申请日2013.01.18
公开(公告)日2013.05.01
IPC分类号C02F1/58; C02F1/28
摘要
本发明用硼酸处理过的树脂吸附废水中所含甘油的方法，采用大孔阴离子树脂，通过硼酸处理后形成硼酸型离子树脂，将其置入含甘油的废水处理装置中，待所述废水处理装置的出水中甘油含量达到设定的量时，将吸附了甘油的硼酸型离子树脂取出，通过酸碱处理洗脱吸附在硼酸型离子树脂上的硼酸甘油络合物，然后将硼酸型离子树脂再继续使用，其具体步骤包括：⑴吸附树脂的预处理;⑵吸附树脂的改性;⑶吸附废水中的甘油;⑷解吸硼酸型离子树脂上的硼酸甘油络合物;处理后的树脂可循环使用。本发明基于硼酸可与甘油发生反应的原理，提供了一种吸附废水中甘油的新的方法，能将含有甘油的废水进行有效的处理，达到节约资源，保护环境的目的。
权利要求书
1.一种用硼酸处理过的树脂吸附废水中所含甘油的方法，其特征在于，采用大孔阴离子树脂，通过硼酸处理后形成硼酸型离子树脂，将其置入含甘油的废水处理装置中，待所述废水处理装置的出水中甘油含量达到设定的量时，将吸附了甘油的硼酸型离子树脂取出，通过酸碱处理洗脱吸附在硼酸型离子树脂上的硼酸甘油络合物，然后将硼酸型离子树脂再继续使用，其具体步骤为：
(1)吸附树脂的预处理
①浸泡和清洗 将大孔阴离子树脂装入玻璃柱，采用50℃～60℃的热水反复浸泡和清洗;开始浸泡时，每隔15分钟换水一次，浸泡时要不时搅动，换水4～5次后，再每隔30分钟换水一次，浸泡和清洗至浸洗水的颜色不带褐色、没有泡沫时为止;
② 用酸碱溶液再处理
(A)用1N的碱溶液以1.8mL/min的流速流过步骤(1)①处理的树脂，用量为所述树脂体积的2～3倍，流速每小时1.5倍床层体积;
(B)用水将步骤(1)②(A)处理的树脂冲洗至pH值为11，然后用1N的盐酸溶液流过，洗至pH值为4;再用碱溶液洗，将所述树脂转成OH-型，用量为所述树脂体积的3～5倍，流速每小时1.5倍床层体积;
(C)碱洗完成后用去离子水冲洗步骤(1)②(B)处理的树脂至出水的pH值为8～10，获得碱性吸附树脂;
(2)吸附树脂的改性
将步骤(1)②(C)获得的碱性吸附树脂用两倍玻璃柱体积的硼酸饱和溶液以流速每小时1倍床层体积(Vbed/h)缓慢通过碱性吸附树脂层，形成硼酸型离子树脂;
(3)吸附废水中的甘油
将步骤(2)获得的硼酸型离子树脂置入含甘油的废水的处理装置床层中，将含有甘油的冲洗水以1.8～1.88mL/min的流速流过处理装置的床层，每收集1倍床层体积的流出液时测定一次出水中甘油的含量，直至硼酸型离子树脂床层完全穿透为止;
(4)解吸硼酸型离子树脂上的硼酸甘油络合物
① 用1倍玻璃柱体积的盐酸溶液冲洗步骤(3)处理后的硼酸型离子树脂床层，将吸附在硼酸型离子树脂上的硼酸甘油络合物洗脱下来;
② 先用1倍玻璃柱体积的1mol /L盐酸溶液处理硼酸型离子树脂，再用1mol/L的NaOH溶液处理硼酸型离子树脂，处理后的树脂能在吸附废水中所含甘油的过程中循环使用。
2.根据权利要求1所述的用硼酸处理过的树脂吸附废水中所含甘油的方法，其特征在于，所述的大孔阴离子树脂包含强碱性阴离子树脂或弱碱性阴离子树脂。
3.根据权利要求1所述的用硼酸处理过的树脂吸附废水中所含甘油的方法，其特征在于，步骤(1)①所述的热水为加热的清洁的自来水。
说明书
用硼酸处理过的树脂吸附废水中所含甘油的方法
技术领域
本发明涉及化工及用化学方法处理污水的技术领域，具体的是一种用硼酸处理过的树脂吸附废水中所含甘油的方法。
背景技术
随着各国大力发展生物柴油等新能源产业，生产生物柴油的副产物甘油将大量过剩，在这种情况下，有人开发了用甘油直接生产环氧氯丙烷的工艺。但是，该工艺产生的废水为高含盐的有机废水，废水中的有机物大部分是甘油。
本发明的申请人已经申请了如何处理上述废水的专利，见中国专利申请号为200910046417.0 的“以甘油为原料生产环氧氯丙烷的废水的处理方法及装置”。由于该申请专利只是将甘油吸附，并没有将之转化，因此，必须用清水冲洗回收装置以便将吸附的甘油解吸，解吸后的水中只含有甘油，它虽然易于处理，但是由于该废水不能回到甘油制环氧氯丙烷装置中，如果不进行再处理将造成新的浪费。
硼酸与顺羟基的反应已经广泛应用于吸附分离滴定顺羟基化合物上，同样，硼酸可与甘油发生反应，其反应式为：
。
这一技术可否应用于处理含有大量甘油的废水呢?
发明内容
本发明的目的在于，基于硼酸可与甘油发生反应的原理，提供一种吸附废水中甘油的新的方法——用硼酸处理过的树脂吸附废水中所含甘油的方法，以期使废水中所含的甘油能被充分利用，并能将含有甘油的废水进行有效的处理，达到节约资源，保护环境的目的。
为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。
一种用硼酸处理过的树脂吸附废水中所含甘油的方法，其特征是，采用大孔阴离子树脂，通过硼酸处理后形成硼酸型离子树脂，将其置入含甘油的废水处理装置中，待所述废水处理装置的出水中甘油含量达到设定的量时，将吸附了甘油的硼酸型离子树脂取出，通过酸碱处理洗脱吸附在硼酸型离子树脂上的硼酸甘油络合物，然后将硼酸型离子树脂再继续使用，其具体步骤为：
(1)吸附树脂的预处理
① 浸泡和清洗 将大孔阴离子树脂装入玻璃柱，采用50℃～60℃的热水反复浸泡和清洗;开始浸泡时，每隔15分钟换水一次，浸泡时要不时搅动，换水4～5次后，再每隔30分钟换水一次，浸泡和清洗至浸洗水的颜色不带褐色、没有泡沫时为止;
② 用酸碱溶液再处理
(A)用1N的碱(NaOH)溶液以1.8mL/min的流速流过步骤(1)①处理的树脂，用量为所述树脂体积的2～3倍，流速每小时1.5倍床层体积;
(B)用水将步骤(1)②(A)处理的树脂冲洗至pH值为11，然后用1N的盐酸溶液流过，洗至pH值为4;再用碱溶液洗，将所述树脂转成OH-型，用量为所述树脂体积的3～5倍，流速每小时1.5倍床层体积;
(C)碱洗完成后用去离子水冲洗步骤(1)②(B)处理的树脂至出水的pH值为8～10，获得碱性吸附树脂;
(2)吸附树脂的改性
将步骤(1)②(C)获得的碱性吸附树脂用两倍玻璃柱体积的硼酸饱和溶液以流速每小时1倍床层体积(Vbed/h)缓慢通过碱性吸附树脂层，形成硼酸型离子树脂;
(3)吸附废水中的甘油
将步骤(2)获得的硼酸型离子树脂置入含甘油的废水的处理装置床层中，将含有甘油的冲洗水以1.8～1.88mL/min的流速流过处理装置的床层，每收集1倍床层体积的流出液时测定一次出水中甘油的含量，直至硼酸型离子树脂床层完全穿透为止;
(4)解吸硼酸型离子树脂上的硼酸甘油络合物
① 用1倍玻璃柱体积的盐酸溶液冲洗步骤(3)处理后的硼酸型离子树脂床层，将吸附在硼酸型离子树脂上的硼酸甘油络合物洗脱下来;
② 先用1倍玻璃柱体积的1mol /L盐酸溶液处理硼酸型离子树脂，再用1mol/L的NaOH溶液处理硼酸型离子树脂，处理后的树脂能在吸附废水中所含甘油的过程中循环使用。
进一步，所述的大孔阴离子树脂包含强碱性阴离子树脂或弱碱性阴离子树脂。
进一步，步骤(1)①所述的热水为加热的清洁的自来水。
本发明用硼酸处理过的树脂吸附废水中所含甘油的方法的积极效果是：
基于硼酸可与甘油发生反应的原理，提供了一种吸附废水中甘油的新的方法，能将上述“背景技术”所说的废水中含有的甘油充分地吸附出来并加以利用：用硼酸处理过的树脂吸附废水中所含甘油的吸附率为30～50毫克/克;或者是，能对含有甘油的废水进行有效的处理：废水中甘油的去除率为30～50%;达到节约资源，保护环境的目的。
具体实施方式
以下介绍本发明用硼酸处理过的树脂吸附废水中所含甘油的方法的具体实施方式，但是，本发明的实施不限于以下的实施方式。
一种用硼酸处理过的树脂吸附废水中所含甘油的方法，包含以下步骤：
(1)吸附树脂的预处理
① 浸泡和清洗 将大孔阴离子树脂(采用强碱性阴离子树脂或者弱碱性阴离子树脂)装入玻璃柱，采用加热的、50℃～60℃的清洁的自来水反复浸泡和清洗;开始浸泡时，每隔15分钟换水一次，浸泡时要不时搅动，换水4～5次后，再每隔30分钟换水一次，将大孔阴离子树脂浸泡和清洗至浸洗水的颜色不带褐色、没有泡沫时为止。
② 用酸碱溶液再处理
(A)用1N的NaOH溶液以1.8mL/min的流速流过步骤(1)①处理的树脂，用量为所述树脂体积的2～3倍，流速每小时1.5倍床层体积。
(B)用清洁的自来水将步骤(1)②(A)处理的树脂冲洗至pH值为11，然后用1N的盐酸溶液流过，洗至pH值为4;再用碱溶液洗，将所述树脂转成OH-型，用量为所述树脂体积的3～5倍，流速每小时1.5倍床层体积。
(C)碱洗完成后用去离子水冲洗步骤(1)②(B)处理的树脂至出水的pH值为8～10，获得碱性吸附树脂。
(2)吸附树脂的改性
将步骤(1)②(C)获得的碱性吸附树脂用两倍玻璃柱体积的硼酸饱和溶液以流速每小时1倍床层体积(Vbed/h)缓慢通过碱性吸附树脂层，形成硼酸型离子树脂。
(3)吸附废水中的甘油
将步骤(2)获得的硼酸型离子树脂置入含甘油的废水的处理装置床层中，将含有甘油的冲洗水以1.8～1.88mL/min的流速流过处理装置的床层，每收集1倍床层体积的流出液时测定一次出水中甘油的含量，直至硼酸型离子树脂床层完全穿透为止。
(4)解吸硼酸型离子树脂上的硼酸甘油络合物
① 用1倍玻璃柱体积的盐酸溶液冲洗步骤(3)处理后的硼酸型离子树脂床层，将吸附在硼酸型离子树脂上的硼酸甘油络合物洗脱下来。
② 先用1倍玻璃柱体积的1mol /L盐酸溶液处理硼酸型离子树脂，再用1mol/L的NaOH溶液处理硼酸型离子树脂，处理后的树脂能在吸附废水中所含甘油的过程中循环使用。
本发明的方法应用实施的情况
在实验室中配置好的 3g/L、5g/L、7g/L、9g/L的一系列含甘油的溶液，模拟含有甘油的废水。采用的大孔阴离子树脂为D201强碱性阴离子树脂，然后将依照本发明的方法处理得到的硼酸型离子树脂装入玻璃柱进行实验对比。实施中的操作条件为：柱内径 3cm;树脂层高度 22cm;树脂床层体积 150mL;流速1.88mL/min;得到的实验数据见以下表1。
表1. 硼酸型离子树脂处理含甘油3g/L废水的实验数据
。
表2. 硼酸型离子树脂处理含甘油5g/L废水的实验数据
。
表3. 硼酸型离子树脂处理含甘油7g/L废水的实验数据
。
表4. 硼酸型离子树脂处理含甘油9g/L废水的实验数据
。
本发明的方法应用实施的结果为：
(1)用硼酸处理过的树脂吸附废水中所含甘油的吸附率为30～50毫克/克;
(2)废水中甘油的去除率为30～50%。