[发明专利]一种高浓度壬基酚聚氧乙烯醚废水热催化制备固态吸附剂的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于高浓度难降解工业废水或废液处理及资源化技术领域，特别涉及一种高浓度壬基酚聚氧乙烯醚废水热催化制备固态吸附剂的方法及其装置。

背景技术

壬基酚聚氧乙烯醚广泛应用于印染、化工和清洗等行业，可以用做表面活性剂、清洁剂。壬基酚聚氧乙烯醚是全世界公认的环境激素。研究表明，即便这种物质排放的浓度很低，也极具危害性。壬基酚聚氧乙烯醚一旦进入到环境中，就会迅速分解成毒性更强的环境激素-壬基酚。壬基酚具有持久性以及生物蓄积性。它会在环境中存在很长时间，而且可以进入食物链，影响生物体正常的生殖和发育。

壬基酚聚氧乙烯醚属于难生物降解物质，含有该类物质的废水处理方法有氧化、还原、混凝、生化等及其组合工艺等。但对于工业生产中产生的高浓度壬基酚聚氧乙烯醚废水(例如氟聚合物生产工艺中产生的含壬基酚聚氧乙烯醚的浓缩液)，因有机物浓度太高，常规的废水处理组合工艺却无法奏效。

考虑到这些高浓度壬基酚聚氧乙烯醚废水中蕴含的有机物从某种意义上讲是资源，所以对于该类高浓度有机废液的处理处置，需转变思路，将其中有机物作为资源回收，不仅能够符合污染物减排要求，而且通过资源化和能源化能够产生较大经济效益，是最为合理有效的处理处置方法。

目前，对于高浓度有机废液中的有机物资源化的途径研究和应用最多的是厌氧消化产甲烷，但厌氧产甲烷技术只适合于毒性较小、易于生物降解的剩余污泥、食品工业及畜禽废水。对于浓度极高、可生化性差且有一定毒性的高浓度壬基酚聚氧乙烯醚废水，厌氧菌难以正常生长代谢，厌氧产甲烷技术效果有限，无法获得显著的有机物资源化和总量减排的效果。微生物燃料电池是近年来开始研究的新技术，其原理是将废水或废液中有机物蕴含的化学能转化为电能而实现资源化，但限于微生物产电效率有限而无法获得较高的电流强度，使其仅能停留在理论和实验室研究阶段，目前尚无法实现工程应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高浓度壬基酚聚氧乙烯醚废水热催化制备固态吸附剂的方法及其装置，该方法操作简单；与厌氧产甲烷等技术相比，不受限于高浓度有机废液的性质，适用范围广，易于工程化，为难处理及处置的高浓度壬基酚聚氧乙烯醚废水提供无害化及资源化的经济可行的技术方法。

本发明的一种高浓度壬基酚聚氧乙烯醚废水热催化制备固态吸附剂的方法，包括：

(1)将高浓度壬基酚聚氧乙烯醚废水和水加入到热催化反应器中，然后加入催化剂，将反应器密闭，加温至180～200℃，搅拌反应3.0～4.0h；其中，H₂O的加入量与高浓度壬基酚聚氧乙烯醚废水体积比为1:5～1:6；

(2)反应结束后，反应器自然冷却，将反应器中固液两相混合物排出，固液分离，将得到的固态物质干燥，得到固态吸附剂。

所述步骤(1)中废水为工业生产中产生、呈现粘稠状的有机废液，且难以用常规废水处理方法处理达标。

所述步骤(1)中高浓度壬基酚聚氧乙烯醚废水加入量占反应釜有效容积的1/2。

所述步骤(1)中催化剂为98％的浓硫酸和赤铁矿粉；其中，赤铁矿粉的投量为1.0～2.0g/(L废水)，98％浓硫酸投量为0.1g/(L废水)。

所述步骤(2)中固液两相混合物为固态吸附剂与反应残液的混合物。

所述步骤(2)中固液分离得到的残液为COD低于500mg/L的有机废水。

所述步骤(2)中固态物质为粉末状。

所述步骤(2)中固体吸附剂吸附能力为0.1～0.2g COD/(g吸附剂)。