專利名稱：高濃度鄰苯二甲酸二甲酯的輻射去除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種增塑劑廢水即高濃度鄰苯二甲酸二甲酯廢水的處理方法。
背景技術(shù)：
鄰苯二甲酸酯(Phthalic acid esters，或 Phthalates，簡(jiǎn)稱 PAEs，又稱酞酸酯) 是水環(huán)境中最重要的內(nèi)分泌干擾物之一。在工業(yè)上，PAEs化合物主要用作塑料制品的增塑劑和軟化劑，在PVC聚乙烯塑料制品中的添加量達(dá)20 % 50 %，它是目前世界上生產(chǎn)量大、 應(yīng)用面廣的人工合成有機(jī)化合物之一。PAEs 為一類化合物，主要成員有 DMP、DEP、DBP、DOP、DEHP 和 BBP。1998 年 8 月， 美國(guó)EPA公布了從86000種商用化學(xué)品中篩選出的67種(類)危及人體和生物的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，PAEs被正式列入其中。中國(guó)環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單中也包括3種鄰苯二甲酸酯類化合物(鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二正丁酯(DBP)和鄰苯二甲酸二辛酯 (DEP)。我國(guó)還對(duì)飲用水中PAEs制定了限量標(biāo)準(zhǔn)。PAEs的去除技術(shù)，目前主要集中于飲用水源水或飲用水中低濃度PAEs的處理工藝。這些方法包括生物法、活性炭及其組合工藝、TiOz/UV聯(lián)合氧化工藝、等離子體處理、微波輻射技術(shù)、高能輻射技術(shù)等。其中，高能輻射技術(shù)是一種清潔、節(jié)能、快速的有發(fā)展前途的新型處理技術(shù)。2001年鐘志京等研究了在空氣或氮?dú)鈼l件下，γ射線對(duì)固態(tài)鄰苯二甲酸二丁酯的輻射效應(yīng)，結(jié)果表明，鄰苯二甲酸二丁酯在Y射線輻照下發(fā)生了嚴(yán)重的降解反應(yīng)。 上世紀(jì)70年代末，日本采用分光光度法和薄層色譜法進(jìn)行了 γ射線輻射降解飲用水中的 DBP的條件(pH、輻射劑量)初步研究，TOC隨輻射劑量增加而降低。2003年，日本對(duì)、射線輻射降解方法進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步提高降解效率。2008年上海大學(xué)進(jìn)行了鄰苯二甲酸二丁酯的電子束輻射降解研究，輻照劑量為0. 5-10kGy。這些研究?jī)H僅是PAEs輻射降解效應(yīng)的一般性研究，并未給出水中PAEs可行而實(shí)用的移除操作方法，對(duì)高濃度(> 300mg/L)的PAEs輻射移除方法更未涉及。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用輻照降解的方法提供一種更加簡(jiǎn)便直接地去除高濃度鄰苯二甲酸二甲酯的方法。本發(fā)明的目的可以通過以下措施達(dá)到一種高濃度鄰苯二甲酸二甲酯的輻射去除方法，采用高能射線對(duì)濃度為300 5000mg/L的鄰苯二甲酸二甲酯水溶液進(jìn)行高劑量輻射處理，處理后分離除去溶液中的固體物質(zhì)(即固液分離)。本法可除去溶液中95%以上的鄰苯二甲酸二甲酯。上述高能射線為Y射線、X射線或電子束。高能射線可由高能輻射裝置產(chǎn)生，所述高能輻射裝置為Y輻照裝置、X輻照裝置或電子束輻照裝置。上述高劑量輻射處理過程中鄰苯二甲酸二甲酯水溶液的輻照吸收劑量在16kGy以上，進(jìn)一步可以為16 64kGy。高劑量輻射處理后，采用過濾或離心的方式分離除去溶液中的固體物質(zhì)，即可得到鄰苯二甲酸二甲酯濃度大大降低的水溶液。固體物質(zhì)的分離優(yōu)選采用離心的方式，其離心分離的離心力為10000 24000 X go本方法處理的鄰苯二甲酸二甲酯水溶液，其濃度可以在300mg/L以上，進(jìn)一步可以為750 5000mg/L，更進(jìn)一步可以為1500 5000mg/L。本發(fā)明的方法具體可以包括如下步驟1)高濃度鄰苯二甲酸二甲酯水溶液裝入容器或流入管道中；2)采用高能輻射處理，輻照吸收劑量為16_64kGy ；3)采用固液分離的方法將照射后產(chǎn)生的懸浮物質(zhì)沉淀下來(lái)并移去沉渣；4)獲得被移除鄰苯二甲酸二甲酯的水質(zhì)。輻照降解過程是指在輻射源的照射下，物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)變化。輻照水溶液的過程中，水中的有機(jī)污染物會(huì)發(fā)生“直接作用”和“間接作用”。“直接作用”是指有機(jī)污染物受輻射作用直接分解作用成新的產(chǎn)物。“間接作用”是指水在輻照過程中會(huì)發(fā)生離解作用，產(chǎn)生大量的自由基和活性物質(zhì)。污染物與這些活性物質(zhì)反應(yīng)，從而被轉(zhuǎn)化、降解。發(fā)明人在鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)輻射降解試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)DMP彡300mg/L且輻射劑量在16kGy以上時(shí)，DMP水溶液發(fā)生了渾濁現(xiàn)象，發(fā)明人通過固液分離的方法，使降解產(chǎn)物析出并移去。據(jù)此，可以成功地將DMP從水體中去除，去除率在95%以上。本發(fā)明的有益效果1、實(shí)現(xiàn)輻射降解產(chǎn)物移除。常用的物理降解方法(紫外、超聲、等離子體、微波、高能輻射等)去除污染物技術(shù)，降解產(chǎn)物除了變成揮發(fā)性氣體逸出外，其余仍殘留在水體內(nèi)， 并未真正“去除”。而本方法將DMP的降解產(chǎn)物從水中直接移走。2、不需要添加任何化學(xué)助劑?，F(xiàn)有的生物、化學(xué)技術(shù)需要加入其他物質(zhì)以便進(jìn)行生物代謝或化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到降解目的。3、Y、X射線的穿透力強(qiáng)，可以用包括金屬材料在內(nèi)的各種容器盛裝鄰苯二甲酸二甲酯水溶液。4、節(jié)約能源。核能是一種清潔能源，該技術(shù)是一種可持續(xù)發(fā)展的有長(zhǎng)期應(yīng)用前景的方法。5、本發(fā)明采用高劑量輻照處理，產(chǎn)生了一系列的次級(jí)反應(yīng)，水質(zhì)由透明變成懸浮液，從而使產(chǎn)物分離很方便；現(xiàn)有的水處理方法采用低輻照劑量降解污染物，觀察不到如此現(xiàn)象。


圖1是實(shí)施例4中DMP及降解產(chǎn)物移除前后、純水的紫外吸收光譜圖。圖中，未輻照原水是指未輻照處理DMP水溶液樣品，處理后未移除是指DMP水溶液輻照處理后未進(jìn)行分離去除前的水溶液樣品，處理后移除是指DMP水溶液輻照處理后離心分離后的上清液樣品，純水是指一次蒸餾水樣品。由圖可見，DMP及降解產(chǎn)物移除后，其紫外吸收光譜接近于純水。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 濃度為5000mg/L的鄰苯二甲酸二甲酯水溶液裝入金屬容器中，采用吸收劑量為 16kGy的γ射線輻射處理，處理后對(duì)渾濁溶液離心分離20分鐘，離心力為10000X g，傾倒出上層液，移去沉渣，得到鄰苯二甲酸二甲酯的去除率96. 為的水質(zhì)。實(shí)施例2 濃度為3000mg/L的鄰苯二甲酸二甲酯水溶液裝入玻璃容器中，采用吸收劑量為 20kGy的X射線輻射處理，處理后對(duì)渾濁溶液離心分離20分鐘，離心力為10000 X g，傾倒出上層液，移去沉渣，得到鄰苯二甲酸二甲酯去除率為96.0%的水質(zhì)。舉實(shí)施例3 :濃度為1500mg/L的鄰苯二甲酸二甲酯水溶液裝入容器或流入管道中，采用吸收劑量為30kGy的γ射線輻射處理，處理后對(duì)渾濁溶液離心分離20分鐘，離心力為 12000Xg，傾倒出上層液，移去沉渣，得到鄰苯二甲酸二甲酯去除率為96%的水質(zhì)。實(shí)施例4 濃度為750mg/L的鄰苯二甲酸二甲酯水溶液裝入容器或流入管道中，采用吸收劑量為40kGy的X射線輻射處理，處理后對(duì)渾濁溶液離心分離20分鐘，離心力為18000 X g，傾倒出上層液，移去沉渣，得到鄰苯二甲酸二甲酯去除率為96. 3%的水質(zhì)。實(shí)施例5 濃度為375mg/L的鄰苯二甲酸二甲酯水溶液裝入玻璃中，采用吸收劑量為50kGy 的X輻射處理，處理后對(duì)渾濁溶液離心分離30分鐘，離心力為24000 X g，傾倒出上層液，移去沉渣，得到鄰苯二甲酸二甲酯去除率為96. 的水質(zhì)。實(shí)施例6 濃度為300mg/L的鄰苯二甲酸二甲酯水溶液流入敞開的管道中，采用吸收劑量為 64kGy的電子束輻射處理，處理后對(duì)渾濁溶液離心分離30分鐘，離心力為24000 X g，傾倒出上層液，移去沉渣，得到鄰苯二甲酸二甲酯去除率為96. 4%的水質(zhì)。本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種高濃度鄰苯二甲酸二甲酯的輻射去除方法，其特征在于采用高能射線對(duì)濃度為300 5000mg/L的鄰苯二甲酸二甲酯水溶液進(jìn)行高劑量輻射處理，處理后分離除去溶液中的固體物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述高能射線為Y射線、X射線或電子束ο
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述高能射線由高能輻射裝置產(chǎn)生，所述高能輻射裝置為Y輻照裝置、X輻照裝置或電子束輻照裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述高劑量輻射處理過程中鄰苯二甲酸二甲酯水溶液的輻照吸收劑量為16 64kGy。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述高劑量輻射處理后，采用過濾或離心的方式分離除去溶液中的固體物質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述高劑量輻射處理后，采用離心的方式分離除去溶液中的固體物質(zhì)，離心分離的離心力為10000 24000 X g。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高濃度鄰苯二甲酸二甲酯的輻射去除方法，采用高能射線對(duì)濃度為300～5000mg/L的鄰苯二甲酸二甲酯水溶液進(jìn)行高劑量輻射處理，處理后分離除去溶液中的固體物質(zhì)。本法對(duì)鄰苯二甲酸二甲酯的去除率在95％以上，實(shí)現(xiàn)了輻射降解產(chǎn)物的直接移除，無(wú)需要添加任何化學(xué)助劑，節(jié)約了能源。
文檔編號(hào)C02F1/58GK102219280SQ201110111800
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月30日
發(fā)明者張繼彪, 羅艷, 袁守軍, 趙永富, 鄭正 申請(qǐng)人:南京大學(xué)