申请日2018.07.02
公开(公告)日2018.11.16
IPC分类号C02F1/00; C02F1/28; C02F3/34; C02F103/36
摘要
本发明提供一种对甲基苯甲醛的生产废水处理剂及其制备方法，涉及废水处理技术领域。本发明对甲基苯甲醛的生产废水处理剂由以下原料制成：改性蒙脱石、活性炭、硫酸铝、壳聚糖、硫酸亚铁、生物絮凝剂、硅酸钠、除味剂、胺甲基化聚丙烯酰胺、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯、去离子水。本发明对甲基苯甲醛的生产废水处理剂适用面广，不受废水温度、酸碱度、悬浮物及含盐量的影响，通过对原料进行合理配比，利用原料成分间的协同作用，有效地去除废水中的COD、重金属等污染物，该处理剂使废水中的杂质富集能力增强，废水处理效率高，处理范围广，除味剂的加入可以消除废水的恶臭，改善了工厂的空气环境。
权利要求书
1.一种对甲基苯甲醛的生产废水处理剂，其特征在于，所述对甲基苯甲醛的生产废水处理剂由以下重量份的原料制成：改性蒙脱石40-80份、活性炭50-90份、硫酸铝20-30份、壳聚糖10-20份、硫酸亚铁15-25份、生物絮凝剂17-32份、硅酸钠15-20份、除味剂5-17份、胺甲基化聚丙烯酰胺2-8份、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯2-8份、去离子水150-300份。
2.根据权利要求1所述对甲基苯甲醛的生产废水处理剂，其特征在于，所述对甲基苯甲醛的生产废水处理剂由以下重量份的原料制成：改性蒙脱石50-70份、活性炭60-80份、硫酸铝22-28份、壳聚糖13-18份、硫酸亚铁17-22份、生物絮凝剂22-28份、硅酸钠16-19份、除味剂8-14份、胺甲基化聚丙烯酰胺3-6份、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯3-6份、去离子水200-260份。
3.根据权利要求1所述对甲基苯甲醛的生产废水处理剂，其特征在于，所述对甲基苯甲醛的生产废水处理剂由以下重量份的原料制成：改性蒙脱石60份、活性炭70份、硫酸铝25份、壳聚糖15份、硫酸亚铁20份、生物絮凝剂24份、硅酸钠18份、除味剂11份、胺甲基化聚丙烯酰胺5份、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯5份、去离子水230份。
4.根据权利要求1或2或3所述对甲基苯甲醛的生产废水处理剂，其特征在于，所述改性蒙脱石的改性方法为：将蒙脱石使用粉碎机进行粉碎，再研磨30-40min，使用醋酸调节成pH为5.5-6.5的浆体，保持浆体40-55℃加入配制好的无水乙醇溶液反应12个小时后取出用无水乙醇洗涤3-4次，再用去离子水洗涤，于75-80℃下干燥，然后进行煅烧处理，煅烧温度为500-550℃，煅烧3-4h，冷却，制得改性蒙脱石。
5.根据权利要求4所述对甲基苯甲醛的生产废水处理剂，其特征在于：所述无水乙醇溶液的质量分数为50-65%。
6.根据权利要求1或2或3所述对甲基苯甲醛的生产废水处理剂，其特征在于：所述生物絮凝剂的相对分子质量>150。
7.根据权利要求1或2或3所述对甲基苯甲醛的生产废水处理剂，其特征在于：所述除味剂为竹炭、椰维炭、次氯酸钠、微生物除味剂中的一种。
8.一种如权利要求1-7任一所述对甲基苯甲醛的生产废水处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照重量份称取各个原料;
S2、将改性蒙脱石、活性炭分散于去离子水中，在室温下搅拌均匀，并于超声仪上超声分散10-15min，然后在搅拌的状态下加入十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯，然后在搅拌的状态下将反应体系缓慢升温至55-68℃，继续搅拌反应4-6h，反应完成后，将反应体系进行离心收集下层沉淀物，并用乙醇进行洗涤2-3次，后对其进行真空干燥，粉碎研磨至粒度为100-200目，得混合粉末;
S3、将壳聚糖、硅酸钠、胺甲基化聚丙烯酰胺、步骤S2制备的混合粉末混合，在45-50℃的温度下搅拌反应1.5-2.5h，然后对其进行过滤、洗涤、烘干，得混合物;
S4、将步骤S3制备的混合物加入到0.1-0.5M的HCl溶液中，然后在氮气保护条件下加入硫酸铝、硫酸亚铁、生物絮凝剂、除味剂，在35-40℃温度下搅拌反应40-50min后，逐滴加入浓度为0.1-0.3M的NaOH溶液，在氮气保护条件下继续搅拌反应40-50min，即可。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤S2所述离心，离心机的转速为3000-6000r/min，离心5-8min。
说明书
一种对甲基苯甲醛的生产废水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，涉及一种对甲基苯甲醛的生产废水处理剂及其制备方法。
背景技术
对甲基苯甲醛，即4-甲基苯甲醛(p-Tolualdehyde，简称PTAL)，是无色或淡黄色透明液体，有温柔的花香和杏仁香气，对眼睛和皮肤有一定的刺激性。对甲基苯甲醛可以高选择性地氧化合成对苯二甲酸，同时也是一种重要的有机合成中间体，还用于塑料成核剂、对苯二甲酸原料和煤沥青改性剂等，市场需求日益增大，在精细化工和医药领域应用广泛。
目前的合成方法主要有直接氧化法、电化学法和Sommeler反应。直接氧化是用氧化剂直接氧化对二甲苯制备对甲基苯甲醛，但其选择性差、产率低(8%-9%)、产物分离困难，而且产品质量不佳、三废严重难处理。电化学方法是在电解槽内，在催化剂存在下氧化对二甲苯直接得到对甲基苯甲醛，相较于直接氧化产率较高、方法简单、副产物少，但是在镧系氧化物等贵金属做催化剂，价格昂贵、设备复杂，难以进行工业化生产。国内工业化生产主要采用Sommeler反应，即以对甲基氯苄和六亚甲基四胺为原料，在浓盐酸作用下生产对甲基苯甲醛。在对甲基苯甲醛生产过程中，产生将近20%的黑色粘稠状副产物，副产物结构、性能复杂，难以回收利用，只能深埋或燃烧，污染环境。而且，在Sommeler反应在制备对甲基苯甲醛过程中，会产生大量的生产工艺废水，生产工艺废水COD高，生化处理困难，水污染严重。
因此，研制一种对甲基苯甲醛的生产废水处理剂，对于水环境治理尤为重要。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种对甲基苯甲醛的生产废水处理剂及其制备方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种对甲基苯甲醛的生产废水处理剂，所述对甲基苯甲醛的生产废水处理剂由以下重量份的原料制成：改性蒙脱石40-80份、活性炭50-90份、硫酸铝20-30份、壳聚糖10-20份、硫酸亚铁15-25份、生物絮凝剂17-32份、硅酸钠15-20份、除味剂5-17份、胺甲基化聚丙烯酰胺2-8份、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯2-8份、去离子水150-300份。
进一步的，所述对甲基苯甲醛的生产废水处理剂由以下重量份的原料制成：改性蒙脱石50-70份、活性炭60-80份、硫酸铝22-28份、壳聚糖13-18份、硫酸亚铁17-22份、生物絮凝剂22-28份、硅酸钠16-19份、除味剂8-14份、胺甲基化聚丙烯酰胺3-6份、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯3-6份、去离子水200-260份。
进一步的，所述对甲基苯甲醛的生产废水处理剂由以下重量份的原料制成：改性蒙脱石60份、活性炭70份、硫酸铝25份、壳聚糖15份、硫酸亚铁20份、生物絮凝剂24份、硅酸钠18份、除味剂11份、胺甲基化聚丙烯酰胺5份、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯5份、去离子水230份。
进一步的，所述改性蒙脱石的改性方法为：将蒙脱石使用粉碎机进行粉碎，再研磨30-40min，使用醋酸调节成pH为5.5-6.5的浆体，保持浆体40-55℃加入配制好的无水乙醇溶液反应12个小时后取出用无水乙醇洗涤3-4次，再用去离子水洗涤，于75-80℃下干燥，然后进行煅烧处理，煅烧温度为500-550℃，煅烧3-4h，冷却，制得改性蒙脱石。
进一步的，所述无水乙醇溶液的质量分数为50-65%。
进一步的，所述生物絮凝剂的相对分子质量>150。
进一步的，所述除味剂为竹炭、椰维炭、次氯酸钠、微生物除味剂中的一种。
一种对甲基苯甲醛的生产废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照重量份称取各个原料;
S2、将改性蒙脱石、活性炭分散于去离子水中，在室温下搅拌均匀，并于超声仪上超声分散10-15min，然后在搅拌的状态下加入十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯，然后在搅拌的状态下将反应体系缓慢升温至55-68℃，继续搅拌反应4-6h，反应完成后，将反应体系进行离心收集下层沉淀物，并用乙醇进行洗涤2-3次，后对其进行真空干燥，粉碎研磨至粒度为100-200目，得混合粉末;
S3、将壳聚糖、硅酸钠、胺甲基化聚丙烯酰胺、步骤S2制备的混合粉末混合，在45-50℃的温度下搅拌反应1.5-2.5h，然后对其进行过滤、洗涤、烘干，得混合物;
S4、将步骤S3制备的混合物加入到0.1-0.5M的HCl溶液中，然后在氮气保护条件下加入硫酸铝、硫酸亚铁、生物絮凝剂、除味剂，在35-40℃温度下搅拌反应40-50min后，逐滴加入浓度为0.1-0.3M的NaOH溶液，在氮气保护条件下继续搅拌反应40-50min，即可。
进一步的，步骤S2所述离心，离心机的转速为3000-6000r/min，离心5-8min。
本发明提供一种对甲基苯甲醛的生产废水处理剂及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
本发明对甲基苯甲醛的生产废水处理剂适用面广，不受废水温度、酸碱度、悬浮物及含盐量的影响，通过对原料进行合理配比，利用原料成分间的协同作用，有效地去除废水中的COD、重金属等污染物，通过对蒙脱石进行改性，使得蒙脱石具有较好的层状结构，形成骨架作用，使得原料间分散均匀，而且增强了处理剂的吸附功能，进一步通过活性炭、硫酸铝、壳聚糖、硫酸亚铁、生物絮凝剂、硅酸钠、胺甲基化聚丙烯酰胺、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯的合理组合，得到的处理剂使废水中的杂质富集能力增强，使得废水处理效率高，处理范围广，除味剂的加入可以消除废水的恶臭，改善了工厂的空气环境;
本发明废水处理剂使用方法简单，直接将处理剂加入待处理的废水中，加入量少，处理效果好，处理后的废水能够达到排放标准，改善了化工废水污染环境的情况，而且原料来源广泛，制备工艺简单，转化率高，使用后不会产生二次污染，有利于在精细化工能行业推广应用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
生物絮凝剂是一类由微生物产生的，可使液体中不易降解的固体悬浮颗粒凝聚、沉淀的特殊高分子代谢产物，实施例中生物絮凝剂为市场上购买。
实施例1：
本实施例中，对甲基苯甲醛的生产废水处理剂由以下重量份的原料制成：改性蒙脱石40份、活性炭50份、硫酸铝20份、壳聚糖10份、硫酸亚铁15份、生物絮凝剂17份、硅酸钠15份、除味剂5份、胺甲基化聚丙烯酰胺2份、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯2份、去离子水150份;
其中，改性蒙脱石的改性方法为：将蒙脱石使用粉碎机进行粉碎，再研磨30min，使用醋酸调节成pH为5.5的浆体，保持浆体40℃加入配制好的无水乙醇溶液反应12个小时后取出用无水乙醇洗涤3次，再用去离子水洗涤，于75℃下干燥，然后进行煅烧处理，煅烧温度为500℃，煅烧3h，冷却，制得改性蒙脱石;
无水乙醇溶液的质量分数为50%;生物絮凝剂的相对分子质量>150;除味剂为竹炭;
本实施例对甲基苯甲醛的生产废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照重量份称取各个原料;
S2、将改性蒙脱石、活性炭分散于去离子水中，在室温下搅拌均匀，并于超声仪上超声分散10min，然后在搅拌的状态下加入十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯，然后在搅拌的状态下将反应体系缓慢升温至55℃，继续搅拌反应4h，反应完成后，将反应体系进行离心收集下层沉淀物，并用乙醇进行洗涤2次，后对其进行真空干燥，粉碎研磨至粒度为100目，得混合粉末，离心机的转速为3000r/min，离心5min;
S3、将壳聚糖、硅酸钠、胺甲基化聚丙烯酰胺、步骤S2制备的混合粉末混合，在45℃的温度下搅拌反应1.5h，然后对其进行过滤、洗涤、烘干，得混合物;
S4、将步骤S3制备的混合物加入到0.1M的HCl溶液中，然后在氮气保护条件下加入硫酸铝、硫酸亚铁、生物絮凝剂、除味剂，在35℃温度下搅拌反应40min后，逐滴加入浓度为0.1M的NaOH溶液，在氮气保护条件下继续搅拌反应40min，即可。
实施例2：
本实施例中，对甲基苯甲醛的生产废水处理剂由以下重量份的原料制成：改性蒙脱石80份、活性炭90份、硫酸铝30份、壳聚糖20份、硫酸亚铁25份、生物絮凝剂32份、硅酸钠20份、除味剂17份、胺甲基化聚丙烯酰胺8份、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯8份、去离子水300份;
其中，改性蒙脱石的改性方法为：将蒙脱石使用粉碎机进行粉碎，再研磨40min，使用醋酸调节成pH为6.5的浆体，保持浆体55℃加入配制好的无水乙醇溶液反应12个小时后取出用无水乙醇洗涤4次，再用去离子水洗涤，于80℃下干燥，然后进行煅烧处理，煅烧温度为550℃，煅烧4h，冷却，制得改性蒙脱石;
无水乙醇溶液的质量分数为65%;生物絮凝剂的相对分子质量>150;除味剂为椰维炭;
本实施例对甲基苯甲醛的生产废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照重量份称取各个原料;
S2、将改性蒙脱石、活性炭分散于去离子水中，在室温下搅拌均匀，并于超声仪上超声分散15min，然后在搅拌的状态下加入十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯，然后在搅拌的状态下将反应体系缓慢升温至68℃，继续搅拌反应6h，反应完成后，将反应体系进行离心收集下层沉淀物，并用乙醇进行洗涤3次，后对其进行真空干燥，粉碎研磨至粒度为200目，得混合粉末，离心机的转速为6000r/min，离心8min;
S3、将壳聚糖、硅酸钠、胺甲基化聚丙烯酰胺、步骤S2制备的混合粉末混合，在50℃的温度下搅拌反应2.5h，然后对其进行过滤、洗涤、烘干，得混合物;
S4、将步骤S3制备的混合物加入到0.5M的HCl溶液中，然后在氮气保护条件下加入硫酸铝、硫酸亚铁、生物絮凝剂、除味剂，在40℃温度下搅拌反应50min后，逐滴加入浓度为0.3M的NaOH溶液，在氮气保护条件下继续搅拌反应50min，即可。
实施例3：
本实施例中，对甲基苯甲醛的生产废水处理剂由以下重量份的原料制成：改性蒙脱石60份、活性炭70份、硫酸铝25份、壳聚糖15份、硫酸亚铁20份、生物絮凝剂24份、硅酸钠18份、除味剂11份、胺甲基化聚丙烯酰胺5份、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯5份、去离子水230份;
其中，改性蒙脱石的改性方法为：将蒙脱石使用粉碎机进行粉碎，再研磨35min，使用醋酸调节成pH为6的浆体，保持浆体48℃加入配制好的无水乙醇溶液反应12个小时后取出用无水乙醇洗涤4次，再用去离子水洗涤，于78℃下干燥，然后进行煅烧处理，煅烧温度为530℃，煅烧3.5h，冷却，制得改性蒙脱石;
无水乙醇溶液的质量分数为58%;生物絮凝剂的相对分子质量>150;除味剂为次氯酸钠;
本实施例对甲基苯甲醛的生产废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照重量份称取各个原料;
S2、将改性蒙脱石、活性炭分散于去离子水中，在室温下搅拌均匀，并于超声仪上超声分散13min，然后在搅拌的状态下加入十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯，然后在搅拌的状态下将反应体系缓慢升温至62℃，继续搅拌反应5h，反应完成后，将反应体系进行离心收集下层沉淀物，并用乙醇进行洗涤3次，后对其进行真空干燥，粉碎研磨至粒度为160目，得混合粉末，离心机的转速为4500r/min，离心6.5min;
S3、将壳聚糖、硅酸钠、胺甲基化聚丙烯酰胺、步骤S2制备的混合粉末混合，在48℃的温度下搅拌反应2h，然后对其进行过滤、洗涤、烘干，得混合物;
S4、将步骤S3制备的混合物加入到0.3M的HCl溶液中，然后在氮气保护条件下加入硫酸铝、硫酸亚铁、生物絮凝剂、除味剂，在38℃温度下搅拌反应40-50min后，逐滴加入浓度为0.2M的NaOH溶液，在氮气保护条件下继续搅拌反应45min，即可。
实施例4：
本实施例中，对甲基苯甲醛的生产废水处理剂由以下重量份的原料制成：改性蒙脱石50份、活性炭60份、硫酸铝22份、壳聚糖13份、硫酸亚铁17份、生物絮凝剂22份、硅酸钠16份、除味剂8份、胺甲基化聚丙烯酰胺3份、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯3份、去离子水200份;
其中，改性蒙脱石的改性方法为：将蒙脱石使用粉碎机进行粉碎，再研磨32min，使用醋酸调节成pH为5.8的浆体，保持浆体45℃加入配制好的无水乙醇溶液反应12个小时后取出用无水乙醇洗涤3次，再用去离子水洗涤，于76℃下干燥，然后进行煅烧处理，煅烧温度为510℃，煅烧3.3h，冷却，制得改性蒙脱石;
无水乙醇溶液的质量分数为55%;生物絮凝剂的相对分子质量>150;除味剂为微生物除味剂;
本实施例对甲基苯甲醛的生产废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照重量份称取各个原料;
S2、将改性蒙脱石、活性炭分散于去离子水中，在室温下搅拌均匀，并于超声仪上超声分散11min，然后在搅拌的状态下加入十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯，然后在搅拌的状态下将反应体系缓慢升温至59℃，继续搅拌反应4.5h，反应完成后，将反应体系进行离心收集下层沉淀物，并用乙醇进行洗涤3次，后对其进行真空干燥，粉碎研磨至粒度为120目，得混合粉末，离心机的转速为4000r/min，离心6min;
S3、将壳聚糖、硅酸钠、胺甲基化聚丙烯酰胺、步骤S2制备的混合粉末混合，在46℃的温度下搅拌反应1.8h，然后对其进行过滤、洗涤、烘干，得混合物;
S4、将步骤S3制备的混合物加入到0.2M的HCl溶液中，然后在氮气保护条件下加入硫酸铝、硫酸亚铁、生物絮凝剂、除味剂，在36℃温度下搅拌反应42min后，逐滴加入浓度为0.15M的NaOH溶液，在氮气保护条件下继续搅拌反应43min，即可。
实施例5：
本实施例中，对甲基苯甲醛的生产废水处理剂由以下重量份的原料制成：改性蒙脱石70份、活性炭80份、硫酸铝28份、壳聚糖18份、硫酸亚铁22份、生物絮凝剂28份、硅酸钠19份、除味剂14份、胺甲基化聚丙烯酰胺6份、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯6份、去离子水260份;
其中，改性蒙脱石的改性方法为：将蒙脱石使用粉碎机进行粉碎，再研磨39min，使用醋酸调节成pH为6.3的浆体，保持浆体50℃加入配制好的无水乙醇溶液反应12个小时后取出用无水乙醇洗涤4次，再用去离子水洗涤，于79℃下干燥，然后进行煅烧处理，煅烧温度为530℃，煅烧4h，冷却，制得改性蒙脱石;
无水乙醇溶液的质量分数为62%;生物絮凝剂的相对分子质量>150;除味剂为椰维炭;
本实施例对甲基苯甲醛的生产废水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照重量份称取各个原料;
S2、将改性蒙脱石、活性炭分散于去离子水中，在室温下搅拌均匀，并于超声仪上超声分散14min，然后在搅拌的状态下加入十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯，然后在搅拌的状态下将反应体系缓慢升温至65℃，继续搅拌反应5h，反应完成后，将反应体系进行离心收集下层沉淀物，并用乙醇进行洗涤3次，后对其进行真空干燥，粉碎研磨至粒度为180目，得混合粉末，离心机的转速为5000r/min，离心7min;
S3、将壳聚糖、硅酸钠、胺甲基化聚丙烯酰胺、步骤S2制备的混合粉末混合，在47℃的温度下搅拌反应2.2h，然后对其进行过滤、洗涤、烘干，得混合物;
S4、将步骤S3制备的混合物加入到0.4M的HCl溶液中，然后在氮气保护条件下加入硫酸铝、硫酸亚铁、生物絮凝剂、除味剂，在37℃温度下搅拌反应48min后，逐滴加入浓度为0.25M的NaOH溶液，在氮气保护条件下继续搅拌反应48min，即可。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
