一种氯代有机废水的处理与转化方法转让专利
申请号 : CN200910103267.2
文献号 : CN101492216B
文献日 : 2010-09-22
发明人 : 刘作华 , 刘仁龙 , 陶长元 , 杜军 , 孙大贵 , 胡静霞
申请人 : 重庆大学
摘要 :
一种氯代有机废水的处理与转化方法。它包括用调节氯代有机废水摩尔浓度，用容积比为2∶1其浓度为0.9mol/L全硫碳酸钠与其混合、并调节pH值到10～11，在微波作用下搅拌等步骤，无害处理及转化产物为硫代有机物。硫代有机物可以用作絮凝剂、润滑油的极压添加剂等。本发明不仅在对氯代有机废水的无害化处理方面提出了可靠的新方法，而且在资源化利用方面也开辟了新的途径、扩大了应用范围。与现有技术相比较，本发明还有操作简单、成本较低的优点。
权利要求 :
1.一种氯代有机废水的处理与转化方法，其特征在于该处理与转化方法包括如下步骤：(1)检测氯代有机废水的氯离子摩尔浓度，并调节到0.05mol/L～0.15mol/L；
(2)用浓度为0.9mol/L全硫碳酸钠与氯代有机废水充分混合，调节pH值到10～11，其中，全硫碳酸钠与氯代有机废水的容积比为2∶1；
(3)在微波作用下搅拌30～60min，其中，微波频率为2000～2800MHz，微波功率为600～1000W，反应温度为60～100℃；
(4)得转化产物——硫代有机物，沉淀、过滤取出。
2.根据权利要求1所述一种氯代有机废水的处理与转化方法，其特征在于：所述氯代有机废水，是含氯代烷烃、氯代烯烃和氯代芳香烃中的一种或两种的废水。
3.根据权利要求1或2所述氯代有机废水的处理与转化方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述氯代有机废水调节后的浓度为0.125mol/L。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种氯代有废水的无害化处理与转化。
背景技术
随着有机化学工业的发展，氯代有机物(例如氯代烷烃、氯代烯烃、氯代芳香烃以及有机氯杀虫剂等)在医药、制革、电子和农药等方面得到广泛应用。然而，氯代有机物又是典型的持久性有机污染物(POPs)，大量含氯化合物以及合成过程中的中间产物或副产品被排放到环境中，将对环境造成严重污染。这些氯代有机物会消耗大气层中的臭氧，有些还会危害人的中枢神经系统，诱发癌症。其中，又以含氯代有机物的废水产生量最大、毒性也很强，如不经处理而直接排放，会严重污染生态环境。
在现有技术中，氯代有机废水的处理方法有很多种，有的采用破坏其有机物结构的方法，使其中的氯代有机物矿化为二氧化碳和水等小分子物质；更多的是对氯代有机废水进行简单的回收再用。然而，前种处理方法的成本相对较高、或操作相对复杂；而回收利用呢，除其回收效率尚需进一步提高之外，更主要的是，目前还没有其他更好的资源化利用的方法。
在现有技术中，氯代有机废水的处理方法有很多种，有的采用破坏其有机物结构的方法，使其中的氯代有机物矿化为二氧化碳和水等小分子物质；更多的是对氯代有机废水进行简单的回收再用。然而，前种处理方法的成本相对较高、或操作相对复杂；而回收利用呢，除其回收效率尚需进一步提高之外，更主要的是，目前还没有其他更好的资源化利用的方法。
发明内容
本发明的目的是，提供一种氯代有机废水的处理与转化方法，在对氯代有机废水进行无害化处理的同时，还能够更好地对其进行资源化利用。
为实现所述目的，提供这样一种氯代有机废水的处理与转化方法，它包括如下步骤：
(1)检测氯代有机废水的氯离子摩尔浓度，并调节到0.05mol/L～0.15mol/L；
(2)用浓度为0.9mol/L全硫碳酸钠与氯代有机废水充分混合，调节pH值到10～11，其中，全硫碳酸钠与氯代有机废水的容积比为2∶1；
(3)在微波作用下搅拌30～60min，其中，微波频率为2000～2800MHz，微波功率为600～1000W，反应温度为60～100℃；
(4)得转化产物——硫代有机物，沉淀、过滤取出。
在本发明方案中，加入全硫碳酸钠的目的，是让其与废水中的氯代有机物发生亲和取代反应，以生成硫代有机物。这些硫代有机物可以进一步的加工利用，例如用作絮凝剂、润滑油的极压添加剂等。也就是说，本发明不仅在对氯代有机废水的无害化处理方面提出了可靠的新方法，而且在资源化利用方面也开辟了新的途径、扩大了应用范围。与现有技术相比较，本发明还有操作简单、成本比较低的优点。
为实现所述目的，提供这样一种氯代有机废水的处理与转化方法，它包括如下步骤：
(1)检测氯代有机废水的氯离子摩尔浓度，并调节到0.05mol/L～0.15mol/L；
(2)用浓度为0.9mol/L全硫碳酸钠与氯代有机废水充分混合，调节pH值到10～11，其中，全硫碳酸钠与氯代有机废水的容积比为2∶1；
(3)在微波作用下搅拌30～60min，其中，微波频率为2000～2800MHz，微波功率为600～1000W，反应温度为60～100℃；
(4)得转化产物——硫代有机物，沉淀、过滤取出。
在本发明方案中，加入全硫碳酸钠的目的，是让其与废水中的氯代有机物发生亲和取代反应，以生成硫代有机物。这些硫代有机物可以进一步的加工利用，例如用作絮凝剂、润滑油的极压添加剂等。也就是说，本发明不仅在对氯代有机废水的无害化处理方面提出了可靠的新方法，而且在资源化利用方面也开辟了新的途径、扩大了应用范围。与现有技术相比较，本发明还有操作简单、成本比较低的优点。
具体实施方式
一种氯代有机废水的处理与转化方法，在本处理与转化方法中，包括如下步骤：
(1)检测氯代有机废水的氯离子摩尔浓度，并调节到0.05mol/L～0.15mol/L；
(2)用浓度为0.9mol/L全硫碳酸钠与氯代有机废水充分混合，调节pH值到10～11，其中，全硫碳酸钠与氯代有机废水的容积比为2∶1；
(3)在微波作用下搅拌30～60min，其中，微波频率为2000～2800MHz，微波功率为600～1000W，反应温度为60～100℃；
(4)得转化产物——硫代有机物，沉淀、过滤取出。
进一步讲，上述氯代有机废水，是含氯代烷烃、氯代烯烃和氯代芳香烃中的一种、两种或多种的废水。
更进一步讲，在步骤(1)中，氯代有机废水调节后的浓度为0.125mol/L更好。
本发明曾在实验室通过试验验证。验证时，对在步骤(1)中的调节前后的氯代有机废水的氯离子摩尔浓度，分别取25mL溶液用氯离子选择电极测定；步骤(3)的反应结束后，也取25mL溶液用氯离子选择电极测定，根据反应前后氯离子摩尔浓度的差值，计算转化出的硫代有机物的产率(特别说明，在以下验证例中，即便是转化率为78％的，其处理后的废水中所含的残余氯离子浓度，也达到了规定的排放标准。)。各验证例如下。
验证例1：
取浓度调节为0.05mol/L的100mL主要含有三氯丁二烯、二氯丁二烯的生产废水，加入0.9mol/L的200mL全硫碳酸钠充分混合后，调节pH值到10～11；然后，在微波作用下搅拌60min。微波频率为2000MHz，微波功率为600W，反应温度为60℃，反应后的氯离子摩尔浓度为0.0028mol/L，转化率为83.2％。
验证例2：
取浓度调节为0.075mol/L的100mL主要含有一氯甲烷的生产废水，加入0.9mol/L的200mL全硫碳酸钠充分混合后，调节pH值到10～11；然后，在微波作用下搅拌55min，其中，微波频率为2200MHz，微波功率为700W，反应温度为70℃，反应后的氯离子浓度为0.0055mol/L，转化率为78％。
验证例3：
取浓度调节为0.1mol/L的100mL主要含有四氯乙烷的生产废水，加入0.9mol/L的200mL全硫碳酸钠充分混合后，调节pH值到10～11；然后，在微波作用下搅拌50min，其中，微波频率为2400MHz，微波功率为800W，反应温度为80℃，反应后氯离子浓度为0.0053mol/L，转化率为84.1％。
验证例4：
取浓度调节为0.125mol/L的100mL氯丁橡胶(主要含有二氯丁烯、三氯丁烯、四氯丁烷、五氯丁烷等)的生产废水，加入0.9mol/L的200mL全硫碳酸钠充分混合后，调节pH值到10～11；然后，在微波作用下搅拌45min，其中，微波频率为2600MHz，微波功率为900W，反应温度为90℃，反应后氯离子的浓度为0.00396mol/L，转化率为90.5％。
验证例5：
取浓度调节为0.15mol/L的100mL主要含有氯代芳烃(如二氯苯、三氯苯、氯甲苯及其主要衍生物硝基氯化苯等)生产废水，加入0.9mol/L的200mL全硫碳酸钠充分混合后，调节pH值到10～11；然后，在微波作用下搅拌30min，其中，微波频率为2800MHz，微波功率为1000W，反应温度为1000℃，反应后的氯离子浓度为0.0055mol/L，转化率为89％。
(1)检测氯代有机废水的氯离子摩尔浓度，并调节到0.05mol/L～0.15mol/L；
(2)用浓度为0.9mol/L全硫碳酸钠与氯代有机废水充分混合，调节pH值到10～11，其中，全硫碳酸钠与氯代有机废水的容积比为2∶1；
(3)在微波作用下搅拌30～60min，其中，微波频率为2000～2800MHz，微波功率为600～1000W，反应温度为60～100℃；
(4)得转化产物——硫代有机物，沉淀、过滤取出。
进一步讲，上述氯代有机废水，是含氯代烷烃、氯代烯烃和氯代芳香烃中的一种、两种或多种的废水。
更进一步讲，在步骤(1)中，氯代有机废水调节后的浓度为0.125mol/L更好。
本发明曾在实验室通过试验验证。验证时，对在步骤(1)中的调节前后的氯代有机废水的氯离子摩尔浓度，分别取25mL溶液用氯离子选择电极测定；步骤(3)的反应结束后，也取25mL溶液用氯离子选择电极测定，根据反应前后氯离子摩尔浓度的差值，计算转化出的硫代有机物的产率(特别说明，在以下验证例中，即便是转化率为78％的，其处理后的废水中所含的残余氯离子浓度，也达到了规定的排放标准。)。各验证例如下。
验证例1：
取浓度调节为0.05mol/L的100mL主要含有三氯丁二烯、二氯丁二烯的生产废水，加入0.9mol/L的200mL全硫碳酸钠充分混合后，调节pH值到10～11；然后，在微波作用下搅拌60min。微波频率为2000MHz，微波功率为600W，反应温度为60℃，反应后的氯离子摩尔浓度为0.0028mol/L，转化率为83.2％。
验证例2：
取浓度调节为0.075mol/L的100mL主要含有一氯甲烷的生产废水，加入0.9mol/L的200mL全硫碳酸钠充分混合后，调节pH值到10～11；然后，在微波作用下搅拌55min，其中，微波频率为2200MHz，微波功率为700W，反应温度为70℃，反应后的氯离子浓度为0.0055mol/L，转化率为78％。
验证例3：
取浓度调节为0.1mol/L的100mL主要含有四氯乙烷的生产废水，加入0.9mol/L的200mL全硫碳酸钠充分混合后，调节pH值到10～11；然后，在微波作用下搅拌50min，其中，微波频率为2400MHz，微波功率为800W，反应温度为80℃，反应后氯离子浓度为0.0053mol/L，转化率为84.1％。
验证例4：
取浓度调节为0.125mol/L的100mL氯丁橡胶(主要含有二氯丁烯、三氯丁烯、四氯丁烷、五氯丁烷等)的生产废水，加入0.9mol/L的200mL全硫碳酸钠充分混合后，调节pH值到10～11；然后，在微波作用下搅拌45min，其中，微波频率为2600MHz，微波功率为900W，反应温度为90℃，反应后氯离子的浓度为0.00396mol/L，转化率为90.5％。
验证例5：
取浓度调节为0.15mol/L的100mL主要含有氯代芳烃(如二氯苯、三氯苯、氯甲苯及其主要衍生物硝基氯化苯等)生产废水，加入0.9mol/L的200mL全硫碳酸钠充分混合后，调节pH值到10～11；然后，在微波作用下搅拌30min，其中，微波频率为2800MHz，微波功率为1000W，反应温度为1000℃，反应后的氯离子浓度为0.0055mol/L，转化率为89％。