一种基于石墨烯泡沫的三嗪环废水处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于石墨烯泡沫的三嗪环废水处理方法通过在含三嗪环废水中加入3.5?5％的石墨烯泡沫，在一定温度下吸附废水中的三嗪环等有机物，通过简单过滤分离，滤液COD去除率达到99％以上，能够直接回用于三嗪环的生产工序，石墨烯泡沫材料经过2倍甲醇的脱附处理后，在氮气流保护下再生，能够重复利用，重复使用50次后COD去除率仍在95％以上。本方法操作简单，COD去除率高，再生简单，石墨烯泡沫能重复利用，生产成本低，适合大规模生产。
【专利说明】
一种基于石墨烯泡沬的三嗪环废水处理方法
技术领域
[0001]本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种石墨烯泡沫吸附处理有机废水的方法，更具体地说涉及一种基于石墨烯泡沫的三嗪环废水处理方法。
【背景技术】
[0002]三嗪环(TTZ)是合成头孢曲松钠的关键中间体，和7-ACA合成7-ACT后，再与DAMA即可合成头孢曲松钠。头孢曲松钠，又名头孢三嗪，是由瑞士罗氏公司研制的具有里程碑意义的第三代头孢类抗生素，于1982年在瑞士首次上市，是第一个半合成广谱长效头孢菌素，主要用于敏感菌所致的感染病症，如呼吸系统感染(尤其是肺炎)、耳鼻喉感染、泌尿系统感染、脓毒症、脑膜炎、预防手术感染、骨和关节感染、皮肤和软组织感染、生殖系统感染(包括淋病)，一般疗效满意，还可用于创伤感染、腹部感染等。于1992年首次在中国上市，经过二十几年的发展，凭借其抗菌谱广，疗效确切，以及巨大的市场空间等优点，头孢曲松钠已经成为抗生素市场上举足轻重的主导产品。在最近几年的销售业绩中，一直位居前列。头孢曲松钠等药品已被列入《国家城镇职工基本医疗保险药物》，在全国各大医院抗生素使用总量中占有很大的份额，在国民健康产业中的地位十分重要。
[0003]目前三嗪环的生产过程中会产生大量的含三嗪环废水(三嗪环含量约0.5-1%wt，未成环化合物0.1-0.3%Wt，其他未知杂质I %Wt)，该含三嘆环母液⑶D>150000，无法直接生化处理，在传统的工艺中，采用直接浓缩处理，由于三嗪环是热敏性物质，其分解产生的含氮产物发出恶臭气味，环保问题十分突出，同时直接加热导致了价格昂贵的三嗪环产品不能有效回收，造成了一定的经济损失。
[0004]经过查找相关资料和对比分析，目前国内外还有使用活性炭吸附处理的工艺，但是其存在活性炭用量大，吸附效果差，成本高等缺点。另一个较为先进的处理该废水的方式为纳滤膜拦截处理，通过一定的PH值调节后使用一定孔径大小的有机纳滤膜在高压条件下将三嗪环等大分子截留，实现废水中有机成分的分离。该方法能够回收有价值的三嗪环，但是存在设备投资大，纳滤膜容易堵塞，不能反复使用，运行费用高，使用酸碱调节pH值导致分离后的水无法回用等缺点。
【发明内容】
[0005]鉴于上述工艺的限制和缺点，本发明的目的在于提供一种基于石墨烯泡沫的三嗪环废水处理方法，基于石墨烯泡沫超大的吸附容量，脱附流程简便，能循环使用，实现含三嗪环废水中三嗪环的选择性吸附回收。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于石墨烯泡沫的三嗪环废水处理方法，包括以下步骤:
[0007]I)常温下向含三嗪环废水中加入占其质量3.5-5 %的石墨烯泡沫，50-800C下搅拌3-10h进行吸附；
[0008]2)吸附完成后，过滤，滤液直接返回三嗪环生产工序进行回用；
[0009]3)过滤后得到的石墨烯泡沫，按照质量比为1:2的比例用甲醇浸泡3_5h脱附，然后在氮气流保护下，于35-60°C活化l_5h后投入到下一个吸附-脱附循环中；
[0010]4)脱附后的甲醇溶液另行收集供进一步回收三嗪环使用。
[0011]具体地，所述含三嗪环废水中三嗪环含量为0.5_lwt%，未成环化合物0.Ι-Ο.3wt % ， 其他未知杂质Iwt %，C0D>150000。
[0012]具体地，所述步骤I)中石墨烯泡沫的加入量优选为占含三嗪环废水质量的3.5-
[0013]具体地，所述步骤I)中石墨烯泡沫的吸附温度优选为55°C，吸附时间优选为8h。
[0014]具体地，所述步骤3)中甲醇浸泡时间优选为5h，活化温度优选为35°C，活化时间优选为5h。
[0015]具体地，所述步骤2)中石墨烯泡沫吸附后的滤液C0D〈300，COD去除率>95%，三嗪环单位废水量减少85%以上。
[0016]具体地，所述石墨烯泡沫在保证⑶D去除率>95%的情况下，循环利用次数不少于50次。本发明具有以下有益效果:由于多孔性石墨烯泡沫的高吸附容量及易脱附特性，简化了吸附和脱附的工艺流程，实现了循环使用，其用量仅为活性炭的1%左右;避免了纳滤膜的高压及酸碱使用条件，吸附后的废水C0D〈200，⑶D去除率>95%，能够直接回用于三嗪环生产，吨产品废水降低85%以上。
[0017]说明书附图
[0018]图1是石墨烯泡沫循环使用50次的COD去除率数据。
【具体实施方式】
[0019]以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
[0020]实施例1
[0021 ] 向3000L三口烧瓶中加入2000g含三嗪环废水(三嗪环含量为0.5-lwt %，未成环化合物0.l-0.3wt%,其他未知杂质Iwt%，COD = 158000)，常温下加入石墨烯泡沫100g(5% )，80°C下搅拌4h进行吸附。吸附完成后，过滤，得到滤液1720g，C0D = 295，直接返回三嗪环生产工序进行回用。过滤后得到的石墨烯泡沫190g，加入380g甲醇浸泡5h脱附。然后在氮气流保护下，于40°C活化5h后投入到下一个吸附-脱附循环中。脱附后的甲醇溶液另行收集供进一步回收三嗪环使用。
[0022]实施例2
[0023]向3000L三口烧瓶中加入2000g含三嗪环废水(三嗪环含量为0.5_lwt%，未成环化合物0.1-0.3wt %，其他未知杂质Iwt %，COD = 160000)，常温下加入石墨烯泡沫80g(4% )，55°C下搅拌8h进行吸附。吸附完成后，过滤，得到滤液1780g，C0D = 280，直接返回三嗪环生产工序进行回用。过滤后得到的石墨烯泡沫177g，加入354g甲醇浸泡5h脱附。然后在氮气流保护下，于35°C活化5h后投入到下一个吸附-脱附循环中。脱附后的甲醇溶液另行收集供进一步回收三嗪环使用。
[0024]实施例3
[0025]向3000L三口烧瓶中加入2000g含三嗪环废水(三嗪环含量为0.5_lwt%，未成环化合物0.1-0.3wt%，其他未知杂质Iwt %，COD = 160000 )，常温下加入石墨烯泡沫70g(3.5%)，80°(:下搅拌411进行吸附。吸附完成后，过滤，得到滤液180(^，0)0 = 300，直接返回三嗪环生产工序进行回用。过滤后得到的石墨烯泡沫150g，加入300g甲醇浸泡5h脱附。然后在氮气流保护下，于40°C活化3h后投入到下一个吸附-脱附循环中。脱附后的甲醇溶液另行收集供进一步回收三嗪环使用。
[0026]实施例4
[0027]向3000L三口烧瓶中加入2000g含三嗪环废水(三嗪环含量为0.5-lwt %，未成环化合物0.l-0.3wt%,其他未知杂质Iwt%，COD = 165000)，常温下加入石墨烯泡沫100g(5% )，50°C下搅拌3h进行吸附。吸附完成后，过滤，得到滤液1750g，C0D = 285，直接返回三嗪环生产工序进行回用。过滤后得到的石墨烯泡沫165g，加入330g甲醇浸泡3h脱附。然后在氮气流保护下，于60°C活化Ih后投入到下一个吸附-脱附循环中。脱附后的甲醇溶液另行收集供进一步回收三嗪环使用。
[0028]实施例5
[0029]向3000L三口烧瓶中加入2000g含三嗪环废水(三嗪环含量为0.5_lwt%，未成环化合物0.1-0.3wt%，其他未知杂质Iwt %，COD = 159000 )，常温下加入石墨烯泡沫90g(3.5%)，70°(:下搅拌1011进行吸附。吸附完成后，过滤，得到滤液174(^，0)0 = 300，直接返回三嗪环生产工序进行回用。过滤后得到的石墨烯泡沫160g，加入320g甲醇浸泡4h脱附。然后在氮气流保护下，于50°C活化3h后投入到下一个吸附-脱附循环中。脱附后的甲醇溶液另行收集供进一步回收三嗪环使用。
[0030]另外，图1为石墨烯泡沫循环使用50次的COD去除率数据，横坐标为循环使用次数，纵坐标为COD去除率，由图可知，石墨烯泡沫循环使用50次后COD去除率仍高于95%。
【主权项】
1.一种基于石墨烯泡沫的三嗪环废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)常温下向含三嗪环废水中加入占其质量3.5-5%的石墨烯泡沫，50-80°C下搅拌3-1Oh进行吸附； 2)吸附完成后，过滤，滤液直接返回三嗪环生产工序进行回用； 3)过滤后得到的石墨烯泡沫，按照质量比为1:2的比例用甲醇浸泡3-5h脱附，然后在氮气流保护下，于35-60°C活化l_5h后投入到下一个吸附-脱附循环中； 4)脱附后的甲醇溶液另行收集供进一步回收三嗪环使用。2.根据权利要求1所述的基于石墨烯泡沫的三嗪环废水处理方法，其特征在于，所述含三嘆环废水中三嘆环含量为0.5-lwt%，未成环化合物0.l-0.3wt%，其他未知杂质lwt%，C0D>150000o3.根据权利要求1所述的基于石墨烯泡沫的三嗪环废水处理方法，其特征在于，所述步骤I)中石墨烯泡沫的加入量优选为占含三嗪环废水质量的3.5-4%。4.根据权利要求1所述的基于石墨烯泡沫的三嗪环废水处理方法，其特征在于，所述步骤I)中石墨烯泡沫的吸附温度优选为55°C，吸附时间优选为8h。5.根据权利要求1所述的基于石墨烯泡沫的三嗪环废水处理方法，其特征在于，所述步骤3)中甲醇浸泡时间优选为5h，活化温度优选为35°C，活化时间优选为5h。6.根据权利要求1所述的基于石墨烯泡沫的三嗪环废水处理方法，其特征在于，所述步骤2)中石墨烯泡沫吸附后的滤液C0D〈300，COD去除率>95%，三嗪环单位废水量减少85%以上。7.根据权利要求1或6所述的基于石墨烯泡沫的三嗪环废水处理方法，其特征在于，所述石墨烯泡沫在保证COD去除率>95%的情况下，循环利用次数不少于50次。
【文档编号】C02F103/36GK105858785SQ201610256579
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】牟应科, 曲良体, 郑庚修, 魏成飞
【申请人】山东汇海医药化工有限公司