CN1792833A - 羽绒在非水溶性有机溶剂污染防治中的用途 - Google Patents

Abstract

一种羽绒在非水溶性有机溶剂污染防治中的用途，就是利用羽绒使吸附的非水溶性有机溶剂瞬间凝胶化这一新的吸凝特性，应用于制备防治非水溶性有机溶剂污染用的净化分离材料。羽绒可吸凝自身重量35～40倍的各类非水溶性有机溶剂，凝胶化过程2～10秒，饱和吸凝后可分离回收溶剂，净化材料再生。我国羽绒、羽毛资源丰富，加工成净化材料后既可对已经污染或正在污染的水体、水源或污泥进行治理，又可作为战略储备物资，将有机溶剂污染的末端治理变为源头防控。

Description

羽绒在非水溶性有机溶剂污染防治中的用途

一、技术领域

本发明涉及一种已知物质的新用途，特别涉及一种天然蛋白质物质在环保中的新用途，确切地说是羽绒在非水溶性有机溶剂污染防治中的用途。

二、背景技术

化学工业自煤化工发展为石油化工以后，有机溶剂的品种、数量及其在产业上的应用日益广泛，对社会、经济的发展起积极的推动作用，但是有机溶剂在生产、贮运、使用过程中的安全稳隐患、特别是偶遇突发的有毒有害溶剂环境事故却不容忽视。例如，2005年11月25日，一场因吉化双苯厂爆炸事故突发的松花江水污染事件惊动了全国，也惊动了世界，因为松花江及其下游河流被称之为母亲河。比水轻的苯、甲苯等漂浮水面，顺流而下，还将殃及黑龙江、同江等，虽被稀释却残留在水体中；比水重的硝基苯、苯胺等沉降在水底，吸附在泥沙中，滞留在河床上。采用活性碳治理存在明显缺陷，对此目前尚无治理清除良策。

据国家环保总局对全国41个工业行业的统计，2004年造纸业废水排放总量为31.8亿吨，位居第二，化工制造业高居榜首(《科技日报》2005年12月9日第7版)。可见全国废水排放总量十分惊人，其中不乏含有机溶剂的废水，特别是含非水溶性有机溶剂的废水。目前对此类废水的治理，或者物理吸附，或者稀释排放，或者掩埋转移。

物理吸附的吸附油材料(吸附剂)主要有活性炭、作物秸杆、锯末、非金属矿土及由天然纤维或合成纤维加工的吸油棉、吸油布等，吸油倍率10～20倍，吸油速度小于5分钟。

CN1442438A公开了以丙烯酸酯类为单体，通过自由基悬浮聚合制备得到的高吸油树脂，吸油倍率：汽油、柴油＞10g/g，芳烃类＞20g/g，卤代芳烃类＞30g/g，最大吸油倍率为37g/g 。

CN1417263A公开以蔗糖渣和醋酐为原料反应制备的可降解的吸油材料。CN1313348A公开以生物发酵法聚β-羟基丁酸戊酸酯为主要原料制备的可生物降解的吸油材料。

水资源是我国实现可持续发展战略的重要保证。然而我国人均水资源仅为世界的1/4，水体、水源的不断污染使本已十分短缺的水资源更加紧张，全国有6亿人口饮用受污染的水，此外尚有数千万人每天得不到足够的饮用水。因此保护有限的水资源是一件刻不容缓、迫在眉捷的大事。

羽绒、羽毛属天然蛋白质类物质，形状呈杂状、片状。羽绒、羽毛极度憎水，雷同荷叶与水的关系，不浸润、不吸附，少许沾附，一抖即落。羽绒、羽毛软、滑、松、散，一触即飞，相互之间无抱合力，不具备可纺性。长期以来人们利用其轻盈、柔软、蓬松的优点，作为天然保暖材料应用于服装、衾枕，如羽绒服、羽绒被等。近年来仅有日本和美国将羽绒、羽毛粉碎，同其他粉状材料混合后加工轻质保温材料应用于其他领域。

三、发明内容

申请人在一次有机溶剂清除实验中，采用羽绒纤维直接吸收苯，羽绒纤维迅速吸尽并瞬间形成一团凝胶。将其投入水中，能漂浮在水面上，强力搅拌下也不崩解、不扩散，但可以通过离心或压榨、挤绞分离，使羽绒再生。进一步实验表明，除苯以外，甲苯、氯苯、硝基苯、苯胺以及脂链烷、脂环烷等非水溶性有机溶剂碰触羽绒后也瞬间形成凝胶，亦浮于水面，强力搅拌下不崩解、不扩散，但可分离再生羽绒。

比重大于水的非水溶性有机溶剂碰触羽绒时形成凝胶的现象更加神奇：有机溶剂会尾随向上浮动的羽绒，一直追至水面形成凝胶。实验是这样做的，在100ml烧杯中加入自来水，再加入2～3ml硝基苯(比重1.198，SI化学数据表)，浅黄色的硝基苯迅速下沉，聚集在杯底。用镊子夹住一小撮羽绒送入杯底，当羽绒刚接触到硝基苯时迅速松开镊子，这时羽绒便向上漂浮，而硝基苯就像被龙卷风起的“风柱”一样，尾随着羽绒一道上升，直到水面形成凝胶。硝基苯被全部吸凝。

申请人用100ml硝基苯与50g泥土混合后投入盛有水的500ml烧杯中，污泥迅速沉入水底，半小时后，有少量硝基苯脱附浮于泥层表面，这时用镊子夹住一撮羽绒于污泥中搅拌，松开镊子，一团凝胶浮出水面，不崩解，不扩散。

申请人称非水溶性有机溶剂被羽绒吸附并迅速凝胶化的现象为吸凝现象，称羽绒的这一新的性能为吸凝特性。经测定，羽绒可吸凝自身重量35～40倍的各种有机溶剂，凝胶化过程仅2～10秒，可见羽绒对非水溶性有机溶剂有快速吸凝作用。羽绒的这一新的性能理当有新的用途，这就是羽绒可作为制备防治非水溶性溶剂污染用的净化分离材料中的应用。

我国年产羽绒、羽毛60万吨，全年总产量和出口量占世界羽绒、羽毛总产量的总贸易量的70％以上。由于目前的主要用途是保暖用芯料、加工粗放，有相当部分被废弃，此外还有相当数量废弃的芯料，废弃的羽绒会造成有机污染，因为羽绒、羽毛在自然条件下极不易腐烂、降解，本发明一方面为废弃的羽绒找到了新的用途，另一方面也为有机溶剂污染的治理提供新的净化材料。

一吨羽绒可吸凝35～40吨的非水溶性有机溶剂。将羽绒加工成适当的净化分离材料，一方面可对已经被有机溶剂污染的水体、水源和污泥进行净化处理，另一方面可作为战略储备物资，防患于未然，将可能发生的和正在发生的有机溶剂污染的末端治理变为源头防控。吸凝后的有机溶剂可以回收使用，羽绒吸附材料反复使用，最后焚烧处理。

四、具体实施方式

1、水体、水源污染的治理

比重小于小的有机溶剂漂浮在水面上，可将羽绒加工成薄片状净化分离材料，于水面上跟踪搜索吸凝处理，对流动的河水或江水，可以在污染处下游设置多道漂浮的防护围栏，通过大量设置漂浮吸附毯、吸附片或动力拖动的吸附网将水面上的有机溶剂全部吸凝干净，饱和吸凝后集中处理。

比重大于水的有机溶剂沉降在河底或湖底，同污泥混在一起。这时可将羽绒加工成一定几何形状的净化分离材料，通过诸如人造河床(湖床)、滚水坡、坝、出水口、泄水闸之类的方法，使净化材料包覆在表面或填充其中，要求置换方便。饱和吸凝后集中处理。

2、陆地土壤、泥沙污染的处理

当有机溶剂泄漏或倾覆在陆地、土壤、泥沙中时，可将被污染的土壤、泥沙取出，投入治理池中，然后向池中加入水，以后的操作同河床(湖床)污泥的处理。或者在治理池底先铺一层净化材料，然后填污染泥，再铺一层净化材料，再填污染泥，如此反复，最后加水，振荡净化材料，处理结束后，泥土返回自然，饱和吸凝的净化材料集中处理。或将吸附材料围堵已污染的区域，然后通过高压水冲洗污染区使之搅动漂浮清除。

3、对企业排放的含非水溶性有机溶剂废水，在污水出口或污水池入口采用设置吸附材料的专用通道预处理一次，将非水溶性有机溶剂吸凝后再进行污水处理。

4、对实验室或其他小型调配工厂设置专用贮桶，内设置可方便更换的特效吸附芯材，吸附饱和后集中处理。

5、对饱和吸凝后的净化材料集中后，根据有机溶剂挥发性的大小，或离心分离，或压榨分离，或挤绞分离，回收溶剂，再生净化材料。当净化材料吸凝特性下降至不能使用时焚烧。

Claims (4)

1、一种羽绒在非水溶性有机溶剂污染防治中的用途，其特征在于：羽绒作为制备防治非水溶性溶剂污染用的净化分离材料中的应用。

2、根据权利要求1所述的用途，其特征在于：羽绒作为制备防治非水溶性溶剂对水体、水源污染用的净化分离材料中的应用。

3、根据权利要求1所述的用途，其特征在于：羽绒作为制备防治非水溶性溶剂对陆地土壤、泥沙污染用的净化分离材料中的应用。

4、根据权利要求1所述的用途，其特征在于：羽绒作为制备防治排放的含非水溶性溶剂废水用的净化分离材料中的应用。