CN115246664A - 一种高氯有机物液体危废的脱氯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高氯有机物液体危废的脱氯方法。该去除方法包括向待处理的高氯物料中加入HLB值为14‑16的第一乳化剂进行第一次搅拌，然后加入HLB值为11‑13的第二乳化剂，进行第二次搅拌后，加入水，进行第三次搅拌，最后加入氢氧化钙，进行第四次搅拌，过滤，去除沉淀。通过分步加入两种HLB值的乳化剂结合特定量的水，提高了氢氧化钙的溶解度，进一步的提高了氢氧化钙对高氯物料中二氯甲烷的吸附性，最大程度的提高对氯元素的脱除，使脱除率高达40％‑45％。
Description
技术领域
本发明涉及水中氯元素的吸附脱除技术领域，尤其涉及一种高氯有机物液体危废的脱氯方法。
背景技术
近年来，二氯甲烷等氯含量较高的有机物在医药、石化等行业中均有应用，在产废环节也作为主要成分存在，其氯含量高达150000mg/kg-300000mg/kg。超临界水氧化法处理技术是利用超临界水作为介质，在高温高压条件下，将废水或污水中所含的有机物用氧气分解成水、二氧化碳等简单无毒的小分子化合物。有机物被彻底破坏的同时，其中含带的氯元素转化为离子进入水中，造成超临界排水中的盐含量大幅度增加，超量的盐含量不仅会造成设备严重腐蚀，影响使用寿命，还造成了水体较大程度的污染，使水中微生物大面积死亡。因此这就需要对高氯危废进行预处理，脱除部分氯元素后，使危废中氯含量降低后再进行超临界水氧化深度处理。高氯有机物液体危废难溶于水，且现有技术中的吸附剂对高氯有机物液体危废的脱除率低。因此，开发出一种高氯有机物液体危废的脱氯方法，以降低氯元素含量，增加危废处置量，减轻设备腐蚀程度，减少排水中盐含量具有十分重要的意义。
发明内容
针对现有高氯有机物液体危废氯元素含量较高，对氯元素较高的有机物液体危废的脱除率低等问题，本发明提供一种高氯有机物液体危废的脱氯方法，可实现对高氯有机物液体危废中氯元素的有效脱除，从而不仅能够减轻对设备腐蚀程度、提高污水的可生化性而且能够显著降低成本，增加经济效益。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种高氯有机物液体危废的脱氯方法，所述高氯有机物液体危废的氯元素浓度为150000mg/kg-200000mg/kg，所述脱氯方法包括如下步骤：
步骤a、向待处理的高氯有机物液体危废中加入HLB值为14-16的第一乳化剂，搅拌5min-8min，得第一乳化液；
步骤b、在所述第一乳化液中加入HLB值为11-13的第二乳化剂，搅拌5min-8min，得第二乳化液；
步骤c、在所述第二乳化液中加入水，搅拌30min-120min，得混合液；
步骤d、在所述混合液中加入氢氧化钙，搅拌60-120min，过滤，去除沉淀。
相对于现有技术，本发明提供的一种高氯有机物液体危废的脱氯方法，其中，先使用HLB值为14-16的第一乳化剂进行乳化，通过搅拌使乳化剂分子中亲油基团与含氯油层的相互亲和作用，大幅度降低液态有机物的表面张力，促使液态有机物形成无数较小的滴液，并使液滴表面带有双电层，通过静电排斥作用，防止小液滴之间聚集；再通过HLB值为11-13的乳化剂，在小滴液外进一步增加双电层厚度，增加稳定性的同时增加亲水基团数目，为后面加入水后的乳化过程做铺垫，且第二乳化剂和氢氧化钙更亲和，从而有利于进一步提高氢氧化钙对二氯甲烷的吸附效果；通过加入特定顺序的不同乳化剂，提高了双电层厚度，使被乳化的高氯有机物液体危废保持稳定不利于破乳；然后加入特定量的水，使高氯物料充分溶于水，增加物料于氢氧化钙的接触面积，最大程度的提高对氯元素的脱除。本发明中两次乳化剂的协同作用、特定含量的水以及氢氧化钙加入，可实现对高浓度氯元素的脱除，使脱除率达到了40％-45％。
优选的，所述第一乳化剂为烷基苯磺酸钠或壬基酚聚氧乙烯醚类乳化剂中一种或多种；其中，所述壬基酚聚氧乙烯醚类乳化剂的醚氧基含量为15-20个；所述烷基苯磺酸钠的烷基为支链结构，固含量为30％-40％。
具体的，所述第一乳化剂为ABS或NP-15中一种或两种。
优选的，所述第一乳化剂的加入量为所述高氯有机物液体危废质量的2％-10％。
优选的，所述第二乳化剂为蓖麻油聚氧乙醚类乳化剂，其中醚氧基含量为38-42个。
本发明优选的第一乳化剂和第二乳化剂使用在高氯有机物液体危废中，较常规乳化剂的加入相比，使有机物小液滴更小，更分散，扩大了高氯有机物液体的比表面积，为后续提高和氢氧化钙的接触面积提供了初步保障。
具体的，所述第二乳化剂为EL-40。
优选的第二乳化剂使高氯有机物乳化更加深入，由于该乳化剂含有较高比例的醚氧基，氢键作用较发达，使废液与水亲和度更高，更稳定，且第二乳化剂和氢氧化钙更亲和，从而有利于进一步提高氢氧化钙对二氯甲烷的吸附效果。
优选的，所述第二乳化剂的加入量为所述高氯有机物液体危废质量的2％-10％。
优选的，所述氢氧化钙的粒径为200-400目。
优选的氢氧化钙的粒径可进一步促进脱氯效果，粒径过小容易团聚，粒径过大会影响吸附效果。
优选的，所述氢氧化钙的加入量为所述高氯有机物液体危废质量的14％-30％。
优选的，所述水的加入量为所述高氯有机物液体危废质量的30％-40％。
特定含量的水的加入，使乳化后的高氯有机物液体危废更大程度地与水溶为一体，水量控制恰当，既防止水量不足影响乳化效果又防止水量过高影响稳定性，同时使氯元素在水相中保持较高浓度；之后，在乳化体系中加入氢氧化钙，给予充分的搅拌以及充足的吸附时间，保证最大限度吸附，从而进一步促进氢氧化钙对二氯甲烷的吸附作用。
优选的，步骤a的搅拌速率为600rpm-2000rpm；所步骤b的搅拌速率为600rpm-2000rpm；步骤c的搅拌速率为600rpm-2000rpm；步骤d的搅拌速率为600rpm-2000rpm。
优选的，所述过滤方式为使用循环水式真空泵、过滤瓶配合滤斗进行过滤。
相对于现有技术，发明提供的一种高氯有机物液体危废的脱氯方法具有如下几个发明点：
(1)通过选择特定两种HLB值的乳化剂对高氯有机物液体危废进行预处理，提高了双电层厚度，增加了分散程度，增大了物料的比表面积，使被乳化的高氯有机物液体危废充分溶于水且保持稳定，且HLB为11-13的第二乳化剂较大的提高了乳化体系的稳定性，为后续提高氢氧化钙对乳化剂的吸附作用提供了最大保障；再者，第二乳化剂和氢氧化钙更亲和，从而有利于进一步提高氢氧化钙对二氯甲烷的吸附效果。
(2)通过加入特定含量的水，一方面优化了乳化效果，保证氯元素浓度，另一方面提高了氢氧化钙的溶解度，为吸附过程做好铺垫。
(3)通过分步加入两种HLB值的乳化剂结合特定量的水，提高了氢氧化钙的溶解度，进一步的提高了氢氧化钙对高氯有机物液体危废中二氯甲烷的吸附性，最大程度的提高对氯元素的脱除。
本发明提供的方法能够对高氯有机物液体危废中的氯元素进行脱除，降低高氯有机物液体危废中氯元素含量，在同等氯元素的限量条件下，能够增加危废处置量，并且通过使用本发明的脱氯方法，减轻了物料对设备的腐蚀，本发明提供的脱除方法简单，容易操作，成本低，且氯元素脱除效率高。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施案例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种高氯有机物液体危废的脱氯方法：
取浓度为190000mg/kg的高氯有机物液体危废500g，加入固含量为30％的ABS乳化剂50g，以600rpm的速度搅拌8min，加入EL-40 10g，放入磁子，在密封条件下以2000rpm速度搅拌5min；加入水150g，以600rpm的速度搅拌120min，加入200目的氢氧化钙100g，以600rpm的速度搅拌120min，过滤，去除沉淀，得滤液。
实施例2
一种高氯有机物液体危废的脱氯方法：
取浓度为185000mg/kg的高氯有机物液体危废500g，加入NP-15 10g，以2000rpm的速度搅拌5min，加入EL-40 50g，放入磁子，在密封条件下以600rpm速度搅拌8min；加入200g水，以2000rpm的速度搅拌30min，加入400目的氢氧化钙100g，以2000rpm的速度搅拌120min，过滤，去除沉淀，得滤液。
实施例3
一种高氯有机物液体危废的脱氯方法：
取浓度为200000mg/kg的高氯有机物液体危废500g，加入NP-15 40g，以1000rpm的速度搅拌6min，加入EL－40 40g，放入磁子，在密封条件下以700rpm速度搅拌6min；加入水180g，以1200rpm的速度搅拌60min，加入300目的氢氧化钙120g，以1800rpm的速度搅拌90min，过滤，去除沉淀，得滤液。
对比例1
一种高氯有机物液体危废的脱氯方法：
取浓度为190000mg/kg的高氯有机物液体危废500g，加入固含量为30％的ABS乳化剂50g，以600rpm的速度搅拌8min，加入EL-20(HLB值为9.8)10g，放入磁子，在密封条件下以2000rpm速度搅拌5min；加入水150g，以600rpm的速度搅拌120min，加入200目的氢氧化钙100g，以600rpm的速度搅拌120min，过滤，去除沉淀，得滤液。
对比例2
一种高氯有机物液体危废的脱氯方法：
取浓度为190000mg/kg的高氯有机物液体危废500g，加入EL-40 50g，以600rpm的速度搅拌8min，加入固含量为30％的ABS乳化剂10g，放入磁子，在密封条件下以2000rpm速度搅拌5min；加入水150g，以600rpm的速度搅拌120min，加入氢氧化钙100g，以600rpm的速度搅拌120min，过滤，去除沉淀，得滤液。
对比例3
一种高氯有机物液体危废的脱氯方法：
取浓度为190000mg/kg的高氯有机物液体危废500g，加入固含量为30％的ABS乳化剂50g，以600rpm的速度搅拌8min，加入EL-40 10g，放入磁子，在密封条件下以2000rpm速度搅拌5min；加入水150g，以600rpm的速度搅拌120min，加入200目的偏铝酸钠100g，以600rpm的速度搅拌120min，过滤，去除沉淀，得滤液。
对比例4
一种高氯有机物液体危废的脱氯方法：
取浓度为190000mg/kg的高氯有机物液体危废500g，加入固含量为30％的ABS乳化剂50g，以600rpm的速度搅拌8min，加入水150g，以600rpm的速度搅拌120min；加入EL-4010g，放入磁子，在密封条件下以2000rpm速度搅拌5min；加入200目的氢氧化钙100g，以600rpm的速度搅拌120min，过滤，去除沉淀，得滤液。
取滤液，采用量热仪检测热值，采用离子色谱检测氯元素和硫元素，采用电感耦合等离子光谱发生仪检测钠元素，结果如表1所示：
表1性能检测结果
从表1对滤液的检测结果可以看出，本发明实施例1脱氯效果较高，其对氯元素的脱除率达到了45％；对比例1中第二乳化剂使用了HLB值为9.8的EL-20，脱除效率降低较大；对比例2改变了两种乳化剂的加入顺序，第一乳化剂选择EL-40，第二乳化剂选择ABS乳化剂，脱氯效果有所下降；对比例3使用偏铝酸钠替换氢氧化钙，脱除效率极大降低，基本无效；对比例5调整了工艺顺序，第二乳化剂加入之前先加入水，从实验数据看脱除率降低，从实验现象方面来看，其分层变快，稳定性略差。
综上所述，本发明提供的方法能够对高氯物料中的氯离子进行脱除，降低高氯废物中氯元素含量，在同等氯元素的限量条件下，能够增加危废处置量，并且通过使用本发明的脱氯方法，减轻了物料对设备的腐蚀，本发明提供的脱除方法简单，容易操作，成本低，且氯元素脱除效率高。
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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高氯有机物液体危废的脱氯方法，其特征在于，所述高氯有机物液体危废的氯元素浓度为150000mg/kg-200000mg/kg，所述脱氯方法包括如下步骤：
步骤a、向待处理的高氯有机物液体危废中加入HLB值为14-16的第一乳化剂，搅拌5min-8min，得第一乳化液；
步骤b、在所述第一乳化液中加入HLB值为11-13的第二乳化剂，搅拌5min-8min，得第二乳化液；
步骤c、在所述第二乳化液中加入水，搅拌30min-120min，得混合液；
步骤d、在所述混合液中加入氢氧化钙，搅拌60-120min，过滤，去除沉淀。
2.如权利要求1所述的高氯有机物液体危废的脱氯方法，其特征在于，所述第一乳化剂为烷基苯磺酸钠或壬基酚聚氧乙烯醚类乳化剂中一种或两种；其中，所述壬基酚聚氧乙烯醚类乳化剂的醚氧基含量为15-20个；所述烷基苯磺酸钠的烷基为支链结构，固含量为30％-40％。
3.权利要求1或2所述的高氯有机物液体危废的脱氯方法，其特征在于，所述第一乳化剂的加入量为所述高氯有机物液体危废质量的2％-10％。
4.如权利要求1所述的高氯有机物液体危废的脱氯方法，其特征在于，所述第二乳化剂为蓖麻油聚氧乙醚类乳化剂，其中醚氧基含量为38-42个。
5.如权利要求1或4所述的高氯有机物液体危废的脱氯方法，其特征在于，所述第二乳化剂的加入量为所述高氯有机物液体危废质量的2％-10％。
6.如权利要求1所述的高氯有机物液体危废的脱氯方法，其特征在于，所述氢氧化钙的粒径为200-400目。
7.权利要求1或6所述的高氯有机物液体危废的脱氯方法，其特征在于，所述氢氧化钙的加入量为所述高氯有机物液体危废质量的14％-30％。
8.如权利要求1所述的高氯有机物液体危废的脱氯方法，其特征在于，所述水的加入量为所述高氯有机物液体危废质量的30％-40％。
9.如权利要求1所述的高氯有机物液体危废的脱氯方法，其特征在于，步骤a的搅拌速率为600rpm-2000rpm；和/或
所步骤b的搅拌速率为600rpm-2000rpm。
10.如权利要求1所述的高氯有机物液体危废的脱氯方法，其特征在于，步骤c的搅拌速率为600rpm-2000rpm；和/或
步骤d的搅拌速率为600rpm-2000rpm。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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