CN112499842A - 一种化学合成制药高盐高浓废水预处理系统和预处理方法 - Google Patents
一种化学合成制药高盐高浓废水预处理系统和预处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112499842A CN112499842A CN202110157296.8A CN202110157296A CN112499842A CN 112499842 A CN112499842 A CN 112499842A CN 202110157296 A CN202110157296 A CN 202110157296A CN 112499842 A CN112499842 A CN 112499842A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- salt
- wastewater
- pretreatment system
- chemical synthesis
- concentration wastewater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/40—Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
- C02F1/5245—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using basic salts, e.g. of aluminium and iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
- C02F1/56—Macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/34—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
- C02F2103/343—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from the pharmaceutical industry, e.g. containing antibiotics
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
本发明提供了一种化学合成制药高盐高浓废水预处理系统,包括依次连接的格栅调节池、隔油沉淀池、混凝池、换热器,湿式催化氧化法反应塔,所述混凝池的混凝剂包括聚丙烯酰胺,两性丙烯酰胺共聚物和无机絮凝剂,所述两性丙烯酰胺共聚物是丙烯酰胺,疏水阳离子改性丙烯酰胺和苯乙烯磺酸钠共聚得到。本发明还在湿式催化氧化法反应塔使用包括氧化铜的金属氧化物为催化剂活性成分,以埃洛石纳米管改性活性炭为复合载体的负载型非均相催化剂,解决了铜系催化剂容易失活的缺陷。经过高盐高浓废水经过本发明预处理方法处理后,可生化性良好,便于进行接下来的生化处理。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域,具体涉及一种化学合成类制药高盐高浓废水的预处理系统和预处理方法。
背景技术
制药行业是水污染防治行动计划(简称“水十条”)专项整治十大重点行业之一,化学合成类药品的生产工艺步骤多、周期长、原辅材料的品种多,最终产品只占原料总量的5%-15%,未反应的原辅料及溶剂大量进入废水中,化学合成类制药废水具有废水成分复杂、COD含量高,可生化性差、废水中含有氰、酚、芳香族胺、氮杂环和多环芳香烃等难以降解甚至对降解有抑制作用的物质,毒性大、含盐量高、氨氮含量高等特点,已成为重要的环境污染源,是最具有毒性的工业废水之一,不仅制约着企业自身的发展,也为城市建设和管理带来巨大压力。
由于化学合成类制药废水的复杂性和毒害性,传统的处理工艺存在废水处理规模小、成本高、出水无法稳定达标排放、资源回收利用程度低等缺点。
化学制药废水具有高COD含量、高含盐量,成分复杂的特点,使得化学制药废水处理难度大,成本高。一方面是因为化学制药废水的BOD5/COD一般较小,可生化性差,属于难以生化处理的废水,另一方面固体悬浮物浓度高,难以生物降解。目前化学合成类制药废水的主要处理方法有化学法,包括铁碳电解法、臭氧氧化法、芬顿氧化法;物理化学法,包括混凝、电解、膜分离等。单独采用其中一种难以达到合格的处理效果,而且能耗高,还可能造成二次污染。但如果处理使用过多设备,在能源消耗和成本上也不利于生产。因此,对于化学合成类制药废水,特别是高盐高浓废水的预处理工艺提出了新的挑战。
发明内容
为克服现有技术中对于化学合成制药高盐高浓废水的预处理方法难以在处理效率、处理成本、处理结果之间达到综合的平衡,本发明提出了一种化学合成制药高盐高浓废水预处理系统以及预处理方法。本发明将混凝技术,湿式催化氧化法(Catalytic wetoxidation,简称CWO)联合使用,显著降低了废水的COD,使废水的可生化性提高,方便进一步进行生化处理。
为了解决上述技术问题,本发明的第一个目的是提供一种化学合成制药高盐高浓废水预处理系统,包括依次连接的格栅调节池、隔油沉淀池、混凝池、换热器,湿式催化氧化法反应塔,所述混凝池的混凝剂包括聚丙烯酰胺,两性丙烯酰胺共聚物和无机絮凝剂,所述两性丙烯酰胺共聚物是丙烯酰胺,疏水阳离子改性丙烯酰胺和苯乙烯磺酸钠共聚得到。
本发明的化学合成制药高盐高浓废水的COD在30000mg/L以上,盐度在10%以上。高盐高浓废水属于处理难度的一类废水,需要进行预处理,以降低其COD值至一定含量以下,提高可生化性,才能进行下一步的生化处理。现有技术一般都采用混凝的方式,但是一般无机混凝剂或常用的聚丙烯酰胺(PAM)有机混凝剂都难以在高盐度下发挥作用。本发明提供使用两性丙烯酰胺共聚物作为絮凝剂,具有较好的抗盐性,可以在高盐度下对高COD的废水进行初步处理。
优选地,所述混凝剂为聚丙烯酰胺,两性丙酰胺共聚物,无机絮凝剂按照质量比为5-8:1-2:6-10的复配混凝剂,混凝剂的加入量为废水质量的0.05-0.2%。
所述聚丙烯酰胺分子量为800万至1300万;所述两性丙烯酰胺共聚物分子量为600万至1000万;所述无机絮凝剂为金属的盐和无机高分子絮凝剂按照质量比1-3:1-3的复配。所述金属的盐选自铁盐,铝盐,比如氯化铝,硫酸铁,氯化铁;所述无机高分子絮凝剂选自聚合氯化铝,聚合硫酸铝,聚合氯化铁,聚合硅酸铁,聚合硫酸氯化铝,聚合硫酸氯化铝铁,聚合硅酸铁铝,聚合硫酸硅酸铁,聚磷酸氯化铝中的至少一种。
优选地,所述无机絮凝剂为氯化铝和聚合硅酸铁铝按照质量比1-1.7:1的复配。
所述疏水阳离子改性丙烯酰胺选自二甲基十四烷基(2-甲基丙烯酰胺基丙基)溴化铵,二甲基十六烷基(2-甲基丙烯酰胺基丙基)溴化铵,二甲基十八烷基(2-甲基丙烯酰胺基丙基)溴化铵中的至少一种。
进一步地,所述两性丙烯酰胺共聚物是丙烯酰胺,疏水阳离子改性丙烯酰胺和苯乙烯磺酸钠按照质量比100:10-20:5-10进行共聚得到。
两性的丙烯酰胺共聚物同时带有阴离子(磺酸根)和阳离子(季铵盐基团),具有较强的吸附架桥作用外,还能具有较高的电荷密度,可充分和废水中带有带有电荷的有机物或其他杂质产生静电吸附作用,捕捉废水中带有负电荷(硫酸基,磺酸基,硝酸基,电负性强的基团)的有机悬浮物,使其脱稳沉降。而且阴阳离子同时存在增强了分子间的缠绕包裹作用,处理量增强;同时,阳离子单体上具有长链烷基的疏水链段,阴离子单体上具有苯基,具有一定的疏水缔合作用,可以形成物理交联,增强了絮凝作用,减少了絮凝剂的用量。此外,本发明采用复配的无机絮凝剂和-有机高分子混凝剂一起配合使用,无机盐离子的加入增强絮凝剂的电荷密度,增强电中和作用,同时水解产生的络合物,先通过架桥等作用形成小的颗粒,再通过丙烯酰胺高分子的卷扫作用完成对小颗粒的网捕,进一步降低了废水中固体悬浮物的浓度,方便进行之后的CWO处理。
本发明两性丙烯酰胺共聚物的制备方法优选采用反相乳液聚合方法制得,可以得到较高分子量的聚合物,絮凝的效果更佳。
所述反相乳液聚合的方法和条件是本领域所熟知的,在本发明一个具体实施方式中,以石油醚和/或白油为连续相,以含有单体的水溶液为分散相,以吐温和/或司盘作为乳化剂,引发剂为亚硫酸氢钠-过硫酸铵复合引发剂,引发剂的用量是单体总质量的0.5-1wt%。优选地,采用吐温和司盘按照质量比1-3:1-3的复合乳化剂,能够更为稳定乳液体系,得到分子量更大,分子量分布更窄的共聚物,絮凝效果更佳。分散相中,单体的总质量浓度为30-40wt%,油相和水相的体积比为1-2:1,优选为1.5-2:1。
在本发明一个优选技术方案中,所述两性丙烯酰胺共聚物使通过包括以下步骤的制备方法得到的:以石油醚为油相,以吐温60:司盘40=1-2:1-2作为复合乳化剂配制油相,按照质量比丙烯酰胺(AM):二甲基十六烷基(2-甲基丙烯酰胺基丙基)溴化铵(AM16):苯乙烯磺酸钠(SSS)=100:10-20:5-10,将单体分散在水中,单体的总的质量浓度控制在37wt%,配制水相;在搅拌,氮气条件下,将水相缓慢加入到油相中,水相和油相的体积比为1.5-1.8:1,升温至50-60℃,再加入单体总质量0.5-1wt%的硫酸氢钠和过硫酸铵按照质量比1-2:2-4的复合引发剂的水溶液,保温进行反应4-6h,冷却至室温出料,得到共聚物的溶液,用乙醇破乳,用丙酮/乙醇体积比为1-2:1-2的溶剂洗涤2次以上,烘箱干燥得到粉末状共聚物产品。
本发明中,B/C中的B为BOD,表示生化需氧量,一般以BOD5表示,即进行生物氧化的时间为五天的需氧量;C为COD,表示化学需氧量,本发明中以重铬酸钾法进行测试,即CODCr,因此本发明中所述B/C即为BOD5和CODCr的比值。B/C的值表示废水的可生化性,B/C值越高,表示可生化性越高,一般认为B/C如果低于0.3,表示可生化性较差。
本发明除了在混凝池中采用了两性丙烯酰胺共聚物作为混凝剂,还创造性地将混凝技术和CWO技术联用对高盐高浓废水进行预处理,混凝池初步处理后的废水,除去废水中溶解态或者悬浮态的有机物,进入CWO反应塔进一步氧化,进一步降低COD,提高BOD5/COD比值。CWO法处理废水一般多采用铜系催化剂,但是铜系催化剂具有催化剂溶出和失活的问题,而且反应结束候需要进行催化剂和反应液的分离,增加了设备运行和处理的成本。本发明将混凝技术和CWO技术联用,经过预处理后的废水可生化性良好,方便进一步进行生哈处理以达到排放或者中水回用要求。
本发明CWO反应塔中所用催化剂为负载型非均相催化剂,以包括氧化铜的金属氧化物为催化剂活性成分,以埃洛石纳米管改性活性炭为复合载体,所述复合载体是埃洛石纳米管和活性炭通过硅烷偶联剂复合得到;优选地,埃洛石纳米管和活性炭的质量比为2-3:5-7。
优选地,所述金属氧化物包括氧化铜,氧化锰,氧化铈;更优选地,所述氧化铜,氧化锰,氧化铈的摩尔比约为7-10:2-4:1-1.5。
所述负载型非均相催化剂是按照包括如下步骤的方法制备得到:
(1)将埃洛石纳米管加入到盐酸和硝酸的混合酸中,超声分散,再加入硅烷偶联剂继续超声分散;
(2)向步骤(1)的埃洛石纳米管分散液中加入活性炭粉末,在50-70℃恒温下搅拌2-3h,用去离子水洗涤至中性,干燥即得埃洛石纳米管改性活性炭复合载体;
(3)所述埃洛石纳米管改性活性炭复合载体浸渍于含有硝酸铜,硝酸锰,硝酸铈的水溶液中,加入络合剂,在50-70℃浸渍,待吸附浸渍平衡后,干燥,焙烧即得。
进一步地,步骤(T1)中所述硅烷偶联剂选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、双-[3-(三甲氧基硅)-丙基]-胺、3-苯胺基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
步骤(1)中混合酸中盐酸的浓度为2-4M,硝酸的浓度为1.5-2.5M。
进一步地,埃洛石纳米管,硅烷偶联剂和活性炭粉末的质量比为20-30:1-2:50-70。
步骤(3)中所述络合剂为氨水和/或尿素,总的加入量为使浸渍液中络合剂的浓度在1-2M。
步骤(3)中,所述干燥的温度为90-100℃,干燥时间1-2h,待水分基本挥发完毕即可;所述烘焙的温度为450-550℃,焙烧8-12h,得到多孔结构的催化剂。
优选地,所述焙烧前还有预焙烧阶段,是在200-300℃下预热处处理2-3h,再缓慢升温至焙烧温度进行焙烧。
进一步地,步骤(3)中,水溶液中硝酸铜浓度为0.7-1M,硝酸锰浓度为0.2-0.4M,硝酸铈的浓度0.1-0.15M;浸渍的时间没有特别的限定,一般为24-48h,待吸附浸渍平衡即表示浸渍完成,浸渍时间再延长,催化剂活性成分的负载量也不会继续增大。在本发明中,可以认为复合载体在含有金属的硝酸盐中浸渍平衡,烘焙得到的催化剂中,各金属的物质的量比例约等于浸渍液中金属离子的摩尔浓度的比例,不会出现较大误差。在本发明负载型非均相催化剂的制备方法中,埃洛石纳米管改性活性炭复合载体浸渍的盐溶液中,硝酸铜、硝酸锰、硝酸铈的浓度之比为7-10:2-4:1-1.5,经过吸附平衡、干燥、焙烧后的催化剂上,氧化铜、氧化锰和氧化铈的摩尔比例近似地认为和其金属的盐溶液中摩尔浓度比例接近。
埃洛石纳米管改性活性炭复合载体和浸渍液的用量比例没有特别的限定,能保证充分浸渍平衡即可,一般浸渍液的体积是复合载体质量的10倍以上(mL/g)。
埃洛石碳纳米管是一种价格低廉的天然纳米管,为管状结构,含有一定量的羟基,通过硅烷偶联剂和活性炭连接后,形成复合载体。由于CWO反应塔中催化氧化剂是长期在水热的条件下使用,并且根据需要处理的废水不同,其pH是在5-10的较大范围内,即要求催化剂还有一定的耐酸碱性。活性炭是一种用途广泛的催化剂载体,但很少用于CWO催化剂的载体,主要原因是金属流失问题比较严重,催化剂失活现象显著,增加了成本和处理的难度,还可能造成二次污染。发明人预料不到地发现,以埃洛石纳米管改性活性炭复合物作为CWO催化剂的载体,能够有效改善铜系催化剂在氧化反应过程中的溶出问题,催化剂寿命得到提高;同时采用本发明上述复合载体的催化剂寿命提升,可能的原因还在于埃洛石碳纳米管的引入,还一定程度改善了活性炭的磨损率高的缺陷。
本发明还提供了一种利用上述处理系统对化学合成类制药高盐高浓废水进行预处理的方法,包括以下步骤:
(S1)化学合成制药高盐高浓废水依次经过格栅调节池,隔油沉淀池,混凝池;
(S2)混凝池上清液进入换热器进行预热,出水进入湿式催化氧化法反应塔进行氧化处理。
进一步地,步骤(S1)中,隔油沉淀池用于初步去除水中含有的溶媒等油类物质;隔油沉淀池上清液进入混凝池,混凝池中混凝剂的加入量为混凝剂的加入量为废水质量的0.05-0.2%,优选为0.1-0.15wt%,废水在混凝池中停留时间2-3h,经过混凝池处理后,上清液B/C值可以达到0.25以上。
步骤(S2)中,在换热器中,废水预热至200-220℃,换热器的热源来自与导热油等外加热源;预热的废水进入湿式催化氧化法反应塔,反应条件为氧气的分压为1-2MPa,空速为1-1.5h-1,反应时间为2-3小时,反应塔反应温度220-240℃.经过本发明预处理方法,湿式催化氧化法反应塔出水B/C值达到0.6以上,便于为进一步的生化处理提供良好的基础。
相对于现有技术,本发明取得了以下有益效果:
一、本发明创造性地将混凝技术和CWO技术联用,同时混凝池中采用两性丙烯酰胺共聚物作为混凝剂,能够在高盐度下取得了优异的絮凝效果,使混凝池出水B/C值达到0.25以上。
二、本发明在CWO反应塔出水B/C值达到0.6以上;同时由于采用埃洛石纳米管改性的活性炭复合材料作为催化剂载体,采用的能够有效防止金属活性成分的流失和溶出,能保证长时间运行催化活性也能满足需求。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例所用埃洛石纳米管采购自石家庄汇岩矿产品加工厂,颜色白色,平均长度约0.9μm,外径约80nm,内径约40nm;.活性炭粉末采购自益通净水材料有限公司,粒径325目,亚甲基兰吸附为120ml/g,焦糖脱色率>100%。
本发明实施例中,如果没有特别说明,所述“份”均为质量份, 所述“%”均为质量百分比。
制备例1 反相乳液聚合制备两性丙烯酰胺共聚物
制备例1-1
以石油醚为连续相,以吐温60:司盘40=1:1作为复合乳化剂配制油相,按照质量比丙烯酰胺(AM):二甲基十六烷基(2-甲基丙烯酰胺基丙基)溴化铵(AM16):苯乙烯磺酸钠(SSS)=100:15:8将单体分散在水中,单体的总的质量浓度控制在35wt%,配制水相。在搅拌,氮气条件下,将水相缓慢加入到油相中,油相和水相的体积比为1.6:1,升温至50℃,再加入单体总质量0.7wt%的硫酸氢钠和过硫酸铵按照质量比1:2的复合引发剂的水溶液,保温进行反应6h,冷却至室温出料,得到共聚物的溶液,用乙醇破乳,用丙酮/乙醇体积比为1:1的溶剂洗涤2次,烘箱干燥得到粉末状共聚物产品。
按照粘度法,采用粘度法测试共聚物粘均分子量约为830万。
制备例1-2
其他条件和步骤和制备例1相同,区别在于以二甲基十四烷基(2-甲基丙烯酰胺基丙基)溴化铵(AM14)替换二甲基十六烷基(2-甲基丙烯酰胺基丙基)溴化铵(AM16)。
制备例1-3
其他条件和步骤和制备例1相同,区别在于以二甲基十八烷基(2-甲基丙烯酰胺基丙基)溴化铵(AM18)替换二甲基十六烷基(2-甲基丙烯酰胺基丙基)溴化铵(AM16)。
制备例1-4
其他条件和步骤和制备例1相同,区别在于单体的质量比丙烯酰胺(AM):二甲基十六烷基(2-甲基丙烯酰胺基丙基)溴化铵(AM16):苯乙烯磺酸钠(SSS)=100:20:5。
制备例1-5
其他条件和步骤和制备例1相同,区别在于单体的质量比丙烯酰胺(AM):二甲基十六烷基(2-甲基丙烯酰胺基丙基)溴化铵(AM16):苯乙烯磺酸钠(SSS)=100:10:10。
制备例1-6
其他条件和步骤和制备例1相同,区别在于单体为丙烯酰胺(AM):苯乙烯磺酸钠按照质量比100:8,即不加入阳离子单体AM16。
制备例1-7
其他条件和步骤和制备例1相同,区别在于单体为丙烯酰胺(AM):二甲基十六烷基(2-甲基丙烯酰胺基丙基)溴化铵(AM16)按照质量比100:15,即不加入阴离子单体苯乙烯磺酸钠。
制备例2 负载型非均相催化剂的制备
制备例2-1
(1)将20份埃洛石纳米管加入到盐酸和硝酸的混合酸中,混合酸中盐酸浓度为3M,硝酸浓度为2M,超声分散0.5h,再加入1份硅烷偶联剂KH-550,继续超声分散;
(2)向步骤(1)的埃洛石纳米管分散液中加入50份活性炭粉末,在70℃恒温下搅拌3h,用去离子水洗涤至中性,干燥得埃洛石纳米管改性活性炭复合载体;
(3)将所述埃洛石纳米管改性活性炭复合载体浸渍于含有0.7M硝酸铜,0.2M硝酸锰,0.1M硝酸铈的水溶液中,在搅拌条件下加入1M氨水,在60℃浸渍24h,在90℃干燥2h,在220℃下先预热处理2h,再以10℃/min升温速率升温至520℃焙烧10h,即得非均相催化剂。
制备例2-2
其他条件和制备例1相同,区别在于步骤(T3)中水溶液为1M硝酸铜,即不含有硝酸猛和硝酸铈。
制备例2-3
其他条件和制备例1相同,区别在于步骤(T3)不进行预热,是在干燥后直接以10℃/min升温速率升温至520℃焙烧10h。
制备例2-4
其他条件和制备例1相同,区别在于步骤(T3)中,在预热后以10℃/min升温速率升温至550℃焙烧10h。
制备例2-5
其他条件和制备例1相同,区别在于步骤(T3)是在预热后以10℃/min升温速率升温至450℃焙烧10h。
制备例2-6
将活性炭粉末浸渍于含有0.7M硝酸铜,0.2M硝酸锰,0.1M硝酸铈的水溶液中,在搅拌条件下加入1M氨水,在60℃浸渍24h,在90℃干燥2h,在220℃下先预热处理2h,再以10℃/min升温速率升温至520℃焙烧10h,即得非均相催化剂。即使用活性炭替代埃洛石改性的活性炭作为载体。
实施例1
以某麦芽酚生产厂家的高盐高浓废水作出处理对象,其CODCr约为45000mg/L,BOD5约为2200mg/L,悬浮物浓度14000mg/L,盐度为13.6%。废水经过格栅调节池(格栅的间隙:10mm,提升泵流量:20m3/h)和隔油沉淀池,隔油沉淀池上清液进入混凝池,对混凝池的最优条件进行筛选,混凝剂的加入量为废水质量的0.1wt%,废水在混凝池停留时间为2h,产生大絮体沉降,对上清液进行测试,结果如下表1所示:
通过表1数据可以看出,如果共聚物不为两性丙烯酰胺共聚物,而是阳离子丙烯酰胺共聚物或者阴离子丙烯酰胺共聚物,比如制备例1-6制得的阴离子丙烯酰胺共聚物和1-7制得的阳离子丙烯酰胺共聚物,其对于高盐高浓废水COD处理能力下降,B/C值的提升没有两性丙烯酰胺共聚物显著。本发明以两性丙酰胺共聚物和聚丙烯酰胺,以及复配的无机絮凝剂一起作为复合混凝剂,能够更有效发挥絮凝作用,除去一些废水中的悬浮物等杂质,降低废水中COD,提高B/C值。此外,作为复配絮凝剂的聚丙烯酰胺、两性丙烯酰胺共聚物和无机絮凝剂的用量,以及无机絮凝剂是铝盐和铝盐聚合物的复配,也对混凝的效果具有一定影响。结合上清液悬浮物浓度浓度处理效果,选择项目3的混凝条件为最优混凝条件。
实施例2
以实施例1中项目3混凝池上清液作为CWO反应塔的处理对象,对CWO反应塔的最优反应条件进行筛选。具体是在反应温度220℃,氧气分压为1.4MPa,空速为1h-1,反应时间1.5h,对实施例1中项目3混凝池上清液作为处理对象,结果如下表2所示,其中COD去除率是相对于初始废水高盐高浓废水作为比较对象,其CODCr约为45000mg/L。
通过表2数据可以看出,本发明提供的以埃洛石改性的活性炭为载体得到的负载型非均相催化剂,COD去除率高,更为重要的是,能在长达2000h的运行时间里,COD去除率仅有少许下降,充分说明本发明所得负载型非均相催化剂稳定性好,解决了铜系催化剂失活的问题。
实施例3
某新建化学合成类药厂总和废水详细废水水质如下表3所示,按照本发明方法进行预处理,废水先经过格栅调节池(格栅的间隙:10mm,提升泵流量:20m3/h)和隔油沉淀池,隔油沉淀池上清液进入混凝池,混凝池混凝条件为实施例1项目3,即混凝剂加入量为废水的0.1wt%,废水在混凝池停留时间2h,混凝剂为聚丙烯酰胺:两性丙烯酰胺共聚物:无机絮凝剂的质量比为6:1.5:8的复配混凝剂;其中,两性丙烯酰胺共聚物是制备例1-1制得,单体质量配比是丙烯酰胺:二甲基十六烷基(2-甲基丙烯酰胺基丙基)溴化铵:苯乙烯磺酸钠=100:15:8,无机絮凝剂为氯化铝:聚合硅酸铁铝质量比=1:1的复配。混凝池上清液进入CWO反应塔,反应条件是反应温度220℃,氧气分压为1.4MPa,空速为1h-1,反应时间1.5h,所用负载型非均相催化剂为制备例2-1所制得,处理结果如下表3所示:
Claims (10)
1.一种化学合成制药高盐高浓废水预处理系统,包括依次连接的格栅调节池、隔油沉淀池、混凝池、换热器,湿式催化氧化法反应塔,所述混凝池的混凝剂包括聚丙烯酰胺,两性丙烯酰胺共聚物和无机絮凝剂,所述两性丙烯酰胺共聚物是丙烯酰胺,疏水阳离子改性丙烯酰胺和苯乙烯磺酸钠共聚得到。
2.根据权利要求1所述的化学合成制药高盐高浓废水预处理系统,其特征在于,所述混凝剂为聚丙烯酰胺,两性丙酰胺共聚物,无机絮凝剂按照质量比为5-8:1-2:6-10的复配混凝剂,混凝剂的加入量为废水质量的0.05-0.2%。
3.根据权利要求1所述的化学合成制药高盐高浓废水预处理系统,其特征在于,所述聚丙烯酰胺分子量为800万至1300万;所述两性丙烯酰胺共聚物分子量为600万至1000万;所述无机絮凝剂为金属的盐和无机高分子絮凝剂按照质量比1-3:1-3的复配。
4.根据权利要求1所述的化学合成制药高盐高浓废水预处理系统,其特征在于,所述无机絮凝剂为氯化铝和聚合硅酸铁铝按照质量比1-1.7:1的复配。
5.根据权利要求1所述的化学合成制药高盐高浓废水预处理系统,其特征在于,所述疏水阳离子改性丙烯酰胺选自二甲基十四烷基(2-甲基丙烯酰胺基丙基)溴化铵,二甲基十六烷基(2-甲基丙烯酰胺基丙基)溴化铵,二甲基十八烷基(2-甲基丙烯酰胺基丙基)溴化铵中的至少一种;所述两性丙烯酰胺共聚物是丙烯酰胺,疏水阳离子改性丙烯酰胺和苯乙烯磺酸钠按照质量比100:10-20:5-10进行共聚得到。
6.根据权利要求1所述的化学合成制药高盐高浓废水预处理系统,其特征在于,湿式催化氧化法反应塔中所用催化剂为负载型非均相催化剂,以包括氧化铜的金属氧化物为催化剂活性成分,以埃洛石纳米管改性活性炭为复合载体,所述复合载体是埃洛石纳米管和活性炭通过硅烷偶联剂复合得到。
7.根据权利要求6所述的化学合成制药高盐高浓废水预处理系统,其特征在于,埃洛石纳米管,硅烷偶联剂和活性炭粉末的质量比为20-30:1-2:50-70;所述金属氧化物包括氧化铜,氧化锰,氧化铈,其摩尔比为7-10:2-4:1-1.5。
8.根据权利要求6所述的化学合成制药高盐高浓废水预处理系统,其特征在于,所述负载型非均相催化剂是按照包括如下步骤的方法制备得到:
(1)将埃洛石纳米管加入到盐酸和硝酸的混合酸中,超声分散,再加入硅烷偶联剂继续超声分散;
(2)向步骤(1)的埃洛石纳米管分散液中加入活性炭粉末,在50-70℃恒温下搅拌2-3h,用去离子水洗涤至中性,干燥即得埃洛石纳米管改性活性炭复合载体;
(3)所述埃洛石纳米管改性活性炭复合载体浸渍于含有硝酸铜,硝酸锰,硝酸铈的水溶液中,加入络合剂,在50-70℃浸渍,待吸附浸渍平衡后,干燥,焙烧即得。
9.根据权利要求8所述的化学合成制药高盐高浓废水预处理系统,其特征在于,步骤(3)中,所述干燥的温度为90-100℃,干燥时间1-2h,所述焙烧的温度为450-550℃,焙烧8-12h,得到多孔结构的催化剂;在焙烧前还有预焙烧阶段,是在200-300℃下预热处理2-3h,再缓慢升温至焙烧温度进行焙烧。
10.一种利用权利要求1-9任一项所述化学合成制药高盐高浓废水预处理系统,对废水进行预处理的方法,包括以下步骤:
(S1)化学合成制药高盐高浓废水依次经过格栅调节池,隔油沉淀池,混凝池;
(S2)混凝池上清液进入换热器进行预热,出水进入湿式催化氧化法反应塔进行氧化处理。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110157296.8A CN112499842B (zh) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | 一种化学合成制药高盐高浓废水预处理系统和预处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110157296.8A CN112499842B (zh) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | 一种化学合成制药高盐高浓废水预处理系统和预处理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112499842A true CN112499842A (zh) | 2021-03-16 |
CN112499842B CN112499842B (zh) | 2021-05-07 |
Family
ID=74952704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110157296.8A Active CN112499842B (zh) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | 一种化学合成制药高盐高浓废水预处理系统和预处理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112499842B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113136004A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-07-20 | 安徽工业大学 | 一种聚合铝铁/阳离子聚丙烯酰胺共价键型絮凝剂及其制备方法和应用 |
CN113443682A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-28 | 同济大学 | 一种耦合蓄流净化与扩流冲洗的高盐废水处理系统 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103613707A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-03-05 | 山东大学 | 具有孪尾长链的两性丙烯酰胺共聚物及其制备方法 |
CN104558405A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-04-29 | 中北大学 | 一种两性聚丙烯酰胺的制备方法 |
CN204897650U (zh) * | 2015-08-04 | 2015-12-23 | 重庆杰润科技有限公司 | 化学制药废水处理系统 |
WO2019183215A2 (en) * | 2018-03-20 | 2019-09-26 | University Of New Orleans | Halloysite-based nanocomposites and methods of making and using the same |
US20200123025A1 (en) * | 2018-10-19 | 2020-04-23 | Qatar Foundation For Education, Science And Community Development | Iron oxide modified halloysite nanomaterial |
CN111715225A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-29 | 广东省测试分析研究所(中国广州分析测试中心) | 一种HNTs负载氧化铜催化剂及其在催化降解TCS中的应用 |
-
2021
- 2021-02-05 CN CN202110157296.8A patent/CN112499842B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103613707A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-03-05 | 山东大学 | 具有孪尾长链的两性丙烯酰胺共聚物及其制备方法 |
CN104558405A (zh) * | 2015-01-14 | 2015-04-29 | 中北大学 | 一种两性聚丙烯酰胺的制备方法 |
CN204897650U (zh) * | 2015-08-04 | 2015-12-23 | 重庆杰润科技有限公司 | 化学制药废水处理系统 |
WO2019183215A2 (en) * | 2018-03-20 | 2019-09-26 | University Of New Orleans | Halloysite-based nanocomposites and methods of making and using the same |
US20200123025A1 (en) * | 2018-10-19 | 2020-04-23 | Qatar Foundation For Education, Science And Community Development | Iron oxide modified halloysite nanomaterial |
CN111715225A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-29 | 广东省测试分析研究所(中国广州分析测试中心) | 一种HNTs负载氧化铜催化剂及其在催化降解TCS中的应用 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
中国材料研究学会: "《中国战略性新兴产业 新材料 环境工程材料》", 30 November 2018, 北京:中国铁道出版社 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113136004A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-07-20 | 安徽工业大学 | 一种聚合铝铁/阳离子聚丙烯酰胺共价键型絮凝剂及其制备方法和应用 |
CN113443682A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-28 | 同济大学 | 一种耦合蓄流净化与扩流冲洗的高盐废水处理系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112499842B (zh) | 2021-05-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chen et al. | Effect of dosing method and pH on color removal performance and floc aggregation of polyferric chloride–polyamine dual-coagulant in synthetic dyeing wastewater treatment | |
CN112499842B (zh) | 一种化学合成制药高盐高浓废水预处理系统和预处理方法 | |
CN112390479B (zh) | 一种化学合成类制药废水处理系统和处理方法 | |
CN114314783B (zh) | 一种催化裂化烟气脱硫污水处理的絮凝剂 | |
Wang et al. | Preparation, characterization and flocculation performance of the inorganic–organic composite coagulant polyferric chloride and polydimethyldiallylammonium chloride | |
CN103304016B (zh) | 一种利用凹凸棒石制备杂化絮凝剂的方法 | |
Kobya et al. | Decolorisation of aqueous reactive dye Remazol Red 3B by electrocoagulation | |
CN102701387A (zh) | 四氯化钛与聚二甲基二烯丙基氯化铵无机有机复合絮凝剂及其制备方法 | |
Tang et al. | Flocculation performance enhancement of organic polymer flocculants via adjusting cationic block length: molecular structure and characteristics | |
CN112624565B (zh) | 一种用于污泥深度脱水的多羟基有机阳离子高分子污泥调理剂及其制备方法 | |
CN113121002B (zh) | 一种絮凝剂及其制备方法和应用 | |
CN113104900A (zh) | 一种复合型聚合氯化铝铁絮凝除磷剂及其制备方法 | |
CN101445283A (zh) | 离子间高效脱色絮凝剂及其应用 | |
CN114751499B (zh) | 处理染料废水用复合絮凝剂及其制备方法和应用 | |
CN106542626B (zh) | 一种印染污水絮凝剂及其制备方法 | |
Yao et al. | Preparation and performance evaluation of hybrid polymer flocculants (PAC‐PAM), and comparison experiments with other flocculants | |
CN112759107B (zh) | 一种处理含重金属污水的方法 | |
CN114735769A (zh) | 一种纺织废水处理剂及其制备方法 | |
CN112794518B (zh) | 一种化学合成制药高浓废水的预处理系统及其处理方法 | |
CN109336353B (zh) | 一种污泥深度脱水的在线调理方法 | |
CN110028106B (zh) | 一种改性低铝聚合硫酸铁及其制备方法 | |
CN112607841A (zh) | 一种高效污水处理添加剂及其制备方法 | |
CN110577254A (zh) | 用于煤化工、焦化等化工行业的净水剂及其制备方法 | |
CN111875017B (zh) | 一种造纸废水处理药剂及其制备方法 | |
CN114685711B (zh) | 一种改性絮凝剂及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 100073 502, 5th floor, building 2, yard 9, Guang'an Road, Fengtai District, Beijing Patentee after: Beijing Branch of Huaxia Bishui Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Address before: 100073 502, 5th floor, building 2, yard 9, Guang'an Road, Fengtai District, Beijing Patentee before: Beijing Branch of Huaxia Bishui Environmental Protection Technology Co.,Ltd. |
|
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |