CN110639483A - 一种氧化半交联凝胶原位高效处理脱硫废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氧化半交联凝胶原位高效处理脱硫废水的方法，是将海藻酸钠、聚乙烯醇和氨基硫脲在溶剂中混合均匀后，再加入双氧水充分氧化，然后通过反复冷冻解冻的方式获得氧化半交联凝胶；将所得凝胶加入待处理的脱硫废水中，凝胶在实现完全交联的过程中可同步去除脱硫废水中的污染物。本发明的方法简单，所得凝胶具有高比表面积，可快速高效实现脱硫废水的处理，且处理后易于固液分离，有巨大的实际应用潜力。

Description

一种氧化半交联凝胶原位高效处理脱硫废水的方法
技术领域
本发明涉及一种氧化半交联凝胶原位高效处理脱硫废水的方法，属于环境功能凝胶研究技术领域。
背景技术
火力发电是社会电力发展的主力军，2018年中国火力发电占比73.32％。随着我国水资源的紧张和环境保护要求的提高，电厂所面临的水资源问题和环境问题将日益突出。脱硫废水作为火电厂最大的终端废水，是燃煤电厂在对锅炉烟气进行脱硫时产生的，煤经过燃烧会形成大量的烟气、悬浮物和杂质，为了确保脱硫效果，就必须保持浆液的品质，需要将产生的废液排出做进一步的处理。脱硫废水具有高硬度、高含盐等特性，水质较为恶劣，悬浮物含量高(包括石膏颗粒、SiO2、Al和Fe的氢氧化物)，COD、氟化物、重金属(通常为Hg、Cr、Cu、Pb、As等)超标，使得脱硫废水具有较高的处理难度。而且脱硫废水中的亚硫酸盐、硫酸盐和悬浮物较多，且脱硫废水中的酸性物质较多，腐蚀性往往较强，而这会对设备和系统带来腐蚀，甚至导致废水泄露和机械故障的出现，所以必须引起高度重视。
为了降低处理成本、减少环境污染，探索新的废水处理模式、优化电厂废水处理工艺与技术，实现废水资源化，做到废水重复利用直至零排放，具有重要的社会效益与经济效益。如何合理构建环境功能材料实现脱硫废水的高效低成本处理成为迫切需要解决的问题。
发明内容
为解决上述现有技术所存在的问题，本发明提供了一种氧化半交联凝胶原位高效处理脱硫废水的方法，旨在实现脱硫废水的高效低成本处理。
为实现发明目的，本发明采用如下技术方案：
本发明公开了一种氧化半交联凝胶原位高效处理脱硫废水的方法，包括如下步骤：
1)将海藻酸钠、聚乙烯醇和氨基硫脲加入溶剂中，混合均匀，得到混合溶液A；
2)向所述混合溶液A中滴加双氧水，然后充分搅拌氧化，获得混合溶液B；
3)将所述混合溶液B反复冷冻解冻，获得氧化半交联凝胶；
4)将所述氧化半交联凝胶加入待处理的脱硫废水中，并通过搅拌使凝胶与脱硫废水充分混合，凝胶在实现完全交联的过程中同步去除脱硫废水中的污染物，即完成了脱硫废水的原位处理。
进一步地，在所述混合溶液A中，所述海藻酸钠浓度为0.01～200mg/mL、所述聚乙烯醇浓度为0.01～200mg/mL、所述氨基硫脲浓度为0.01～200mg/mL，所述溶剂为水和乙醇按体积比为1:0.1～10构成的混合液。
进一步地，在所述混合溶液B，双氧水含量为0.01～100mM。
进一步地，步骤2)中，搅拌氧化的时间为0.5～5h。
进一步地，步骤3)中，所述冷冻的温度为-20～-60℃、所述解冻的温度为10～80℃，冷冻解冻的反复循环次数为3～8次，每次冷冻和解冻的时间为6～48h。
进一步地，步骤4)中，所述氧化半交联凝胶在脱硫废水中的加入量为0.1～100g/L。
进一步地，步骤4)中，所述搅拌的时间为0.5～2h。
本发明的有益效果体现在：
1、本发明在氧化半交联凝胶原位高效处理脱硫废水的过程中，通过聚乙烯醇的交联和海藻酸钠的非交联实现了凝胶的半交联，既使得海藻酸钠具有原位交联去除脱硫废水中污染物的能力，又使得凝胶具有宏观形态易于固液分离，处理过程快速高效，相比传统絮凝处理方法既提升了处理效果又避免了污泥的产生。
2、本发明所用原料海藻酸钠和聚乙烯醇均为廉价易得的材料，来源广泛、经济可行，大大降低了生产成本。
3、本发明的方法简单，所得凝胶具有高比表面积，可快速高效实现脱硫废水的处理，且处理后易于固液分离，有巨大的实际应用潜力。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的氧化半交联凝胶照片；
图2为本发明实施例1所制备的氧化半交联凝胶原位高效处理脱硫废水的反应动力学曲线；
图3为本发明实施例2所制备的氧化半交联凝胶原位高效处理脱硫废水的反应动力学曲线；
图4为本发明实施例3所制备的氧化半交联凝胶原位高效处理脱硫废水的反应动力学曲线。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例所用脱硫废水取自安徽某2台660MW燃煤电厂，其重金属含量如下：Pb0.225mg/L，Cr 0.005mg/L，Cu 0.721mg/L，Hg 0.054mg/L，As 0.023mg/L。
实施例1
本实施例按如下步骤制备氧化半交联凝胶，并利用所得凝胶原位高效处理脱硫废水：
1)配置40mL水/乙醇混合液(水和乙醇体积比为1:1)，向混合液中溶解10mg海藻酸钠、10mg聚乙烯醇和1mg氨基硫脲，超声1h，得到混合溶液A；
2)向混合溶液A中滴加双氧水至其浓度为1mM，然后充分搅拌氧化1h，获得混合溶液B；
3)将混合溶液B放入模具中，-40℃下冷冻12h，再常温解冻12h，反复冷冻解冻3次，获得氧化半交联凝胶，图1为本实施例所得氧化半交联凝胶的照片，经检测其比表面积为32.11m2/g；
4)将氧化半交联凝胶加入待处理的脱硫废水中，投加量为5g/L，并通过搅拌使凝胶与脱硫废水充分混合，搅拌时间2h，凝胶在实现完全交联的过程中同步去除脱硫废水中的污染物，即完成了脱硫废水的原位处理。
图2为本实施例所得氧化半交联凝胶原位高效处理脱硫废水的反应动力学曲线，可知，本实施例的氧化半交联凝胶对脱硫废水中Pb、Cr、Cu、Hg、As等重金属的吸附量均高于5mmol/g。
实施例2
本实施例按如下步骤制备氧化半交联凝胶，并利用所得凝胶原位高效处理脱硫废水：
1)配置40mL水/乙醇混合液(水和乙醇体积比为3:1)，向混合液中溶解200mg海藻酸钠、200mg聚乙烯醇和50mg氨基硫脲，超声1h，得到混合溶液A；
2)向混合溶液A中滴加双氧水至其浓度为10mM，然后充分搅拌氧化2h，获得混合溶液B；
3)将混合溶液B放入模具中，-80℃下冷冻12h，再常温解冻12h，反复冷冻解冻3次，获得氧化半交联凝胶，经检测其比表面积为12.26m2/g；
4)向待处理的脱硫废水中加入氧化半交联凝胶，投加量为5g/L，并通过搅拌使凝胶与脱硫废水充分混合，搅拌时间1h，凝胶在实现完全交联的过程中同步去除脱硫废水中的污染物，即完成了脱硫废水的原位处理。
图3为本实施例所得氧化半交联凝胶原位高效处理脱硫废水的反应动力学曲线，可知，本实施例的氧化半交联凝胶对脱硫废水中Pb、Cr、Cu、Hg、As等重金属的吸附量均高于2mmol/g。
实施例3
本实施例按如下步骤制备氧化半交联凝胶，并利用所得凝胶原位高效处理脱硫废水：
1)配置40mL水/乙醇混合液(水和乙醇体积比为3:1)，向混合液中溶解200mg海藻酸钠、200mg聚乙烯醇和100mg氨基硫脲，超声1h，得到混合溶液A；
2)向混合溶液A中滴加双氧水至其浓度为60mM，然后充分搅拌氧化3h，获得混合溶液B；
3)将混合溶液B放入模具中，-20℃下冷冻12h，再常温解冻12h，反复冷冻解冻3次，获得氧化半交联凝胶，经检测其比表面积为16.87m2/g；
4)向待处理的脱硫废水中加入投加量为3g/L氧化半交联凝胶，并通过搅拌使凝胶与脱硫废水充分混合，搅拌时间0.5h，凝胶在实现完全交联的过程中同步去除脱硫废水中的污染物，即完成了脱硫废水的原位处理。
图4为本实施例所得氧化半交联凝胶原位高效处理脱硫废水的反应动力学曲线，可知，本实施例的氧化半交联凝胶对脱硫废水中Pb、Cr、Cu、Hg、As等重金属的吸附量均高于2mmol/g。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种氧化半交联凝胶原位高效处理脱硫废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将海藻酸钠、聚乙烯醇和氨基硫脲加入溶剂中，混合均匀，得到混合溶液A；
2)向所述混合溶液A中滴加双氧水，然后充分搅拌氧化，获得混合溶液B；
3)将所述混合溶液B反复冷冻解冻，获得氧化半交联凝胶；
4)将所述氧化半交联凝胶加入待处理的脱硫废水中，并通过搅拌使凝胶与脱硫废水充分混合，凝胶在实现完全交联的过程中同步去除脱硫废水中的污染物，即完成了脱硫废水的原位处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述混合溶液A中，所述海藻酸钠浓度为0.01～200mg/mL、所述聚乙烯醇浓度为0.01～200mg/mL、所述氨基硫脲浓度为0.01～200mg/mL，所述溶剂为水和乙醇按体积比为1:0.1～10构成的混合液。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在所述混合溶液B中，双氧水含量为0.01～100mM。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤2)中，搅拌氧化的时间为0.5～5h。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤3)中，所述冷冻的温度为-20～-60℃、所述解冻的温度为10～80℃，冷冻解冻的反复循环次数为3～8次，每次冷冻和解冻的时间为6～48h。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤4)中，所述氧化半交联凝胶在脱硫废水中的加入量为0.1～100g/L。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤4)中，所述搅拌的时间为0.5～2h。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103332810A (zh) * 2013-07-24 2013-10-02 武汉大学 一种脱硫废水中重金属的处理方法
CN103359816A (zh) * 2012-03-29 2013-10-23 江南大学 一种改性海藻酸钠絮凝剂的合成方法及其应用
CN106633108A (zh) * 2016-11-23 2017-05-10 辽宁石油化工大学 一种胺化石墨烯‑海藻酸钠复合凝胶球的制备方法
CN107189090A (zh) * 2017-06-28 2017-09-22 中国科学院生态环境研究中心 海藻酸盐‑聚乙烯醇纳米复合双网络凝胶及其制备方法
CN107254056A (zh) * 2017-06-28 2017-10-17 中国科学院生态环境研究中心 一种自愈合聚乙烯醇‑海藻酸盐双网络凝胶及其制备方法
US20170355979A1 (en) * 2016-06-13 2017-12-14 Korea Institute Of Science And Technology Carrier including ammonium oxidizing bacteria immobilized therein and method for preparing same
CN107552020A (zh) * 2017-09-18 2018-01-09 同济大学 合成掺杂碳纳米材料的聚乙烯醇/海藻酸钠凝胶球吸附剂的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103359816A (zh) * 2012-03-29 2013-10-23 江南大学 一种改性海藻酸钠絮凝剂的合成方法及其应用
CN103332810A (zh) * 2013-07-24 2013-10-02 武汉大学 一种脱硫废水中重金属的处理方法
US20170355979A1 (en) * 2016-06-13 2017-12-14 Korea Institute Of Science And Technology Carrier including ammonium oxidizing bacteria immobilized therein and method for preparing same
CN106633108A (zh) * 2016-11-23 2017-05-10 辽宁石油化工大学 一种胺化石墨烯‑海藻酸钠复合凝胶球的制备方法
CN107189090A (zh) * 2017-06-28 2017-09-22 中国科学院生态环境研究中心 海藻酸盐‑聚乙烯醇纳米复合双网络凝胶及其制备方法
CN107254056A (zh) * 2017-06-28 2017-10-17 中国科学院生态环境研究中心 一种自愈合聚乙烯醇‑海藻酸盐双网络凝胶及其制备方法
CN107552020A (zh) * 2017-09-18 2018-01-09 同济大学 合成掺杂碳纳米材料的聚乙烯醇/海藻酸钠凝胶球吸附剂的方法

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