本發(fā)明公開了一種利用糠醛渣制備糠醛廢水處理劑的方法,屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
糠醛又名呋喃甲醛,是有機合成化學工業(yè)中的主要原料之一,它的用途非常廣泛,可用于制成合成樹脂,可通過氫化、氧化、縮合等反應(yīng)以制取大量衍生物。它也是優(yōu)良的溶劑,可用于精煉石油,精制潤滑油,提煉油脂和溶解硝酸纖維素等,還是制藥和多種有機合成的原料和試劑。它是一種重要的基本有機化工原料。世界糠醛生產(chǎn)能力約為50萬噸/a,我國產(chǎn)量為35萬噸/a。在糠醛生產(chǎn)過程中,伴有大量糠醛廢渣產(chǎn)生,每噸糠醛產(chǎn)品排出10噸以上殘渣,我國每年排放糠醛廢渣近三千萬噸,造成了資源浪費,而且糠醛生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量廢水,年產(chǎn)1000噸的糠醛生產(chǎn)裝置排放含酸廢水約1.5萬噸。廢水主要來自于毛醛蒸餾塔下液,溫度高,并且伴隨著蒸汽,屬于氣水混和物。冷卻后的水樣惡臭,淡黃色透明,pH值大約為4,COD約為10000~20000mg/L,BOD大約為2500~3000mg/L,可生化性差,若對此廢水不做處理,直接外排,必然導致嚴重的環(huán)境污染??啡U水具有高酸度、高濃度、腐蝕性強等特點,可生化性差,以單一的處理方法很難達到理想的處理效果,實踐中多采用組合式處理工藝,包括生化物法、相轉(zhuǎn)移法、雙效蒸發(fā)法在內(nèi)的多種工藝。首先生化物法是指將毛醛蒸餾塔底出來的80~90℃糠醛廢水首先降溫至45℃以下,用堿液調(diào)節(jié)pH值,再根據(jù)廢水中有機質(zhì)的含量調(diào)節(jié)濃度,按比例加入營養(yǎng)鹽。調(diào)配好后的廢水經(jīng)水泵打入UASB反應(yīng)器,廢水經(jīng)微生物厭氧生化處理,有機雜質(zhì)逐步降解,但是該方法難以連續(xù)運行,易產(chǎn)生惡臭污染;其次的相轉(zhuǎn)移法是指將多功能高分子聚合物裝入相轉(zhuǎn)移柱內(nèi),廢水經(jīng)過該裝置后,醋酸及其它雜質(zhì)立即轉(zhuǎn)移到固相,出口為清澈透明的中性水,作為軟化水返回鍋爐使用。高分子聚合物用氨分離及進行再生,得到含有積液醋酸銨和糠醛的液體,分別蒸發(fā)濃縮,獲得醋酸胺濃縮液和毛醛,進一步處理得到副產(chǎn)物硫銨和產(chǎn)品糠醛,但是該方法用量大,處理成本高,操作和管理困難;最后的雙效蒸發(fā)法是將污水用石灰石或生石灰中和pH值至7~8,之后進入到減壓雙效蒸發(fā)系統(tǒng),將稀溶液加熱沸騰,使其中水分汽化而達到濃縮溶液的目的,但是該方法缺點是在處理廢水的同時產(chǎn)生大量的鈣鹽如硫酸鈣固體廢棄物,產(chǎn)生二次污染。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對目前糠醛廢水具有高酸度、高濃度、腐蝕性強等特點,可生化性差,而傳統(tǒng)的處理方法處理時雖可以使得廢水含量有所降低,但是仍存在去除率較低,運營成本較高以及產(chǎn)生二次污染的問題,提供了一種利用糠醛渣制備糠醛廢水處理劑的方法,該方法首先利用氫氧化鈉溶液中和糠醛渣,并去除部分木質(zhì)素等物質(zhì),使其空隙發(fā)達,再加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、二丙酮醇等物質(zhì)對糠醛渣進行改性,同時使其具有耐高酸性,再進行炭化,發(fā)酵等方法制備出糠醛廢水處理劑。該糠醛廢水處理劑以糠醛廢渣為原材料,不僅實現(xiàn)了廢物綜合利用,節(jié)約了運行成本,操作簡單可靠,而且不會造成二次污染,最終使得糠醛廢水去除率達到了90%以上。為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:(1)取糠醛渣放入容器中,向其中加入質(zhì)量分數(shù)為10~20%的氫氧化鈉溶液浸泡糠醛渣10~15min,再升溫至55~60℃,攪拌1~2h后過濾,將所得的糠醛渣放入烘箱中20~30min,溫度設(shè)定為65~70℃,然后取出冷卻至室溫;(2)將上述所得的糠醛渣放入容器中,向其中加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷浸泡糠醛渣,再分別加入糠醛渣質(zhì)量2~4%的60~70目氧化鈰,糠醛渣質(zhì)量1~2%的80~90目二氧化鈦,糠醛渣質(zhì)量0.2~0.6%的聚酰胺蠟及甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷體積20~30%的二丙酮醇,在溫度為70~80℃下,攪拌20~30min,然后靜置1~2h后過濾,得過濾物;(3)將上述所得的過濾物放入擠壓機中擠壓成塊,將其放入炭化爐中,首先將溫度設(shè)定為200~280℃,保溫20~30min,再將溫度升至320~420℃,保溫40~45min,然后將溫度升至800~850℃,保持溫度2~3h,再將其取出冷卻至室溫;(4)將上述冷卻至室溫的炭化塊放入粉碎機中粉碎成70~80目顆粒,再將其放入密閉容器中,再使用溫度為900~1000℃的攜帶炭化塊質(zhì)量10~15%的100~110目碳酸鈣的過熱蒸汽充入容器中,待容器內(nèi)壓力升至0.5~0.6MPa時,停止充入過熱蒸汽,攪拌30~35min,轉(zhuǎn)速設(shè)定為1500~2000r/min,然后泄壓至標準大氣壓,將炭化顆粒取出冷卻至室溫;(5)把上述冷卻至室溫的炭化顆粒放入發(fā)酵池內(nèi),向其中加入含有糠醛廢水的河道污泥,加入量為炭化顆粒質(zhì)量的80~90%,再分別加入炭化顆粒質(zhì)量的10~20%牛肉膏及炭化顆粒質(zhì)量的15~35%蛋白胨,然后向其中加入質(zhì)量分數(shù)為20%氯化鈉溶液淹沒混合物0.5~1cm,密封攪拌發(fā)酵10~15天,溫度保持為30~35℃,轉(zhuǎn)速設(shè)定為150~200r/min;(6)待上述發(fā)酵結(jié)束后去除發(fā)酵液,用水沖洗發(fā)酵物2~3次,然后自然風干,放入粉碎機中粉碎成70~80目顆粒物,即可得到糠醛廢水處理劑。本發(fā)明的應(yīng)用方法是:將本發(fā)明所制得的糠醛廢水處理劑放入待處理的糠醛廢水中,其中每1~2t糠醛廢水加入80~100mg糠醛廢水處理劑,之后攪拌后,靜置30~45min,用檢測器檢測,測得糠醛廢水的COD從10000~20000mg/L降低到了500~800mg/L,去除率達到95%以上,BOD從2500~3000mg/L降低到了20~40mg/L,去除率達到98.7%以上。本發(fā)明的有益效果是:(1)該糠醛廢水處理劑以糠醛廢渣為原材料,不僅實現(xiàn)了廢物綜合利用,而且節(jié)約了運行成本;(2)不僅操作簡單可靠,而且不會造成二次污染,最終使得糠醛廢水去除率達到了90%以上。具體實施方式首先取糠醛渣放入容器中,向其中加入質(zhì)量分數(shù)為10~20%的氫氧化鈉溶液浸泡糠醛渣10~15min,再升溫至55~60℃,攪拌1~2h后過濾,將所得的糠醛渣放入烘箱中20~30min,溫度設(shè)定為65~70℃,然后取出冷卻至室溫;然后將上述所得的糠醛渣放入容器中,向其中加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷浸泡糠醛渣,再分別加入糠醛渣質(zhì)量2~4%的60~70目氧化鈰,糠醛渣質(zhì)量1~2%的80~90目二氧化鈦,糠醛渣質(zhì)量0.2~0.6%的聚酰胺蠟及甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷體積20~30%的二丙酮醇,在溫度為70~80℃下,攪拌20~30min,然后靜置1~2h后過濾,得過濾物;隨后將上述所得的過濾物放入擠壓機中擠壓成塊,將其放入炭化爐中,首先將溫度設(shè)定為200~280℃,保溫20~30min,再將溫度升至320~420℃,保溫40~45min,然后將溫度升至800~850℃,保持溫度2~3h,再將其取出冷卻至室溫;之后將上述冷卻至室溫的炭化塊放入粉碎機中粉碎成70~80目顆粒,再將其放入密閉容器中,再使用溫度為900~1000℃的攜帶炭化塊質(zhì)量10~15%的100~110目碳酸鈣的過熱蒸汽充入容器中,待容器內(nèi)壓力升至0.5~0.6MPa時,停止充入過熱蒸汽,攪拌30~35min,轉(zhuǎn)速設(shè)定為1500~2000r/min,然后泄壓至標準大氣壓,將炭化顆粒取出冷卻至室溫;接下來把上述冷卻至室溫的炭化顆粒放入發(fā)酵池內(nèi),向其中加入含有糠醛廢水的河道污泥,加入量為炭化顆粒質(zhì)量的80~90%,再分別加入炭化顆粒質(zhì)量的10~20%牛肉膏及炭化顆粒質(zhì)量的15~35%蛋白胨,然后向其中加入質(zhì)量分數(shù)為20%氯化鈉溶液淹沒混合物0.5~1cm,密封攪拌發(fā)酵10~15天,溫度保持為30~35℃,轉(zhuǎn)速設(shè)定為150~200r/min;最后待上述發(fā)酵結(jié)束后去除發(fā)酵液,用水沖洗發(fā)酵物2~3次,然后自然風干,放入粉碎機中粉碎成70~80目顆粒物,即可得到糠醛廢水處理劑。實例1首先取糠醛渣放入容器中,向其中加入質(zhì)量分數(shù)為10%的氫氧化鈉溶液浸泡糠醛渣10min,再升溫至55℃,攪拌1h后過濾,將所得的糠醛渣放入烘箱中20min,溫度設(shè)定為65℃,然后取出冷卻至室溫;然后將上述所得的糠醛渣放入容器中,向其中加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷浸泡糠醛渣,再分別加入糠醛渣質(zhì)量2%的60目氧化鈰,糠醛渣質(zhì)量1%的80目二氧化鈦,糠醛渣質(zhì)量0.2%的聚酰胺蠟及甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷體積20%的二丙酮醇,在溫度為70℃下,攪拌20min,然后靜置1h后過濾,得過濾物;隨后將上述所得的過濾物放入擠壓機中擠壓成塊,將其放入炭化爐中,首先將溫度設(shè)定為200℃,保溫20min,再將溫度升至320℃,保溫40min,然后將溫度升至800℃,保持溫度2h,再將其取出冷卻至室溫;之后將上述冷卻至室溫的炭化塊放入粉碎機中粉碎成70目顆粒,再將其放入密閉容器中,再使用溫度為900℃的攜帶炭化塊質(zhì)量10%的100目碳酸鈣的過熱蒸汽充入容器中,待容器內(nèi)壓力升至0.5MPa時,停止充入過熱蒸汽,攪拌30min,轉(zhuǎn)速設(shè)定為1500r/min,然后泄壓至標準大氣壓,將炭化顆粒取出冷卻至室溫;接下來把上述冷卻至室溫的炭化顆粒放入發(fā)酵池內(nèi),向其中加入含有糠醛廢水的河道污泥,加入量為炭化顆粒質(zhì)量的80%,再分別加入炭化顆粒質(zhì)量的10%牛肉膏及炭化顆粒質(zhì)量的15%蛋白胨,然后向其中加入質(zhì)量分數(shù)為20%氯化鈉溶液淹沒混合物0.5cm,密封攪拌發(fā)酵10天,溫度保持為30℃,轉(zhuǎn)速設(shè)定為150r/min;最后待上述發(fā)酵結(jié)束后去除發(fā)酵液,用水沖洗發(fā)酵物2次,然后自然風干,放入粉碎機中粉碎成70目顆粒物,即可得到糠醛廢水處理劑。本實例操作時,將本發(fā)明所制得的糠醛廢水處理劑放入待處理的糠醛廢水中,其中每1t糠醛廢水加入80mg糠醛廢水處理劑,之后攪拌后,靜置30min,用檢測器檢測,測得糠醛廢水的COD從10000mg/L降低到了500mg/L,去除率達到95%,BOD從2500mg/L降低到了20mg/L,去除率達到98.7%。實例2首先取糠醛渣放入容器中,向其中加入質(zhì)量分數(shù)為15%的氫氧化鈉溶液浸泡糠醛渣13min,再升溫至58℃,攪拌1.5h后過濾,將所得的糠醛渣放入烘箱中25min,溫度設(shè)定為68℃,然后取出冷卻至室溫;然后將上述所得的糠醛渣放入容器中,向其中加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷浸泡糠醛渣,再分別加入糠醛渣質(zhì)量3%的65目氧化鈰,糠醛渣質(zhì)量1.5%的85目二氧化鈦,糠醛渣質(zhì)量0.5%的聚酰胺蠟及甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷體積25%的二丙酮醇,在溫度為72℃下,攪拌25min,然后靜置1.5h后過濾,得過濾物;隨后將上述所得的過濾物放入擠壓機中擠壓成塊,將其放入炭化爐中,首先將溫度設(shè)定為250℃,保溫25min,再將溫度升至380℃,保溫43min,然后將溫度升至830℃,保持溫度2.5h,再將其取出冷卻至室溫;之后將上述冷卻至室溫的炭化塊放入粉碎機中粉碎成75目顆粒,再將其放入密閉容器中,再使用溫度為950℃的攜帶炭化塊質(zhì)量13%的105目碳酸鈣的過熱蒸汽充入容器中,待容器內(nèi)壓力升至0.55MPa時,停止充入過熱蒸汽,攪拌33min,轉(zhuǎn)速設(shè)定為1800r/min,然后泄壓至標準大氣壓,將炭化顆粒取出冷卻至室溫;接下來把上述冷卻至室溫的炭化顆粒放入發(fā)酵池內(nèi),向其中加入含有糠醛廢水的河道污泥,加入量為炭化顆粒質(zhì)量的85%,再分別加入炭化顆粒質(zhì)量的15%牛肉膏及炭化顆粒質(zhì)量的30%蛋白胨,然后向其中加入質(zhì)量分數(shù)為20%氯化鈉溶液淹沒混合物0.8cm,密封攪拌發(fā)酵13天,溫度保持為33℃,轉(zhuǎn)速設(shè)定為180r/min;最后待上述發(fā)酵結(jié)束后去除發(fā)酵液,用水沖洗發(fā)酵物2.5次,然后自然風干,放入粉碎機中粉碎成75目顆粒物,即可得到糠醛廢水處理劑。本實例操作時,將本發(fā)明所制得的糠醛廢水處理劑放入待處理的糠醛廢水中,其中每1.5t糠醛廢水加入90mg糠醛廢水處理劑,之后攪拌后,靜置40min,用檢測器檢測,測得糠醛廢水的COD從15000mg/L降低到了650mg/L,去除率達到95.7%,BOD從2800mg/L降低到了30mg/L,去除率達到98.9%。實例3首先取糠醛渣放入容器中,向其中加入質(zhì)量分數(shù)為20%的氫氧化鈉溶液浸泡糠醛渣15min,再升溫至60℃,攪拌2h后過濾,將所得的糠醛渣放入烘箱中30min,溫度設(shè)定為70℃,然后取出冷卻至室溫;然后將上述所得的糠醛渣放入容器中,向其中加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷浸泡糠醛渣,再分別加入糠醛渣質(zhì)量4%的70目氧化鈰,糠醛渣質(zhì)量1%的90目二氧化鈦,糠醛渣質(zhì)量0.6%的聚酰胺蠟及甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷體積30%的二丙酮醇,在溫度為80℃下,攪拌30min,然后靜置2h后過濾,得過濾物;隨后將上述所得的過濾物放入擠壓機中擠壓成塊,將其放入炭化爐中,首先將溫度設(shè)定為280℃,保溫30min,再將溫度升至420℃,保溫45min,然后將溫度升至850℃,保持溫度3h,再將其取出冷卻至室溫;之后將上述冷卻至室溫的炭化塊放入粉碎機中粉碎成80目顆粒,再將其放入密閉容器中,再使用溫度為1000℃的攜帶炭化塊質(zhì)量15%的110目碳酸鈣的過熱蒸汽充入容器中,待容器內(nèi)壓力升至0.6MPa時,停止充入過熱蒸汽,攪拌35min,轉(zhuǎn)速設(shè)定為2000r/min,然后泄壓至標準大氣壓,將炭化顆粒取出冷卻至室溫;接下來把上述冷卻至室溫的炭化顆粒放入發(fā)酵池內(nèi),向其中加入含有糠醛廢水的河道污泥,加入量為炭化顆粒質(zhì)量的90%,再分別加入炭化顆粒質(zhì)量的20%牛肉膏及炭化顆粒質(zhì)量的35%蛋白胨,然后向其中加入質(zhì)量分數(shù)為20%氯化鈉溶液淹沒混合物1cm,密封攪拌發(fā)酵15天,溫度保持為35℃,轉(zhuǎn)速設(shè)定為200r/min;最后待上述發(fā)酵結(jié)束后去除發(fā)酵液,用水沖洗發(fā)酵物3次,然后自然風干,放入粉碎機中粉碎成80目顆粒物,即可得到糠醛廢水處理劑。本實例操作時,將本發(fā)明所制得的糠醛廢水處理劑放入待處理的糠醛廢水中,其中每2t糠醛廢水加入100mg糠醛廢水處理劑,之后攪拌后,靜置45min,用檢測器檢測,測得糠醛廢水的COD從20000mg/L降低到了800mg/L,去除率達到96%,BOD從3000mg/L降低到了40mg/L,去除率達到99.2%。