本發明專利技術涉及基于納米復合材料靶向分離的廢水資源化處理工藝，特別涉及一種染料、醫藥、農藥等化工行業難降解苯系物廢水中有價值物質的資源化回收方法，屬于苯系物廢水資源化領域。本發明專利技術提供了一種基于納米復合材料靶向分離法資源化回收苯系物廢水中有價值物質的方法，針對廢水中不同的物料，通過利用現有帶有不同官能團的納米復合材料或研發的新型納米復合材料，并結合前處理工藝，在確保處理產水達標的同時，通過回收物料，降低廢水處理費用，在資源化處理回收價值高的物料時，不僅可以抵消處理費用，還可以為企業創造經濟效益。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種難降解苯系物廢水的資源化方法，特別涉及一種染料、醫藥、農藥等化工行業難降解苯系物廢水中有價值物質的資源化回收方法，屬于苯系物廢水資源化領域。
技術介紹
苯系物或苯系衍生物，狹義上特指苯(benzene)，甲苯(toluene)、乙苯(ethylbenzene)、二甲苯(xylene)等在內的在人類生產生活環境中有一定分布并對人體造成危害的含苯環化合物，也簡稱為BTEX；廣義上指芳香族有機化合物(Monoaromatic Hydrocarbons，簡寫為MACHs)，為苯及衍生物的總稱，是人類活動排放的常見污染物。在染料、醫藥、農藥等化工行業中，常見的苯系物主要是苯系、萘系、蒽醌系等，通過在這幾類物質上負載如羥基、羧基、氨基、磺酸基、鹵素等其中的一種或幾種，進而生產不同的產品。在生產過程中，原材料及產品不可避免的進入生產工藝水中，進而使得工藝水變為含有苯系物的廢水，這一類廢水普遍具有難降解有機物含量高(CODcr>2000mg/L，BOD5/CODcr<0.2)、鹽含量高(鹽含量>10000mg/L)、異味大、水質水量不穩定等特點。由于苯系物廢水具有“高濃度”、“難降解”兩大特性，使得在處理此類廢水時，單獨使用生物法或物化法等常規降解方法失去可能。國內外普遍采用“預處理+高級氧化法+生化法”組合工藝，通過高級氧化法提高廢水的可生化性后，再利用生化法廢水中的有機物降解、礦化。高級氧化技術又稱深度氧化技術，是指利用羥基自由基(HO˙)有效降解水中污染物的化學反應。其原理在于運行電、光輻照、催化劑，有時還與氧化劑結合，在反應中產生活性極強的自由基(如HO˙)，該自由基具有強氧化性，氧化還原點位高達2.80V，僅次于F2的2.87V，通過自由基與有機化合物之間的加合、取代、電子轉移、斷鍵等，使水體中的難降解有機物氧化降解程低毒或無毒的小分子物質，甚至直接降解成為CO2和H2O，接近完全礦化。但是，“預處理+高級氧化法+生化法”組合工藝”在處理萘系活性染料H酸、蒽醌系染料如溴氨酸、農藥中間體如2，3-二氯-5-三氟甲基吡啶等生產過程中產生的苯系物廢水時，存在諸多問題，主要有：(1)組合工藝處理H酸、溴氨酸等生產廢水，進水CODcr為4000mg/L～50000mg/L，出水CODcr一般為500mg/L～1000mg/L，遠遠達不到國家及地方排放標準要求。(2)處理苯系物濃度較高的廢水時，將苯系物徹底礦化所需能量為3360kJ/mol(苯)～11400kJ/mol(苯并a芘)，折合噸水直接運行費用20元～75元，運行費用高昂；(3)結構較為復雜的物質如萘系衍生物、蒽醌系衍生物等無法被徹底降解，必須輔以投
加大量藥劑，噸水運行費用增加5元～10元；由此可見，工藝產水無法達標、運行費用高昂等弊端，直接限制了該組合工藝的應用。同時，廢水中需要降解去除的”污染物”，往往是企業生產的產品，如H酸生產廢水中的H酸是重要的活性染料，目前價格為50000～60000元/噸，溴氨酸廢水中的溴氨酸是重要的染料中間體，目前價格為60000～65000元/噸，具有極大的回收價值，只是囿于技術局限，企業無經濟可行的技術將這一部分物料加以回收利用。
技術實現思路
針對現有的苯系物難降解廢水處理技術中存在的上述缺陷，本專利技術提供了一種基于納米復合材料靶向分離法資源化回收苯系物廢水中有價值物質的方法，針對廢水中不同的物料，通過利用現有帶有不同官能團的納米復合材料或研發的新型納米復合材料，并結合前處理工藝，在確保處理產水達標的同時，通過回收物料，降低廢水處理費用，在資源化處理回收價值高的物料時，不僅可以抵消處理費用，還可以為企業創造經濟效益。本專利技術是通過如下技術方案來實現的：一種基于納米復合材料靶向分離的廢水資源化工藝，具體步驟如下：(1)預處理：將待處理的難降解廢水泵入預處理系統，預處理系統可以為“多介質過濾器或反沖過濾器+1um精密過濾器”或“超濾+1um精密過濾器”，分離出廢水的懸浮物、油脂、膠體物質等微米級以上的顆粒物雜質，確保后續靶向分離系統穩定運行。(2)靶向分離：將預處理產水以0.5BV/H～2BV/H流速(BV：Bed Volume SEW-105納米復合材料裝填體積)通過裝填有SEW-105納米復合材料的分離器，對廢水進行資源化處理，當分離器產水不符合排放要求時，表明納米材料分離富集飽和，此時分離器停止運行；(3)解析再生：將1.5BV～3BV的解析劑(解析劑因待回收物料特性不同，可以為鹽酸、硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、甲醇、乙醇、丙酮、氯仿等)以運行流速40％～50％的流速打入分離器內，由于解析劑與富集在SEW-105納米復合材料上的物料的結合力大于SEW-105與物料的結合力，體系的親水疏水平衡條件改變，物料進入解析劑中，成為解析液，同時飽和的SEW-105恢復其吸附分離能力，解析液收集至解析液罐中；(4)氣排空：將一定量無油壓縮空氣由分離器頂部鼓入，將分離器內殘留的解析液頂出，收集至解析液罐中；分離器進入下一運行周期；(5)物料回收：依據解析液罐中解析液的特性，或直接回用到物料生產工段，或通過蒸餾法分離解析劑及物料，回收物料，解析劑循環使用。所述的SEW-105納米復合材料，是以苯乙烯聚合單體，二乙烯苯為交聯劑，以聚乙烯醇為分散劑，加入甲苯、二甲苯、液蠟作為致孔劑，并加入NaCl溶液，通過控制攪拌機的攪拌
速度，在引發劑存在的前提下，進行懸浮聚合，在76℃-80℃反應4-6小時，在85℃-98℃反應6-10小時，反應產物經洗滌、氯甲基化、后交聯，制得的一種高交聯度大比表面積并具有合適孔徑的納米復合材料。其中，所述致孔劑優選為甲苯、二甲苯與液蠟的混合液，重量為二乙烯苯和苯乙烯總重量的60％-130％；所述分散劑優選為聚乙烯醇，為二乙烯苯和苯乙烯總重量的0.5％-1.0％，聚乙烯醇聚合度優選為800～1000，醇解度優選為70％～75％；該參數的聚乙烯醇優異的分散性能可確保懸浮共聚法所產生的顆粒粒度均勻；所述NaCl溶液濃度優選為7％-12％，重量為二乙烯苯、苯乙烯總重量的200％～300％；所述引發劑優選為過氧化苯甲酰或偶氮二異丁腈，重量為二乙烯苯和苯乙烯總重量的0.5％-1.1％；所述攪拌機攪拌速度為750-1000r/min，以確保載體顆粒粒度介于0.1mm～0.3mm；所述的洗滌是將經懸浮聚合后的反應產物置于提取液中浸取10-20小時，提取出致孔劑，然后再進行100℃水洗，水洗時間為10-20小時，之后進行干燥，干燥時間為8-10小時，制得共聚物球體；制得共聚物球體；所述提取液為丙酮、甲醇、石油醚中的任意一種或幾種的混合物。優選的是，所述提取液為丙酮、石油醚的混合物，其質量比為：1：1～1：0.5。所述氯甲基化是在常溫下，將洗滌后制得的共聚物球體在氯甲醚中溶脹3-4小時，再加入氯化鋅，升溫到40～50℃，保溫反應20～25小時；其中所述共聚物球體與氯甲醚質量比為1：2.5-4；所述氯化鋅的質量為共聚物球體的40％～60％；所述的后交聯是在反應器中加入催化劑：SnCl4，投加量為共聚物球體質量的20％～50％，投加一定量的1-氯甲基-本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于納米復合材料靶向分離的廢水資源化處理工藝，其特征在于，具體步驟如下：(1)預處理：將待處理的難降解廢水泵入預處理系統，預處理系統為“多介質過濾器或反沖過濾器+1um精密過濾器”或“超濾+1um精密過濾器”；(2)靶向分離：將預處理產水以0.5BV/H～2BV/H流速，通過裝填有SEW?105納米復合材料的分離器，對廢水進行資源化處理，當分離器產水不符合排放要求時，表明納米材料分離富集飽和，此時分離器停止運行；(3)解析再生：將1.5BV～3BV的解析劑，以預處理產水流速40％～50％的流速打入分離器內，富集在SEW?105納米復合材料上的物料進入解析劑中，成為解析液，同時飽和的SEW?105恢復其靶向分離能力，解析液收集至解析液罐中；(4)氣排空：將無油壓縮空氣由分離器頂部鼓入，將分離器內殘留的解析液頂出，收集至解析液罐中，分離器進入下一運行周期；(5)物料回收：依據解析液罐中解析液的特性，或直接回用到物料生產工段，或通過蒸餾法分離解析劑及物料，回收物料，解析劑循環使用。
【技術特征摘要】
1.一種基于納米復合材料靶向分離的廢水資源化處理工藝，其特征在于，具體步驟如下：(1)預處理：將待處理的難降解廢水泵入預處理系統，預處理系統為“多介質過濾器或反沖過濾器+1um精密過濾器”或“超濾+1um精密過濾器”；(2)靶向分離：將預處理產水以0.5BV/H～2BV/H流速，通過裝填有SEW-105納米復合材料的分離器，對廢水進行資源化處理，當分離器產水不符合排放要求時，表明納米材料分離富集飽和，此時分離器停止運行；(3)解析再生：將1.5BV～3BV的解析劑，以預處理產水流速40％～50％的流速打入分離器內，富集在SEW-105納米復合材料上的物料進入解析劑中，成為解析液，同時飽和的SEW-105恢復其靶向分離能力，解析液收集至解析液罐中；(4)氣排空：將無油壓縮空氣由分離器頂部鼓入，將分離器內殘留的解析液頂出，收集至解析液罐中，分離器進入下一運行周期；(5)物料回收：依據解析液罐中解析液的特性，或直接回用到物料生產工段，或通過蒸餾法分離解析劑及物料，回收物料，解析劑循環使用。2.如權利要求1所述的基于納米復合材料靶向分離的廢水資源化處理工藝，其特征在于，所述的SEW-105納米復合材料，是以苯乙烯聚合單體，二乙烯苯為交聯劑，以聚乙烯醇為分散劑，加入甲苯、二甲苯、液蠟作為致孔劑，并加入NaCl溶液，通過控制攪拌機的攪拌速度，在引發劑存在的前提下，進行懸浮聚合，在76℃-80℃反應4-6小時，在85℃-98℃反應6-10小時，反應產物經洗滌、氯甲基化、后交聯，制得的顆粒粒度介于0.1mm～0.3mm的納米復合材料。3.如權利要求2所述的基于納米復合材料靶向分離的廢水資源化工藝，其特征在于，所述致孔劑為甲苯、二甲苯與液蠟的混合液，重量為二乙烯苯和苯乙烯總重量的60％-130％。4.如權利要求2所述的基于納米復合材料靶向分離的廢水資源...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王文波，王顏亭，
申請(專利權)人：山東同源和環境工程有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37
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