一种焦化废水处理剂的制备方法与流程

本发明属于污水处理，具体而言，涉及一种焦化废水处理剂的制备方法。

背景技术：

1、焦化废水主要来自焦炉煤气初冷、焦化生产过程中的生产废水以及蒸汽冷凝废水。焦化废水包含了高浓度、有害且难以分解的有机物质，如酚类、氰化物、硫化物、氨氮等。这些物质对环境和生态系统具有较大的危害，同时也对人类健康造成严重威胁。因此，焦化废水的治理引起了人们的重视。

2、目前对于焦化废水的处理方法主要有吸附法、混凝法、芬顿氧化法和臭氧氧化法，另外还包括电化学法、烟道化处理法、固定化细胞法以及光催化法。吸附法利用吸附剂的吸附作用去除废水中的污染物，以达到净化水质的目的。这种方法借助多孔材料的高比表面积吸附废水中的杂质，操作难度小、资源可再生，但是造价比较昂贵，因此其在浓度较高的废水处理中应用不够广泛。混凝法是当前深度处理最成熟有效的工艺之一。通常，由于离子的吸附和表面基团的电离作用，带负电的污染物会与带正电的絮凝剂凝聚，然后通过浮选、沉淀、过滤机制去除。研究表明，经混凝沉淀法深度处理，cod一般降至100～150mg/l，仍难以达到规定的一级排放标准。芬顿氧化法主要是基于铁分解过氧化氧形成活性氧，处理速度快，但反应不易控制，需要在酸性环境下处理，在此过程中会产生大量铁泥，堵塞率高，也增加处理难度。臭氧氧化法是通过臭氧分解链式反应形成自由基，对污染物进行氧化处理。这种反应在常温常压下就可快速进行，但臭氧难以保存、分解速率快、利用率低且能耗高，臭氧氧化过程也会产生有毒的中间产物。电化学氧化可以在环境温度和压力下进行，易实现自动化操控，不需要添加化学物质，具有较小的占地面积，可以产生高电势电子，进行高效快速的氧化还原，其热力学反应可控，废水处理效率较高。但是电化学方法成本较高。烟道气可用于净化焦化废水和焦化剩余氨水，具体操作方法是构建温度很高的烟道，将焦化废水喷洒到烟道中，让残留的氨水、有机物和二氧化硫、氧气发生化学反应，最终生成硫酸铵。除此之外，废水中的水分会蒸发气化，在温度较高的状态下，有机物会发生分解反应，这和湿式催化氧化非常相似，最终生成氮气、二氧化碳等。但是，这种净化方法需要花费一些资金，且实施难度较大。固定化细胞法是综合使用吸附法、共价结合法、包埋法、交联法等方法来固定细胞，保证其具有较高的活性。但是载体的选择性并不多，因而限制了该方法的应用。光催化法属于高级氧化法，反应条件要求低，在气体、有机液体中都可以进行。但是光催化法通常存在费用高、资源利用率低的问题。

3、但是基于目前焦化废水的规模非常大，而且含有多种杂质，焦化废水经多次处理后，出水化学需氧量(cod)和色度仍然难以满足《炼焦化学工业污染物排放标准》(gb16171—2012)的要求。因此，亟需一种焦化废水处理材料，能够实现焦化废水的有效处理。

技术实现思路

1、本发明的首要目的是提供一种焦化废水处理剂的制备方法，通过该处理剂能够有效去除焦化废水中的污染物。

2、为此，本发明提供如下技术方案。

3、本发明的一个方面提供了一种焦化废水处理剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：

4、按照质量体积比1g：15～30ml的量将氢氧化铝溶于酸性溶液中得到铝离子酸性水溶液，然后加入硅烷偶联剂搅拌均匀，得到含铝混合液；按照质量体积比1g：20～50ml的量将木质素溶于碱性溶液中得到木质素碱性溶液；将所得木质素碱性溶液加热至80～100℃，然后边搅拌边滴加含铝混合液，滴加完毕后静置8～12h，然后将所得产物经洗涤、干燥、粉碎并过80目筛，得到多孔活性氧化铝改性木质素；

5、将聚丙烯酰胺溶于水中得到浓度5～10wt％聚丙烯酰胺溶液，然后按照质量体积比1g：30～50ml的量将所得多孔活性氧化铝改性木质素超声分散于所得聚丙烯酰胺溶液中，得到悬浊液；将所得悬浊液中加入乙烯基醚单体和引发剂反应2～6h，反应结束后加入交联剂/碳酸氢铵混合液40～60℃下搅拌反应1～2h，反应结束后静置1～3h，将所得产物过滤、洗涤并造粒，得到粒径为5～10mm的终产物。

6、在本发明的一个优选实施例中，所述酸性溶液选自浓度为2～5mol/l的柠檬酸溶液、醋酸溶液、苹果酸溶液中的任一种。

7、在本发明的一个优选实施例中，所述硅烷偶联剂选自巯基三甲氧基硅烷、巯基三乙氧基硅烷、巯基甲基三甲氧基硅烷、巯基甲基三乙氧基硅烷、巯基甲基三丙氧基硅烷中的任一种。

8、在本发明的一个优选实施例中，所述硅烷偶联剂的加入量为氢氧化铝质量的0.01～0.05。

9、在本发明的一个优选实施例中，所述木质素选自碱木质素、木质素磺酸盐、稻壳木质素、竹木质素中的至少一种。

10、在本发明的一个优选实施例中，所述碱性溶液选自浓度为2～5mol/l的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

11、在本发明的一个优选实施例中，所述含铝混合液的加入量为木质素碱性溶液体积的0.5～1倍。

12、在本发明的一个优选实施例中，所述乙烯基醚单体选自甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚、三甘醇二乙烯基醚中的任一种。

13、在本发明的一个优选实施例中，所述乙烯基醚单体得加入量为聚丙烯酰胺质量的1～3倍。

14、在本发明的一个优选实施例中，所述引发剂选自偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉中的任一种。

15、在本发明的一个优选实施例中，所述引发剂的加入量为乙烯基醚单体质量的0.5～1％。

16、在本发明的一个优选实施例中，所述交联剂/碳酸氢铵混合液为交联剂、碳酸氢铵、水按照质量比1：10～15：100的量混合而成的混合液。

17、在本发明的一个优选实施例中，所述交联剂选自选自马来酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐中的任一种。

18、在本发明的一个优选实施例中，所述交联剂的加入量为乙烯基醚单体质量的0.1～0.3％。

19、借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：本发明以含铝和硅烷偶联剂的酸性溶液对木质素进行改性，硅烷偶联剂能够将氧化铝和木质素桥连起来，从而得到多孔活性氧化铝改性木质素，该物质具有多孔性以及表面正电荷性。随后以聚丙烯酰胺为基体并通过自由基聚合反应引入乙烯基醚单体，对聚丙烯酰胺进行接枝聚合，最后通过交联剂/碳酸氢铵混合液对多孔活性氧化铝改性木质素进行包覆并对终产物进行造孔，得到用于焦化废水的处理剂。根据本发明的方法得到的产物不仅具有吸附性，还具有共价结合能力，能够实现对焦化废水中污染物的有效去除。

20、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

技术特征：

1.一种焦化废水处理剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液选自浓度为2~5mol/l的柠檬酸溶液、醋酸溶液、苹果酸溶液中的任一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自巯基三甲氧基硅烷、巯基三乙氧基硅烷、巯基甲基三甲氧基硅烷、巯基甲基三乙氧基硅烷、巯基甲基三丙氧基硅烷中的任一种；

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述木质素选自碱木质素、木质素磺酸盐、稻壳木质素、竹木质素中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液选自浓度为2~5mol/l的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含铝混合液的加入量为木质素碱性溶液体积的0.5~1倍。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乙烯基醚单体选自甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、叔丁基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚、三甘醇二乙烯基醚中的任一种；

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂选自偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉中的任一种；

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂/碳酸氢铵混合液为交联剂、碳酸氢铵、水按照质量比1：10~15：100的量混合而成的混合液。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂选自选自马来酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐中的任一种；

技术总结
本发明公开了一种焦化废水处理剂的制备方法，包括：将氢氧化铝溶于酸性溶液中得到铝离子酸性水溶液，加入硅烷偶联剂搅拌均匀，得到含铝混合液；将木质素溶于碱性溶液中得到木质素碱性溶液；将木质素碱性溶液加热，边搅拌边滴加含铝混合液，滴加完毕后静置，将所得产物经洗涤、干燥、粉碎并过筛，得到多孔活性氧化铝改性木质素；将聚丙烯酰胺溶于水中得到聚丙烯酰胺溶液，然后将所得多孔活性氧化铝改性木质素超声分散于所得聚丙烯酰胺溶液中，得到悬浊液；将悬浊液中加入乙烯基醚单体和引发剂反应，随后加入交联剂/碳酸氢铵混合液搅拌，之后静置，将所得产物过滤、洗涤并造粒，得到终产物。该处理剂能够有效去除焦化废水中的污染物。

技术研发人员：柯建怡,周继柱,石伟杰,王国瑞,冯春晖
受保护的技术使用者：神美科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/23