[发明专利]一种利用紫外光氧化分解聚环氧琥珀酸的方法

说明书

本发明涉及一种利用紫外光氧化分解聚环氧琥珀酸（PESA）的方法，具体为向含有聚环氧琥珀酸的水中加入过氧化氢得混合溶液，利用10W的低压汞灯对混合溶液进行照射，使水中的聚环氧琥珀酸分解为小分子物质、水和二氧化碳，聚环氧琥珀酸的分解率高达89%。本发明方法不受混合溶液pH值的影响，操作简便，紫外光源能耗低，节约成本，分解效果好，不产生二次污染。

技术领域

本发明属于废水处理方法领域，具体涉及一种利用紫外光氧化分解聚环氧琥珀酸的方法。

背景技术

工业循环冷却水在不断循环使用过程中，水中的矿物质含量不断增加, 引起设备管道结垢，水垢不但影响系统的冷却效果，同时还给冷却管路系统造成腐蚀，导致冷却管路穿孔泄漏。因此，循环水中防垢十分重要。

聚环氧琥珀酸（PESA）是一种常用的循环水阻垢剂，它是一种无磷、非氮的绿色环保型水溶性聚合物。聚环氧琥珀酸对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡和硅垢都有良好的阻垢分散性能，与膦酸盐复配具有良好的协同增效作用。PESA应用范围广泛，尤其适合于高碱、高硬、高pH条件上的冷却水系统，可实现高浓缩倍数运行。PESA可作为纳米碳酸钙分散剂使用，也可应用在造纸、油漆、油墨、涂料、日用化工等行业的加工过程中。聚环氧琥珀酸的加入，提高了碳酸钙悬浮液的流动性，改善了碳酸钙表面的性质，降低了粒子的表面能，提高了与分散介质的亲和力，有效抑制了颗粒间的团聚，从而增加了它的分散性能，使其均匀地分散在机体里。在循环冷却水中，PESA单独使用时的浓度一般为5-15mg/L。

聚环氧琥珀酸在废水中的分散性较好，从废水中分离出来较困难，分解方法包括生化处理、膜分离和絮凝法等，操作复杂且成本高。聚环氧琥珀酸在废水中的分散性较好，从废水中分离出来较困难，分解方法包括生化处理、膜分离和絮凝法等，操作复杂且成本高。在现有文献中未查到有关高效快速处理废水中聚环氧琥珀酸（钠）的资料。中国专利CN104944629公开了一种处理含水溶性聚合物（聚丙烯酰胺）废水的方法，在调节pH后加入MgCl₂、NaOH，形成絮状,振荡后离心达到去除的目的。此方法因需要调节pH，加入镁盐并且产生较多的氢氧化镁沉淀物，造成二次污染。

近年来，高能紫外光解技术成为一种新兴的有机废水处理技术，张卿在《UV-Fenton试剂处理电镀废水中有机物的研究》中采用UV-Fenton方法处理电镀废水中的有机物，300W紫外光和Fenton试剂结合表现出良好的协同效应，水体中COD由原始的2500mg/L降为691mg/L，但此方法要添加草酸根离子和铁离子，需二次处理，方法复杂、成本较高，且清除率容易受pH值的影响。任晶在《UV/H₂O₂对铜绿微囊藻抑制特性及其对微囊藻毒素降解机理研究》中研究了UV/H₂O₂光氧化体系在含藻水处理体系的应用，表明该方法不会因为抑藻带来额外的环境风险。胡平等在《UV光降解有机砷废水》中采用175W低压汞灯分解水中的的阿散酸，结果表明，阿散酸能被高效分解，但在光照过程中受溶液pH值、腐殖酸和叔丁醇影响显著，不利于大规模应用。专利CN105129906公开了一种光催化处理丙烯酸酯废水的方法，该方法利用光催化（光源为高压汞灯或KrF紫外准分子激光器）将丙烯酸等具有不饱和双键的有机物聚合成分子量在几百万至几千万道尔顿的聚丙烯酸等大分子聚合物，聚合物本身即可形成絮状体沉淀，加入沉淀剂后，加快絮状体的沉降速率，沉淀密实，沉降性能好，易于分离。因此上述光氧化方法的分解速率大都受光源强度和溶液pH的影响，只有光源强度较高和适宜的pH下才能达到好的分解效果。

目前，对聚环氧琥珀酸的处理大多采取生物降解的方法，聚氧琥珀酸能够被生物降解，但其降解率受到营养盐浓度、氮磷比例、有机污染物的浓度、时间、温度、溶解氧等因素的影响，而且由于聚氧琥珀酸的分解需要驯化期，所以在一般情况下，当分解率达到80%以上时通常需要30天左右的时间，分解速度慢、周期长，而且分解后废水通常含有可溶性的氮磷等营养物，直接排放容易造成水体富营养化。

发明内容