CN109045933A - 一种除臭剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种除臭剂。该除臭剂以水溶性脱硫剂、多元酸为主要除臭成分，二者在提高除臭效率方面具有二元协同作用有效去除环境中的硫化氢和硫醇等含硫恶臭气体、氨气和有机胺等氨味气体；对本发明的除臭剂辅以绿色植物液、活化剂及食用香精，可高效去除环境中的硫化氢和硫醇等含硫恶臭气体、氨气和有机胺等氨味气体以及挥发性有机臭气的除臭剂，同时具有环保、高效作用、可持久控制恶臭等优点。本申请提供的除臭剂的除臭效率可达到85％～99.9％，可对多种废气如硫化氢、硫醇、氨气、有机胺、甲烷、VOC等进行除臭，适用于垃圾填埋场、垃圾中转站、污水处理厂等臭气处理。

Description

一种除臭剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种除臭剂及其制备方法与应用。
背景技术
恶臭是指一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的气体物质(国家标准GB14554-93)，主要来源于工业生产、市政污水、污泥处理及垃圾处置设施，例如污水处理厂的排污泵站、初沉池、污泥浓缩池、污泥脱水和干化房，垃圾中转站、填埋场，养殖场和一些化工、医药企业。长期的呼吸带有臭气的空气，对人的身心也会产生不良的影响。
恶臭气体主要包括五类：一类含硫化合物，主要为硫化氢、硫醇、硫醚；二类含氮化合物，主要为胺类、氨、尿素、烟碱等；三类卤素及衍生物，如氯气、卤代烃等；四类烃类，如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等；五类含氧有机化合物，如醇、酚、醛酮、有机酸等。不同的恶臭源有不同的恶臭气体，例如污水处理厂的进水泵房产生的主要恶臭气体为硫化氢，污泥消化池产生氨气和VOC(volatile organic compounds，挥发性有机化合物)；垃圾堆肥场地产生氨气、胺、硫化物、芳香族和二甲基硫等；污泥烘干房产生硫醇和二甲基硫。
现有的脱臭方法有物理脱臭法、生物脱臭法和化学脱臭法。物理脱臭法主要通过水洗和吸附的方法进行脱臭，其中水洗法长时间使用会造成水资源的严重浪费；物理吸附法虽然方法简单，但是除臭持续时间较短，需要使用大量的吸附剂，且无法从根本上除去臭味。生物脱臭法主要是利用微生物把溶解水中的恶臭物质吸收于微生物自身体内，通过微生物的代谢活动使其降解的一种过程。虽然该方法脱臭效果比较好，然而其完全依赖微生物的生长状况，且除臭较缓慢，一般需要较长时间才能达到除臭效果，不能及时的进行脱臭。目前的化学脱臭法主要有燃烧法和化学除臭剂，其中燃烧法在燃烧的过程中也会造成环境的污染，治标不治本。化学除臭剂是利用氧化、还原分解、中和反应、加成反应、缩合反应、离子交换反应等将产生的恶臭物质变为无臭物质从而消除臭气。化学除臭剂除臭反应迅速，但现有的化学除臭剂除臭不彻底，除臭效率不高。
因此，目前亟需开发一种适用于垃圾填埋场、垃圾中转站、污水处理厂等臭气处理且除臭迅速、效率高的除臭剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种除臭剂。该除臭剂能够高效去除环境中的硫化氢和硫醇等含硫恶臭气体、氨气和有机胺等氨味气体以及挥发性有机臭气，同时具有环保、高效、快速去除恶臭等优点。
为此，本发明第一方面提供了一种除臭剂，其包含水和活性成分，其中所述活性成分包括多元酸和水溶性脱硫剂。
在本发明的一些实施例中，以除臭剂总重量计，所述除臭剂中水溶性脱硫剂的量为9wt％～13wt％，所述多元酸的量为1.4wt％～2.0wt％。
本发明中，所述水溶性脱硫剂为水溶性三嗪类化合物。
在本发明的一些实施例中，所述水溶性三嗪类化合物包括2,4-二(4-羟基苯磺酸钠)-6-氯-1,3,5-三嗪、1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪中的至少一种，更优选1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪。
本发明中，所述多元酸包括三元酸、四元酸和五元酸中的一种或几种，优选为三元酸。
在本发明的一些实施例中，所述三元酸包括磷酸和/或柠檬酸。
根据本发明的一些优选的实施方式，所述活性成分还包括绿色植物提取液。
在本发明的一些实施例中，以除臭剂总重量计，所述除臭剂中绿色植物提取液的量为15～25wt％，优选为18wt％～20.4wt％。
在本发明的一些实施例中，所述绿色植物包括银杏叶、冬青、薄荷、樟科植物和桉叶中的一种或几种。
根据本发明的一些进一步优选的实施方式，所述活性成分还包括活化剂。
在本发明的一些实施例中，以除臭剂总重量计，所述活化剂的量为0～3wt％，优选为1.55％～2.5％。
本发明中，所述活化剂包括表面活性剂和/或有机溶剂。
在本发明的一些实施例中，所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠和/或硬脂醇磺酸钠。
在本发明的另一些实施例中，所述有机溶剂包括乙醇。
根据本发明的一些实施方式，所述除臭剂还包含食用香精。
在本发明的一些实施例中，以除臭剂总重量计，所述除臭剂中食用香精的量为0～1wt％，优选为0.05wt％～0.1wt％。
在本发明的一些实施例中，所述食用香精包括橘子香精和/或苹果香精。
本发明第二方面提供了本发明第一方面所述的除臭剂的制备方法，其包括：
步骤A，向水中加入多元酸，搅拌混合均匀后，制得多元酸混合液；
步骤B，向多元酸混合液中加入水溶性脱硫剂，搅拌混合均匀后，制得除臭剂。
根据本发明的一些优选的实施方式，在步骤B中，向多元酸混合液中依次加入水溶性脱硫剂、绿色植物液，以及任选的活化剂，搅拌混合均匀后，制得除臭剂。
根据本发明的一些进一步优选的实施方式，在步骤B中，向多元酸混合液中依次加入水溶性脱硫剂、食用香精、绿色植物液，以及任选的活化剂，搅拌混合均匀后，制得除臭剂。
本发明第三方面提供了一种如本发明第一方面所述的除臭剂或本发明第二方面所述的方法制备的除臭剂在环境保护领域中的应用。
在本发明的一些实施例中，所述在环境保护领域中的应用包括在垃圾处理、污水处理和废气处理中的一种或几种中的应用。
在本发明的一些具体实施例中，所述废气包括硫化氢、硫醇、氨气、有机胺、甲烷和VOC中的一种或多种。
本发明所提供的除臭剂以绿色植物液、水溶性脱硫剂、多元酸为主要除臭成分，三者在提高除臭效率方面具有三元协同作用，有效去除环境中的硫化氢和硫醇等含硫恶臭气体，氨气和有机胺等氨味气体；对本发明的除臭剂辅以活化剂及食用香精，可高效去除环境中的硫化氢和硫醇等含硫恶臭气体、氨气和有机胺等氨味气体以及挥发性有机臭气，同时具有环保、高效作用、可持久控制恶臭等优点。本申请提供的除臭剂的除臭效率可达到85％～99.9％，可对多种废气如硫化氢、硫醇、氨气、有机胺、甲烷、VOC等进行除臭，适用于垃圾填埋场、垃圾中转站、污水处理厂等臭气处理。
具体实施方式
为使本发明容易理解，下面将详细说明本发明。但在详细描述本发明前，应当理解本发明不限于描述的具体实施方式。还应当理解，本文中使用的术语仅为了描述具体实施方式，而并不表示限制性的。
在提供了数值范围的情况下，应当理解所述范围的上限和下限和所述规定范围中的任何其他规定或居间数值之间的每个居间数值均涵盖在本发明内。这些较小范围的上限和下限可以独立包括在较小的范围中，并且也涵盖在本发明内，服从规定范围中任何明确排除的限度。在规定的范围包含一个或两个限度的情况下，排除那些包括的限度之任一或两者的范围也包含在本发明中。
除非另有定义，本文中使用的所有术语与本发明所属领域的普通技术人员的通常理解具有相同的意义。虽然与本文中描述的方法和材料类似或等同的任何方法和材料也可以在本发明的实施或测试中使用，但是现在描述了优选的方法和材料。
Ⅰ.术语
本发明中所述用语“多元酸”是指酸电离得到多个氢离子的酸，多元酸是指三元及其以上的酸，包括三元酸、四元酸、五元酸等。
本发明中所用“水”一词，在没有特别指定的情况下，是指去离子水、超纯水或蒸馏水。
Ⅱ.实施方案
如前所述，在现有的脱臭方法中，物理脱臭法通过水洗法脱臭会造成水资源的严重浪费；采用吸附法脱臭虽然方法简单，但是除臭持续时间较短，需要使用大量的吸附剂，且无法从根本上除去臭味。生物脱臭法虽然脱臭效果比较好，然而其完全依赖微生物的生长状况，且除臭较缓慢，一般需要较长时间才能达到除臭效果，不能及时的进行脱臭。化学脱臭法通过燃烧法脱臭在燃烧的过程中也会造成环境的污染，治标不治本；采用化学除臭剂脱臭除臭反应迅速，但现有的化学除臭剂除臭不彻底，除臭效率不高。
鉴于上述，本申请的发明人对于除臭方法，尤其是化学除臭剂进行了大量的研究和探索，创造性的发现，以绿色植物液、水溶性脱硫剂、多元酸为主要除臭成分，三者在提高除臭效率方面具有三元协同作用，有效去除环境中的硫化氢和硫醇等含硫恶臭气体，氨气和有机胺等氨味气体；对本发明的除臭剂辅以活化剂及食用香精，可高效去除环境中的硫化氢和硫醇等含硫恶臭气体、氨气和有机胺等氨味气体以及挥发性有机臭气，同时具有环保、高效作用、可持久控制恶臭等优点，本发明正是基于上述发现做出的。
因此，本发明第一方面所涉及的除臭剂包含水和活性成分，其中所述活性成分包括多元酸和水溶性脱硫剂。其中，水用作溶剂。
在本发明的一些实施例中，以除臭剂总重量计，所述除臭剂中水溶性脱硫剂的量为9wt％～13wt％，所述多元酸的量为1.4wt％～2.0wt％。
本发明中，所述水溶性脱硫剂为水溶性三嗪类化合物。该化合物具有环状结构，分子中含有多个氮原子。具体说来，三嗪类化合物是在环己烷或苯环的基础上，用氮原子进行取代，形成的1,3,5-位为氮原子的六元环化合物。三嗪环张力较小，稳定性好，氮含量高，具有三个可修饰的位点，可通过亲和取代与硫化氢、硫醇等含硫臭气成分反应，高效专一。
在本发明的一些实施例中，所述水溶性脱硫剂为水溶性三嗪类化合物，优选2,4-二(4-羟基苯磺酸钠)-6-氯-1,3,5-三嗪、1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪中的至少一种，更优选1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪。
本发明中，所述多元酸包括三元酸、四元酸和五元酸中的一种或几种，优选为三元酸。其可用于去除臭气中的氨气、有机胺，环保高效。
在本发明的一些实施例中，所述三元酸包括磷酸和/或柠檬酸。
根据本发明的一些优选的实施方式，所述活性成分还包括绿色植物提取液。
在本发明的一些实施例中，以除臭剂总重量计，所述除臭剂中绿色植物提取液的量为15～25wt％，优选为18wt％～20.4wt％。
在本发明的一些实施例中，所述绿色植物包括银杏叶、冬青、薄荷、樟科植物和桉叶等中的一种或几种。
植物提取液是从自然中的花草、树木中提取的油、汁或浸膏经微乳化而形成的植物除臭剂，可被生物完全降解，无毒、无害、无污染、可消除臭味，且能使毒素转变成无毒物质，对酸性、碱性和中性气体均起作用。它是一种环境友好的、天然的恶臭去除剂，可科学、有效地对臭味气体进行控制和治理，是一种简单有效又廉价的除臭技术。
本发明中的绿色植物提取液可去除挥发性有机臭气，包括有机酸、醇类、酮类、醛类、酚类等以及上述成分经化学反应后所产生的新物质。
植物提取液除臭主要是利用植物中的多羟基结构(多酚)的活性作用。因此，提取的方法主要是基于植物提取液主要活性成分的特性及结构。而植物液的提取方法主要有溶剂萃取法、沉淀法、树脂法、超临界流体萃取(SFE)法，还有超声波浸提法和微波浸提法等。
根据本发明的一些进一步优选的实施方式，所述活性成分还包括活化剂。
在本发明的一些实施例中，以除臭剂总重量计，所述活化剂的量为1～3wt％，优选为1.55wt％～2.5wt％。
本发明中，所述活化剂包括表面活性剂和/或有机溶剂，其可以增强植物提取液的活性，更高效去除挥发性有机臭气。
在本发明的一些实施例中，所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠和/或硬脂醇磺酸钠。
在本发明的另一些实施例中，所述有机溶剂包括乙醇。
根据本发明的一些优选的实施方式，所述除臭剂还包括食用香精。
在本发明的一些实施例中，以除臭剂总重量计，所述除臭剂中食用香精的量为0～1wt％，优选为0.05wt％～0.1wt％。
在本发明的一些实施例中，所述食用香精包括橘子香精和/或苹果香精等。
在本发明的一些具体实施例中，以除臭剂总重量计，所述除臭剂包括以下成分：
本发明第二方面所涉及的第一方面所述的除臭剂的制备方法包括：
步骤A，向水中加入多元酸，搅拌混合均匀后，制得多元酸混合液；
步骤B，向多元酸混合液中加入水溶性脱硫剂，搅拌混合均匀后，制得除臭剂。
根据本发明的一些优选的实施方式，在步骤B中，向多元酸混合液中依次加入水溶性脱硫剂、绿色植物液，以及任选的活化剂，搅拌混合均匀后，制得除臭剂。
根据本发明的另一些优选的实施方式，在步骤B中，向多元酸混合液中依次加入水溶性脱硫剂、食用香精、绿色植物液，以及任选的活化剂，搅拌混合均匀后，制得除臭剂。
在一些实施例中，步骤A中所述搅拌的时间为10-15分钟。
在另一些实施例中，步骤B中所述搅拌的时间为10-20分钟。
根据本发明的一些进一步优选的实施方式，所述方法还包括在步骤B后，对获得的除臭剂进行过滤及包装的步骤C。
在本发明的一些实施例中，在步骤C中，静置5分钟稳定消泡后，对获得的除臭剂进行过滤及包装。
本发明第三方面提供了一种如本发明第一方面所述的除臭剂或本发明第二方面所述的方法制备的除臭剂在环境保护领域中的应用。
在本发明的一些实施例中，所述在环境保护领域中的应用包括在垃圾处理、污水处理和废气处理中的一种或几种中的应用。
在本发明的一些具体实施例中，将本发明的除臭剂用于垃圾处理、污水处理，可以配置大功率风炮或微型喷雾装置进行喷雾，产品在200～800倍范围内加水稀释，直接喷雾使用即可。
在本发明的另一些具体实施例中，将本发明的除臭剂用于废气处理，对工业废气和尾气有喷淋处理净化系统的可在不改变原处理装置和工艺流程的基础上，在20～100倍范围内加水稀释喷淋使用即可。
在本发明的一些进一步具体的实施例中，所述废气包括硫化氢、硫醇、氨气、有机胺、甲烷和VOC中的一种或多种。
本发明中采用专业仪器，例如，便携式复合气体分析仪(GASTiger 2000，深圳市万安迪科技有限公司)对臭气浓度进行检测，并根据式(Ⅰ)计算相关废气去除率。
式(Ⅰ)中：
G0为在除臭剂处理之前所测得的废气浓度，单位为mg/m3；
Gt为经除臭剂处理后所测得的废气浓度，单位为mg/m3。
Ⅲ.实施例
为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来进一步详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。本发明中所使用的原料或组分若无特殊说明均可以通过商业途径或常规方法制得。
实施例1：制备除臭剂
将62g水加入反应容器中，边搅拌边加入磷酸2g，搅拌10-15分钟后，依次加入1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪13g、食用香精0.1g、绿色植物液20.4g、活化剂2.5g，继续搅拌10-20分钟，静置5分钟后，对获得的除臭剂进行过滤包装。
实施例2：制备除臭剂
将66g水加入反应容器中，边搅拌边加入磷酸1.6g，搅拌10-15分钟后，依次加入1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪11g、食用香精0.1g、绿色植物液19.3g、活化剂2g，继续搅拌10-20分钟，静置5分钟后，对获得的除臭剂进行过滤包装。
实施例3：制备除臭剂
将70g水加入反应容器中，边搅拌边加入磷酸1.4g，搅拌10-15分钟后，依次加入1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪9g、食用香精0.05g、绿色植物液18g、活化剂1.55g，继续搅拌10-20分钟，静置5分钟后，对获得的除臭剂进行过滤包装。
实施例4：制备除臭剂
将70g水加入反应容器中，边搅拌边加入磷酸1.4g，搅拌10-15分钟后，依次加入1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪9g、绿色植物液18g、活化剂1.55g，继续搅拌10-20分钟，静置5分钟后，对获得的除臭剂进行过滤包装。
对比例1：制备除臭剂
除臭剂中不加磷酸和1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪，其他物质、加入量及条件同实施例1。
对比例2：制备除臭剂
除臭剂中不加磷酸，其他物质、加入量及条件同实施例1。
对比例3：制备除臭剂
除臭剂中不加1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪，其他物质、加入量及条件同实施例1。
实施例5：除臭效果比较
将实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、对比例1、对比例2、对比例3分别进行稀释，使绿色植物液的含量为10％，再将稀释后的七个样分别稀释500倍，对垃圾处理填埋场臭气进行处理，对比处理效果(在绿色植物液投加量相同的情况下进行比较)，结果见表1。
表1除臭效果比较
从表1可以看出，实施例1物料配比效果最佳，磷酸与水溶性脱硫剂之间具有协同作用。
同时，实施例4中的除臭剂与实施例3不同在于，实施例4的除臭剂中没有食用香精，但是检测试验结果表明，实施例4中除臭剂的除臭效果与实施例3的除臭效果相当。
此外，试验表明，本发明所提供的除臭剂的除臭率可达99.9％。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (10)

1.一种除臭剂，其包含水和活性成分，其中所述活性成分包括多元酸和水溶性脱硫剂。
2.根据权利要求1所述的除臭剂，其特征在于，以除臭剂总重量计，所述除臭剂中水溶性脱硫剂的量为9wt％～13wt％，所述多元酸的量为1.4wt％～2.0wt％。
3.根据权利要求1或2所述的除臭剂，其特征在于，所述水溶性脱硫剂为水溶性三嗪类化合物，优选2,4-二(4-羟基苯磺酸钠)-6-氯-1,3,5-三嗪、1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪中的至少一种，更优选1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪；和/或，所述多元酸包括三元酸、四元酸和五元酸中的一种或几种，优选为三元酸；进一步优选所述三元酸包括磷酸和/或柠檬酸。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的除臭剂，其特征在于，所述活性成分还包括绿色植物提取液；优选地，以除臭剂总重量计，所述除臭剂中绿色植物提取液的量为15～25wt％，更优选为18wt％～20.4wt％；进一步优选地，所述绿色植物包括银杏叶、冬青、薄荷、樟科植物和桉叶中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的除臭剂，其特征在于，所述活性成分还包括活化剂；优选地，以除臭剂总重量计，所述活化剂的量为0～3wt％，更优选为1.55wt％～2.5wt％；进一步优选地，所述活化剂包括表面活性剂和/或有机溶剂；更优选表面活性剂包括十二烷基硫酸钠和/或硬脂醇磺酸钠；和/或，更优选所述有机溶剂包括乙醇。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的除臭剂，其特征在于，所述除臭剂还包括食用香精；优选地，以除臭剂总重量计，所述除臭剂中食用香精的量为0～1wt％，更优选为0.05wt％～0.1wt％；进一步优选地，所述食用香精包括桔子香精和/或苹果香精。
7.一种如权利要求1-6中任意一项所述的除臭剂的制备方法，其包括：
步骤A，向水中加入多元酸，搅拌混合均匀后，制得多元酸混合液；
步骤B，向多元酸混合液中加入水溶性脱硫剂，搅拌混合均匀后，制得除臭剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤B中，向多元酸混合液中依次加入水溶性脱硫剂、绿色植物液，以及任选的活化剂，搅拌混合均匀后，制得除臭剂。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤B中，向多元酸混合液中依次加入水溶性脱硫剂、食用香精、绿色植物液，以及任选的活化剂，搅拌混合均匀后，制得除臭剂。
10.如权利要求1-6中任意一项所述的除臭剂或如权利要求7-9中任意一项所述的方法制备的除臭剂在环境保护领域中的应用；优选地，所述在环境保护领域中的应用包括在垃圾处理、污水处理和废气处理中的一种或几种中的应用；进一步优选地，所述废气包括硫化氢、硫醇、氨气、有机胺、甲烷和VOC中的一种或多种。
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