(yīng)后水合阱含量為1.4%。
[0030] 實(shí)施例4
[0031] 在化反應(yīng)蓋中加入1300ml含10 %水合阱的溶液，加入1.33g過渡金屬化合物 CoCl2 · 6出0、1.8始保護(hù)劑陽(yáng)G粉末、75ml 95%的乙醇溶劑，用NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH至12,控制 反應(yīng)溫度40°C，攬拌速率80轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)24小時(shí)。
[0032] 本實(shí)施例中反應(yīng)前水合阱含量為10%，反應(yīng)后水合阱含量為3.2%
[0033] 實(shí)施例5
[0034] 在化反應(yīng)蓋中加入1300ml含10 %水合阱的溶液，加入1.33g過渡金屬化合物 NiCb · 6此0、2g保護(hù)劑PVP粉末、80ml 95%的乙醇溶劑，用氨水調(diào)節(jié)溶液的抑至10,控制反 應(yīng)溫度l〇°C，攬拌速率80轉(zhuǎn)/min,反應(yīng)24小時(shí)。
[0035] 本實(shí)施例中反應(yīng)前水合阱含量為10%，反應(yīng)后水合阱含量為4.6%。
[0036] 實(shí)施例6
[0037] 在化反應(yīng)蓋中加入1300ml含20%水合阱的廢水溶液，加入3.2g過渡金屬化合物Μ (Μ)3)2 · 6此0、4.地保護(hù)劑PVA粉末、190ml 95%的乙二醇溶劑，用NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH至13， 控制反應(yīng)溫度30°C，攬拌速率80轉(zhuǎn)/min,反應(yīng)24小時(shí)。
[0038] 本實(shí)施例中反應(yīng)前水合阱含量為20%，反應(yīng)后水合阱含量為5.0%。
[0039] 實(shí)施例7
[0040] 在化反應(yīng)蓋中加入1300ml含10 %水合阱的溶液，加入Ig過渡金屬化合物PdCl2、 1.33g保護(hù)劑PVP粉末、50ml 95%的乙醇溶劑，用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH至10，控制反應(yīng)溫度10 °C，攬拌速率80轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)24小時(shí)。
[0041] 本實(shí)施例中反應(yīng)前水合阱含量為10%，反應(yīng)后水合阱含量為4.4%。
[0042] 實(shí)施例8
[0043] 在化反應(yīng)蓋中加入1300ml含20%水合阱的溶液，加入2g過渡金屬化合物PdCl2、3g 保護(hù)劑陽(yáng)G粉末、120ml 95%的乙二醇溶劑，用化OH調(diào)節(jié)溶液的pH至14，控制反應(yīng)溫度30°C， 攬拌速率80轉(zhuǎn)/min，反應(yīng)24小時(shí)。
[0044] 本實(shí)施例中反應(yīng)前水合阱含量為20%，反應(yīng)后水合阱含量為4.4%。
[0045] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可知，本發(fā)明的技術(shù)方案在下述范圍內(nèi)變化時(shí)，仍然能夠得 到與上述實(shí)施例相同或相近的技術(shù)效果：
[0046] -種轉(zhuǎn)化廢水中水合阱的方法，包括:在含有水合阱的廢水中加入過渡金屬化合 物和醇溶劑，再用NaOH或氨水調(diào)節(jié)抑至9~14,接著在50~2(K)rpm的攬拌速度和10~40°C的 溫度下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為18~2地，其中過渡金屬化合物為化、(：〇、化、咖、？植巧*的氯化 物或硝酸化合物，過渡金屬化合物與水合阱的摩爾比為1:400~500,醇溶劑與保護(hù)劑的質(zhì) 量比為20~40:1。
[0047] 優(yōu)選的，在用化OH或氨水調(diào)節(jié)pH至9~14之前，還要加入保護(hù)劑，保護(hù)劑與過渡金 屬化合物的質(zhì)量比為1~1.5:1，所述保護(hù)劑為PVP、PVA或PEG。所述醇溶劑為甲醇或乙醇。
[0048] W上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即 依本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種轉(zhuǎn)化廢水中水合肼的方法，其特征在于:包括:在含有水合肼的廢水中加入過渡 金屬化合物和醇溶劑，再用NaOH或氨水調(diào)節(jié)pH至9~14,接著在50~200rpm的攪拌速度和10 ~40°C的溫度下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為18~24h，其中過渡金屬化合物為Fe、Co、Ni、Ru、PdS Pt的氯化物或硝酸化合物，過渡金屬化合物與水合肼的摩爾比為1:400~500,醇溶劑與保 護(hù)劑的質(zhì)量比為20~40:1。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:在用NaOH或氨水調(diào)節(jié)pH至9~14之前，還要加 入保護(hù)劑，保護(hù)劑與過渡金屬化合物的質(zhì)量比為1~1.5:1。3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述保護(hù)劑為PVP、PVA或PEG。4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述醇溶劑為甲醇或乙醇。5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述乙醇為95 %乙醇。6. 如權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于:所述攪拌速度為80rpm。7. 如權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于:所述反應(yīng)時(shí)間為24h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)化廢水中水合肼的方法，包括：在含有水合肼的廢水中加入過渡金屬化合物和醇溶劑，再用NaOH或氨水調(diào)節(jié)pH至9～14，接著在50～200rpm的攪拌速度和10～40℃的溫度下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為18～24h，其中過渡金屬化合物為Fe、Co、Ni、Ru、Pd或Pt的氯化物或硝酸化合物，過渡金屬化合物與水合肼的摩爾比為1:400～500，醇溶劑與保護(hù)劑的質(zhì)量比為20～40:1。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)的氨氮廢水處理工藝中設(shè)備體積龐大、動(dòng)力消耗大、成本能耗高、占地面積大、水質(zhì)要求嚴(yán)格等一系列問題。
【IPC分類】C02F101/30, C02F1/72
【公開號(hào)】CN105712463
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610180185
【發(fā)明人】陳秉輝, 孫孟玲, 鄭進(jìn)保, 張諾偉, 陳翠華
【申請(qǐng)人】廈門大學(xué)