CN102442735B - 一种橡胶防老剂rd生产装置废水的处理方法 - Google Patents
一种橡胶防老剂rd生产装置废水的处理方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种橡胶防老剂RD生产装置废水的处理方法，旨在通过合成聚合物表面活性剂并将其加入到该废水中来制备水煤浆的有效组分(水和添加剂)，避免了橡胶防老剂RD生产装置废水排放对环境所产生的污染，实现了橡胶防老剂RD生产装置废水的再利用。本方法称取质量比聚苯乙烯2～10份，加入到20～60份的磺化剂浓硫酸中，再加入0.01～0.1份的硫酸银；升温至80～98℃，在搅拌条件下反应3～5h得到反应产物聚苯乙烯磺酸；将上述反应产物加入到按400～1000份的橡胶防老剂RD生产装置废水中，用氢氧化钠调pH到7，制得水煤浆添加剂聚苯乙烯磺酸钠溶液。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理工艺，具体为一种处理橡胶防老剂RD生产装置废水的方法，尤指一种通过合成聚合物表面活性剂，并在废水中加入该类聚合物表面活性剂以制备水煤浆添加剂的技术，是一种利用橡胶防老剂RD生产装置废水来制备水煤浆的方法。
背景技术
化工行业作为我国传统的支柱产业之一，所生产的化工原料及产品被广泛地应用于电子，医药以及农药等诸多领域。近些年来，随着生产力的不断发展，化工行业生产技术及生产能力也逐步提高，在生产过程中所产生的废水排放量也不断攀升。而在提倡节能减排的现代社会，如何处理在生产过程中产生的大量废水是许多化工企业关注的焦点。传统的废水处理方法有生化处理，膜处理等等，这些方法对生活污水，市政污水比较有效，然而大部分化工企业所排放的废水中含有大量的有机化合物，这类有机化合物化学性质稳定，很难只通过生化以及膜处理的方法处理来达到排放标准。
橡胶防老剂RD采用的生产装置所产生的废水大多是难降解的有毒有害的化合物。该股橡胶防老剂RD生产装置废水具有水量大，有机污染物浓度高、色度深、碱性大、成分复杂等特点，属难处理的工业废水。该废水的pH为13左右，CODcr为1000～30000，废水中含有大量的有机物，难以降解。迄今为止对于这类废水的处理方法是焚烧以及化学法，这些处理方法投资大，处理过程不稳定，难以达标排放。
水煤浆是一种由60％～70％左右的煤粉颗粒，30％～40％左右的水和1％～1.5％左右的添加剂经物理混合制备而成的煤基液态燃料，具有良好的流动性和稳定性，燃烧热值高。我国具有丰富的煤炭资源储备，随着石油能源的紧缺，水煤浆作为一种良好的能源替代品而受到人们的广泛关注。
由于水和煤的不相容性，在水煤浆的生产过程中，需要加入化学添加剂，如分散剂、稳定剂以及其他助剂来改善水煤浆的流动性和储存稳定性。分散剂是水煤浆添加剂中比较重要的一种，主要是以表面活性剂为主，可分为阴离子型及非离子型。阴离子型表面活性剂包括磺酸盐、羧酸盐及少量磷酸酯类，普遍应用的是磺酸盐，如木质素磺酸盐以及石油磺酸盐等。非离子型表面活性剂主要有聚氧乙烯系列和聚氧乙烷系列。非离子型表面添加剂虽然效果比较好，但制备成本高，不适于大规模生产。
近几年，以造纸废液或者工业废水来制备水煤浆也被广泛地报道。如利用水煤浆生产工艺处理纺织印染废水的方法(中国专利申请200710026686，公告号CN100486917C)，一种环保型水煤浆及其制法(申请号：200810079340.2，公告号：CN 101440317A)，一种草浆造纸黑液水煤浆分散剂及其制备方法(中国专利申请200810029825.0，公告号CN101322927A)等，采用该类技术处理废水不仅降低了水煤浆的成本，而且解决了废水的排放污染环境问题，但迄今还没有实现利用化工废水来制备水煤浆添加剂。
发明内容
本发明要解决的技术问题：
针对现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种处理橡胶防老剂RD生产装置废水的方法，通过合成聚合物表面活性剂并将其加入到该废水中来制备水煤浆的有效组分(水和添加剂)，避免了橡胶防老剂RD生产装置废水排放对环境所产生的污染，实现了橡胶防老剂RD生产装置废水的再利用。
本发明所述的橡胶防老剂RD生产装置废水的是指橡胶防老剂生产装置的废水，特点如下表所示：
| 废水来源 | 橡胶防老剂RD生产装置废水 |
| pH | 10～13 |
| COD(mg/L) | 1000～30000 |
本发明采取的技术方案是：
一种处理橡胶防老剂RD生产装置废水的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：称取聚苯乙烯2～10份(质量比)，加入到20～60份的磺化剂浓硫酸中，再加入0.01～0.1份的硫酸银；
步骤2：升温至80～98℃，在搅拌条件下反应3～5h得到反应产物聚苯乙烯磺酸；
步骤3：将上述反应产物加入到质量比400～1000份的橡胶防老剂RD生产装置废水中，用氢氧化钠调pH到7，制得水煤浆添加剂聚苯乙烯磺酸钠溶液。
所述的水煤浆添加剂，其原料以质量计，配方如下：
含有下列至少一种第1、2、3类组分的橡胶防老剂RD生产装置废水400～1000份；
1、聚苯乙烯2～10份；
2、磺化剂浓硫酸20～60份；
3、硫酸银0.01～0.1份。
根据以上方法制备水煤浆添加剂溶液的方法，聚苯乙烯的来源可以是工业产品，如燕山石化生产的牌号为666D的聚苯乙烯，也可以是废旧的聚苯乙烯；
除浓硫酸之外，发烟硫酸也可以作为磺化剂。
本发明针对橡胶防老剂RD生产装置废水，先制备聚合物表面活性剂，将其加入到橡胶防老剂RD生产装置废水中配成溶液，再和不粘煤制浆得到水煤浆，优化了原料配比和反应条件，并且利用橡胶防老剂RD生产装置废水中的碱度中和浓硫酸的酸度，节省了生产费用。
本发明与现有技术的区别在于：
(1)本发明所采用的聚苯乙烯可以是工业品，如燕山石化生产的牌号为666D的聚苯乙烯，也可以是废旧的聚苯乙烯。
(2)本发明所用废水为碱性废水，其中所含的氢氧根离子的存在能够中和磺化剂的酸度，并且废水中所含的NaCl等无机盐可以对制备得到的水煤浆起到稳定作用。因此，本发明利用废水中的氢氧根离子和NaCl，省去了制备水煤浆添加剂过程中复配无机盐稳定剂的步骤，节约了成本；
通过将该发明配方添加剂与不粘煤进行配浆，证明该品种的添加剂具有优良的分散降黏效能，制得的浆体稳定性良好。由于不粘煤属于难制浆的煤种，因此可预测该添加剂适合不同煤阶的煤种制浆。
本发明的有益效果是：
本发明所述的处理橡胶防老剂RD生产装置废水的方法，利用磺化剂如浓硫酸磺化聚苯乙烯制得聚苯乙烯磺酸，将其溶解到橡胶防老剂RD生产装置废水中制得水煤浆添加剂溶液，一方面有效解决了此类化工废水的排放和治理难题，减少了有机废水对环境的污染。另一方面也降低了水煤浆的成本，实现了变废为宝的目的，并且减少了处理废水的投资与运行费用，具有明显的经济和社会效益。
附图说明
图1是实施例1所得聚苯乙烯磺酸钠的红外谱图。
具体实施方式
实施例1：
步骤1：称取聚苯乙烯2g，加入到40g的磺化剂浓硫酸中，再加入0.1g的硫酸银；
步骤2：升温至90℃，在搅拌条件下反应4h得到反应产物聚苯乙烯磺酸；
步骤3：将上述反应产物加入到160g的橡胶防老剂RD生产装置废水中(pH＝13，COD＝16000mg/L)，用氢氧化钠调pH到7，制得水煤浆添加剂聚苯乙烯磺酸钠溶液。
将不粘煤通过球磨机研磨，得到平均粒径小于75μm的粒子的质量百分比大于80％的煤粉，将得到的水煤浆添加剂和不粘煤煤粉按照质量比38∶62配制混匀后，用电动搅拌机搅拌10分钟得到水煤浆。该水煤浆的添加剂量为0.5％时，制浆浓度为60％，该水煤浆的制浆流动性较好，表观粘度测得为365mPa·s，放置10天，少量析水、软沉淀。
实施例2：
步骤1：称取聚苯乙烯4g，加入到50g的磺化剂浓硫酸中，再加入0.3g的硫酸银；
步骤2：升温至95℃，在搅拌条件下反应5h得到反应产物聚苯乙烯磺酸；
步骤3：将上述反应产物加入到300g的橡胶防老剂RD生产装置废水中(pH＝12，COD＝21000mg/L)，用氢氧化钠调pH到7，制得水煤浆添加剂聚苯乙烯磺酸钠溶液。
将不粘煤通过球磨机研磨，得到平均粒径小于75μm的粒子的质量百分比大于80％的煤粉，将得到的水煤浆添加剂和不粘煤煤粉按照质量比38∶62配制混匀后，用电动搅拌机搅拌10分钟得到水煤浆。该水煤浆的添加剂量为0.5％时，制浆浓度为61％，该水煤浆的制浆流动性较好，放置10天，少量析水、软沉淀。
实施例3：
步骤1：称取聚苯乙烯6g，加入到100g的磺化剂浓硫酸中，再加入0.6g的硫酸银；
步骤2：升温至98℃，在搅拌条件下反应3h得到反应产物聚苯乙烯磺酸；
步骤3：将上述反应产物加入到500g的橡胶防老剂RD生产装置废水中(pH＝11，COD＝6000mg/L)，用氢氧化钠调pH到7，制得水煤浆添加剂聚苯乙烯磺酸钠溶液。
将不粘煤通过球磨机研磨，得到平均粒径小于75μm的粒子的质量百分比大于80％的煤粉，将得到的水煤浆添加剂和不粘煤煤粉按照质量比38∶62配制混匀后，用电动搅拌机搅拌10分钟得到水煤浆。该水煤浆的添加剂量为0.5％时，制浆浓度为61％，该水煤浆的制浆流动性较好，放置10天，少量析水、软沉淀。
Claims (3)
1.一种橡胶防老剂RD生产装置废水的处理方法，橡胶防老剂RD生产装置废水pH为10～13，COD为1000～30000mg／L，依次包括如下步骤：
步骤1：按质量比称取聚苯乙烯2～10份，加入到20～60份的磺化剂浓硫酸中，再加入0.01～0.1份的硫酸银；
步骤2：升温至80～98℃，在搅拌条件下反应3～5h得到反应产物聚苯乙烯磺酸；
步骤3：将上述反应产物加入到按质量比400～1000份的橡胶防老剂RD生产装置废水中，用氢氧化钠调pH到7，制得水煤浆添加剂聚苯乙烯磺酸钠溶液。
2.根据权利要求1所述的一种橡胶防老剂RD生产装置废水的处理方法，其特征是聚苯乙烯的来源是工业产品。
3.根据权利要求1所述的一种橡胶防老剂RD生产装置废水的处理方法，其特征是磺化剂是发烟硫酸。
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