本发明属于废水处理,特别涉及一种聚苯醚合成工艺废水的处理方法和应用。
背景技术:
1、聚苯醚具有优异的耐热性能和介电性能,是高频高速覆铜板的理想树脂材料之一。然而,常规分子量的聚苯醚熔体粘度大,流动性差,难以用于覆铜板制造。因此,业内一般使用双官能度低分子量聚苯醚作为高频高速覆铜板的树脂原料。
2、典型的双官能度低分子量聚苯醚制备方法包括:在铜胺络合物的催化条件下,使四甲基双酚a与2,6-二甲基苯酚发生氧化共聚反应,反应结束后依次加入螯合剂对铜离子进行螯合萃取,加入碱液对残留酚类单体进行反应萃取,加入去离子水洗涤纯化。实际生产中,每生产1吨产品大约产生400公斤的废水。同时,该氧化共聚反应中,四甲基双酚a活性较低,一般需要增加铜胺络合物催化剂的用量。因此,此类废水包含了更高浓度的酚钠、有机胺和铜离子螯合物,具有较高的化学需氧量(cod),需对其进行预处理,才能排入污水处理站。
3、由于此类工业废水成分复杂,仅通过常规的芬顿氧化法、蒸馏法、生物降解法均无法直接有效的对其进行处理。目前,有研究公开了一种聚苯醚工艺废水的处理方法,依次进行碱处理、曝气处理和蒸馏处理,将难以处理的含酚物质、含胺物质、低分子聚苯醚进行彻底分离,以使工艺废水达标。但该方法使用精馏工艺,回流比2-3,能耗高。同时,该方法不能对铜离子进行有效地回收。鳌合铜离子具有较高的稳定性,通常需要使用硫化钠或硫氢化钠才能将其沉淀,但这会不可避免地引入硫离子污染物。
4、因此,提供一种能耗低、可有效降低废水cod,且绿色环保的聚苯醚合成工艺废水的处理方法具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本发明旨在解决上述现有技术中存在的一个或多个技术问题,至少提供一种有益的选择或创造条件。具体而言,本发明提供一种聚苯醚合成工艺废水的处理方法,其能耗低、可有效降低废水cod,且绿色环保。
2、本发明的发明构思:本发明聚苯醚合成工艺废水的处理方法是:向聚苯醚合成工艺废水中加入芳香族溶剂,进行第一次萃取;然后加入过硫酸钠,进行第一次降解反应;再加入芳香族溶剂,进行第二次萃取;然后加入过硫酸钠,进行第二次降解反应,得到第二次降解反应后的废水;调节所述第二次降解反应后的废水的ph至中性或碱性,过滤,完成聚苯醚合成工艺废水的处理。本发明依次进行第一次萃取、第一次氧化降解、第二次萃取和第二次氧化降解,最后调节ph,沉淀铜离子。该方法操作简单,能耗低,通过对氧化中间产物再次进行萃取,大大降低了废水的cod。同时通过使铜离子配体氧化降解,在回收铜离子的过程中避免了使用硫化物和硫氢化物,进而避免引入硫离子污染物,绿色环保。通过本发明的处理方法可将聚苯醚合成工艺废水的cod降至500mg/l以下。
3、因此,本发明的第一方面提供一种聚苯醚合成工艺废水的处理方法。
4、具体的,所述聚苯醚合成工艺废水的处理方法,包括以下步骤:
5、(1)向聚苯醚合成工艺废水中加入芳香族溶剂,进行第一次萃取;然后加入过硫酸钠,进行第一次降解反应;再加入芳香族溶剂,进行第二次萃取;然后加入过硫酸钠,进行第二次降解反应,得到第二次降解反应后的废水;
6、(2)调节步骤(1)所得的所述第二次降解反应后的废水的ph至中性或碱性,过滤,完成聚苯醚合成工艺废水的处理。
7、优选地,所述聚苯醚合成工艺废水包括氨三乙酸根与铜离子的络合物、溴离子和叔胺化合物。
8、优选地,所述叔胺化合物包括n,n-二甲基丁胺。
9、优选地,所述聚苯醚合成工艺废水的ph为10-13。
10、优选地,所述聚苯醚合成工艺废水的cod为10000-20000mg/l。
11、优选地,所述芳香族溶剂包括甲苯、二甲苯中的至少一种;进一步优选地,所述芳香族溶剂为甲苯。
12、优选地,步骤(1)中,所述第一次萃取时,所述芳香族溶剂和聚苯醚合成工艺废水的体积比为(0.1-0.5):1;进一步优选地,步骤(1)中,所述第一次萃取时,所述芳香族溶剂和聚苯醚合成工艺废水的体积比为(0.2-0.4):1。
13、优选的,步骤(1)中,所述第一次萃取的方式具体为:加入芳香族溶剂后搅拌5-30min,静置分相,除去轻相,得到重相,即第一次萃取后的废水。
14、优选地,步骤(1)中,所述第一次降解反应时,所述过硫酸钠的浓度和聚苯醚合成工艺废水的cod的比值为(0.8-1.2):1;进一步优选地,步骤(1)中,所述第一次降解反应时,所述过硫酸钠的浓度和聚苯醚合成工艺废水的cod的比值为(0.9-1.1):1。
15、优选地,所述第一次降解反应的反应温度为5-40℃,所述第一次降解反应的反应时间为2-6h;进一步优选地,所述第一次降解反应的反应温度为15-30℃,所述第一次降解反应的反应时间为3-5h。
16、优选地,所述第一次降解反应的过程中进行搅拌。
17、具体的,所述第一次降解反应中,过硫酸钠的加入量和搅拌时间与第二次萃取的效果有关,通过进一步控制过硫酸钠的加入量和搅拌时间,有利于提高第二次萃取的效果。
18、优选地,步骤(1)中,所述第二次萃取时,所述芳香族溶剂和聚苯醚合成工艺废水的体积比为(0.1-0.3):1;进一步优选地,步骤(1)中,所述第二次萃取时,所述芳香族溶剂和聚苯醚合成工艺废水的体积比为(0.15-0.25):1。
19、优选的,步骤(1)中,所述第二次萃取的方式具体为:加入芳香族溶剂后搅拌5-30min,静置分相,除去轻相,得到重相,即第二次萃取后的废水。
20、优选的,步骤(1)中,所述第二次降解反应时,所述过硫酸钠的浓度和聚苯醚合成工艺废水的cod的比值为(2-4):1;进一步优选的,步骤(1)中,所述第二次降解反应时,所述过硫酸钠的浓度和聚苯醚合成工艺废水的cod的比值为(2.5-3.5):1。
21、优选的,所述第二次降解反应的反应温度为5-40℃,所述第二次降解反应的反应时间为18-30h;进一步优选的,所述第二次降解反应的反应温度为15-30℃,所述第二次降解反应的反应时间为20-28h。
22、优选地,所述第二次降解反应时,先搅拌使得所述过硫酸钠溶解,然后静置进行反应。
23、具体的,所述第二次降解反应中,过硫酸钠的加入量和搅拌时间影响铜离子的沉淀效果和最终废水的cod,通过进一步控制过硫酸钠的加入量和搅拌时间,有利于提高废水的处理效果。
24、优选地,步骤(2)中,通过加入碱调节步骤(1)所得的所述第二次降解反应后的废水的ph至中性或碱性。
25、优选地,所述碱包括氢氧化钠。
26、优选地,步骤(2)中,所述ph为7-9。
27、具体的,当碱加入量较大时,可预先将其配制成溶液,并控制加入速率,以避免大量中和热和溶解热引起液体沸腾。
28、优选地,步骤(2)中,完成聚苯醚合成工艺废水的处理后,废水的cod为200-500mg/l;进一步优选地,步骤(2)中,完成聚苯醚合成工艺废水的处理后,废水的cod为200-300mg/l。
29、本发明的第二方面提供一种本发明的第一方面所述的聚苯醚合成工艺废水的处理方法在废水处理领域中的应用。
30、相对于现有技术,本发明提供的技术方案的有益效果如下:
31、(1)本发明先用芳香族溶剂进行第一次萃取后,加入过硫酸钠进行第一次氧化降解,随后对第一次氧化降解产物用芳香族溶剂进行第二次萃取,再用过硫酸钠进行第二次氧化降解,最后调节ph沉淀铜离子。该方法操作简单,能耗低,通过对氧化中间产物再次进行萃取,大大降低了废水的cod。此外,通过使铜离子配体氧化降解,在回收铜离子的过程中避免了使用硫化物和硫氢化物,进而避免引入硫离子污染物,绿色环保。通过本发明的处理方法可将聚苯醚合成工艺废水的cod降至500mg/l以下,甚至可降低到206mg/l,废水cod降低了98.9%。
32、(2)本发明第一次降解反应时,通过添加特定量的过硫酸钠及控制第一次降解反应的时间,有利于提高第二次萃取的效果,进而达到明显降低废水处理后cod的目的。
1.一种聚苯醚合成工艺废水的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述聚苯醚合成工艺废水包括氨三乙酸根与铜离子的络合物、溴离子和叔胺化合物;和/或,所述聚苯醚合成工艺废水的ph为10-13;和/或,所述聚苯醚合成工艺废水的化学需氧量为10000-20000mg/l。
3.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述芳香族溶剂包括甲苯、二甲苯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,步骤(1)中,所述第一次萃取时,所述芳香族溶剂和聚苯醚合成工艺废水的体积比为(0.1-0.5):1。
5.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,步骤(1)中,所述第一次降解反应时,所述过硫酸钠的浓度和聚苯醚合成工艺废水的化学需氧量的比值为(0.8-1.2):1;和/或,所述第一次降解反应的反应温度为5-40℃,所述第一次降解反应的反应时间为2-6h。
6.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,步骤(1)中,所述第二次萃取时,所述芳香族溶剂和聚苯醚合成工艺废水的体积比为(0.1-0.3):1。
7.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,步骤(1)中,所述第二次降解反应时,所述过硫酸钠的浓度和聚苯醚合成工艺废水的化学需氧量的比值为(2-4):1;和/或,所述第二次降解反应的反应温度为5-40℃,所述第二次降解反应的反应时间为18-30h。
8.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,步骤(2)中,所述ph为7-9。
9.根据权利要求1-8任一项所述的处理方法,其特征在于,步骤(2)中,完成聚苯醚合成工艺废水的处理后,废水的化学需氧量为200-500mg/l。
10.权利要求1-9任一项所述的处理方法在废水处理领域中的应用。