一種基于石墨烯泡沫的三嗪環(huán)廢水處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于石墨烯泡沫的三嗪環(huán)廢水處理方法通過在含三嗪環(huán)廢水中加入3.5?5％的石墨烯泡沫，在一定溫度下吸附廢水中的三嗪環(huán)等有機物，通過簡單過濾分離，濾液COD去除率達到99％以上，能夠直接回用于三嗪環(huán)的生產(chǎn)工序，石墨烯泡沫材料經(jīng)過2倍甲醇的脫附處理后，在氮氣流保護下再生，能夠重復利用，重復使用50次后COD去除率仍在95％以上。本方法操作簡單，COD去除率高，再生簡單，石墨烯泡沫能重復利用，生產(chǎn)成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說明】
一種基于石墨烯泡沬的三嗪環(huán)廢水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯泡沫吸附處理有機廢水的方法，更具體地說涉及一種基于石墨烯泡沫的三嗪環(huán)廢水處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]三嗪環(huán)(TTZ)是合成頭孢曲松鈉的關(guān)鍵中間體，和7-ACA合成7-ACT后，再與DAMA即可合成頭孢曲松鈉。頭孢曲松鈉，又名頭孢三嗪，是由瑞士羅氏公司研制的具有里程碑意義的第三代頭孢類抗生素，于1982年在瑞士首次上市，是第一個半合成廣譜長效頭孢菌素，主要用于敏感菌所致的感染病癥，如呼吸系統(tǒng)感染(尤其是肺炎)、耳鼻喉感染、泌尿系統(tǒng)感染、膿毒癥、腦膜炎、預(yù)防手術(shù)感染、骨和關(guān)節(jié)感染、皮膚和軟組織感染、生殖系統(tǒng)感染(包括淋病)，一般療效滿意，還可用于創(chuàng)傷感染、腹部感染等。于1992年首次在中國上市，經(jīng)過二十幾年的發(fā)展，憑借其抗菌譜廣，療效確切，以及巨大的市場空間等優(yōu)點，頭孢曲松鈉已經(jīng)成為抗生素市場上舉足輕重的主導產(chǎn)品。在最近幾年的銷售業(yè)績中，一直位居前列。頭孢曲松鈉等藥品已被列入《國家城鎮(zhèn)職工基本醫(yī)療保險藥物》，在全國各大醫(yī)院抗生素使用總量中占有很大的份額，在國民健康產(chǎn)業(yè)中的地位十分重要。
[0003]目前三嗪環(huán)的生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的含三嗪環(huán)廢水(三嗪環(huán)含量約0.5-1%wt，未成環(huán)化合物0.1-0.3%Wt，其他未知雜質(zhì)I %Wt)，該含三嘆環(huán)母液⑶D>150000，無法直接生化處理，在傳統(tǒng)的工藝中，采用直接濃縮處理，由于三嗪環(huán)是熱敏性物質(zhì)，其分解產(chǎn)生的含氮產(chǎn)物發(fā)出惡臭氣味，環(huán)保問題十分突出，同時直接加熱導致了價格昂貴的三嗪環(huán)產(chǎn)品不能有效回收，造成了一定的經(jīng)濟損失。
[0004]經(jīng)過查找相關(guān)資料和對比分析，目前國內(nèi)外還有使用活性炭吸附處理的工藝，但是其存在活性炭用量大，吸附效果差，成本高等缺點。另一個較為先進的處理該廢水的方式為納濾膜攔截處理，通過一定的PH值調(diào)節(jié)后使用一定孔徑大小的有機納濾膜在高壓條件下將三嗪環(huán)等大分子截留，實現(xiàn)廢水中有機成分的分離。該方法能夠回收有價值的三嗪環(huán)，但是存在設(shè)備投資大，納濾膜容易堵塞，不能反復使用，運行費用高，使用酸堿調(diào)節(jié)pH值導致分離后的水無法回用等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述工藝的限制和缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種基于石墨烯泡沫的三嗪環(huán)廢水處理方法，基于石墨烯泡沫超大的吸附容量，脫附流程簡便，能循環(huán)使用，實現(xiàn)含三嗪環(huán)廢水中三嗪環(huán)的選擇性吸附回收。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種基于石墨烯泡沫的三嗪環(huán)廢水處理方法，包括以下步驟:
[0007]I)常溫下向含三嗪環(huán)廢水中加入占其質(zhì)量3.5-5 %的石墨烯泡沫，50-800C下攪拌3-10h進行吸附；
[0008]2)吸附完成后，過濾，濾液直接返回三嗪環(huán)生產(chǎn)工序進行回用；
[0009]3)過濾后得到的石墨烯泡沫，按照質(zhì)量比為1:2的比例用甲醇浸泡3_5h脫附，然后在氮氣流保護下，于35-60°C活化l_5h后投入到下一個吸附-脫附循環(huán)中；
[0010]4)脫附后的甲醇溶液另行收集供進一步回收三嗪環(huán)使用。
[0011]具體地，所述含三嗪環(huán)廢水中三嗪環(huán)含量為0.5_lwt%，未成環(huán)化合物0.Ι-Ο.3wt % ， 其他未知雜質(zhì)Iwt %，C0D>150000。
[0012]具體地，所述步驟I)中石墨烯泡沫的加入量優(yōu)選為占含三嗪環(huán)廢水質(zhì)量的3.5-
[0013]具體地，所述步驟I)中石墨烯泡沫的吸附溫度優(yōu)選為55°C，吸附時間優(yōu)選為8h。
[0014]具體地，所述步驟3)中甲醇浸泡時間優(yōu)選為5h，活化溫度優(yōu)選為35°C，活化時間優(yōu)選為5h。
[0015]具體地，所述步驟2)中石墨烯泡沫吸附后的濾液C0D〈300，COD去除率>95%，三嗪環(huán)單位廢水量減少85%以上。
[0016]具體地，所述石墨烯泡沫在保證⑶D去除率>95%的情況下，循環(huán)利用次數(shù)不少于50次。本發(fā)明具有以下有益效果:由于多孔性石墨烯泡沫的高吸附容量及易脫附特性，簡化了吸附和脫附的工藝流程，實現(xiàn)了循環(huán)使用，其用量僅為活性炭的1%左右;避免了納濾膜的高壓及酸堿使用條件，吸附后的廢水C0D〈200，⑶D去除率>95%，能夠直接回用于三嗪環(huán)生產(chǎn)，噸產(chǎn)品廢水降低85%以上。
[0017]說明書附圖
[0018]圖1是石墨烯泡沫循環(huán)使用50次的COD去除率數(shù)據(jù)。
【具體實施方式】
[0019]以下是本發(fā)明的具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步描述，但是本發(fā)明的保護范圍并不限于這些實施例。凡是不背離本發(fā)明構(gòu)思的改變或等同替代均包括在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0020]實施例1
[0021 ] 向3000L三口燒瓶中加入2000g含三嗪環(huán)廢水(三嗪環(huán)含量為0.5-lwt %，未成環(huán)化合物0.l-0.3wt%,其他未知雜質(zhì)Iwt%，COD = 158000)，常溫下加入石墨烯泡沫100g(5% )，80°C下攪拌4h進行吸附。吸附完成后，過濾，得到濾液1720g，C0D = 295，直接返回三嗪環(huán)生產(chǎn)工序進行回用。過濾后得到的石墨烯泡沫190g，加入380g甲醇浸泡5h脫附。然后在氮氣流保護下，于40°C活化5h后投入到下一個吸附-脫附循環(huán)中。脫附后的甲醇溶液另行收集供進一步回收三嗪環(huán)使用。
[0022]實施例2
[0023]向3000L三口燒瓶中加入2000g含三嗪環(huán)廢水(三嗪環(huán)含量為0.5_lwt%，未成環(huán)化合物0.1-0.3wt %，其他未知雜質(zhì)Iwt %，COD = 160000)，常溫下加入石墨烯泡沫80g(4% )，55°C下攪拌8h進行吸附。吸附完成后，過濾，得到濾液1780g，C0D = 280，直接返回三嗪環(huán)生產(chǎn)工序進行回用。過濾后得到的石墨烯泡沫177g，加入354g甲醇浸泡5h脫附。然后在氮氣流保護下，于35°C活化5h后投入到下一個吸附-脫附循環(huán)中。脫附后的甲醇溶液另行收集供進一步回收三嗪環(huán)使用。
[0024]實施例3
[0025]向3000L三口燒瓶中加入2000g含三嗪環(huán)廢水(三嗪環(huán)含量為0.5_lwt%，未成環(huán)化合物0.1-0.3wt%，其他未知雜質(zhì)Iwt %，COD = 160000 )，常溫下加入石墨烯泡沫70g(3.5%)，80°(:下攪拌411進行吸附。吸附完成后，過濾，得到濾液180(^，0)0 = 300，直接返回三嗪環(huán)生產(chǎn)工序進行回用。過濾后得到的石墨烯泡沫150g，加入300g甲醇浸泡5h脫附。然后在氮氣流保護下，于40°C活化3h后投入到下一個吸附-脫附循環(huán)中。脫附后的甲醇溶液另行收集供進一步回收三嗪環(huán)使用。
[0026]實施例4
[0027]向3000L三口燒瓶中加入2000g含三嗪環(huán)廢水(三嗪環(huán)含量為0.5-lwt %，未成環(huán)化合物0.l-0.3wt%,其他未知雜質(zhì)Iwt%，COD = 165000)，常溫下加入石墨烯泡沫100g(5% )，50°C下攪拌3h進行吸附。吸附完成后，過濾，得到濾液1750g，C0D = 285，直接返回三嗪環(huán)生產(chǎn)工序進行回用。過濾后得到的石墨烯泡沫165g，加入330g甲醇浸泡3h脫附。然后在氮氣流保護下，于60°C活化Ih后投入到下一個吸附-脫附循環(huán)中。脫附后的甲醇溶液另行收集供進一步回收三嗪環(huán)使用。
[0028]實施例5
[0029]向3000L三口燒瓶中加入2000g含三嗪環(huán)廢水(三嗪環(huán)含量為0.5_lwt%，未成環(huán)化合物0.1-0.3wt%，其他未知雜質(zhì)Iwt %，COD = 159000 )，常溫下加入石墨烯泡沫90g(3.5%)，70°(:下攪拌1011進行吸附。吸附完成后，過濾，得到濾液174(^，0)0 = 300，直接返回三嗪環(huán)生產(chǎn)工序進行回用。過濾后得到的石墨烯泡沫160g，加入320g甲醇浸泡4h脫附。然后在氮氣流保護下，于50°C活化3h后投入到下一個吸附-脫附循環(huán)中。脫附后的甲醇溶液另行收集供進一步回收三嗪環(huán)使用。
[0030]另外，圖1為石墨烯泡沫循環(huán)使用50次的COD去除率數(shù)據(jù)，橫坐標為循環(huán)使用次數(shù)，縱坐標為COD去除率，由圖可知，石墨烯泡沫循環(huán)使用50次后COD去除率仍高于95%。
【主權(quán)項】
1.一種基于石墨烯泡沫的三嗪環(huán)廢水處理方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)常溫下向含三嗪環(huán)廢水中加入占其質(zhì)量3.5-5%的石墨烯泡沫，50-80°C下攪拌3-1Oh進行吸附； 2)吸附完成后，過濾，濾液直接返回三嗪環(huán)生產(chǎn)工序進行回用； 3)過濾后得到的石墨烯泡沫，按照質(zhì)量比為1:2的比例用甲醇浸泡3-5h脫附，然后在氮氣流保護下，于35-60°C活化l_5h后投入到下一個吸附-脫附循環(huán)中； 4)脫附后的甲醇溶液另行收集供進一步回收三嗪環(huán)使用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯泡沫的三嗪環(huán)廢水處理方法，其特征在于，所述含三嘆環(huán)廢水中三嘆環(huán)含量為0.5-lwt%，未成環(huán)化合物0.l-0.3wt%，其他未知雜質(zhì)lwt%，C0D>150000o3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯泡沫的三嗪環(huán)廢水處理方法，其特征在于，所述步驟I)中石墨烯泡沫的加入量優(yōu)選為占含三嗪環(huán)廢水質(zhì)量的3.5-4%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯泡沫的三嗪環(huán)廢水處理方法，其特征在于，所述步驟I)中石墨烯泡沫的吸附溫度優(yōu)選為55°C，吸附時間優(yōu)選為8h。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯泡沫的三嗪環(huán)廢水處理方法，其特征在于，所述步驟3)中甲醇浸泡時間優(yōu)選為5h，活化溫度優(yōu)選為35°C，活化時間優(yōu)選為5h。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯泡沫的三嗪環(huán)廢水處理方法，其特征在于，所述步驟2)中石墨烯泡沫吸附后的濾液C0D〈300，COD去除率>95%，三嗪環(huán)單位廢水量減少85%以上。7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的基于石墨烯泡沫的三嗪環(huán)廢水處理方法，其特征在于，所述石墨烯泡沫在保證COD去除率>95%的情況下，循環(huán)利用次數(shù)不少于50次。
【文檔編號】C02F103/36GK105858785SQ201610256579
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】牟應(yīng)科, 曲良體, 鄭庚修, 魏成飛
【申請人】山東匯海醫(yī)藥化工有限公司