专利名称：一种利用聚乙二醇和碱性物质处理氯代有机物的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对氯代有机物的处理工艺，特别是涉及一种利用聚乙二醇和碱性物质处理氯代有机物的工艺。
背景技术：
近年来,持久性有机污染物(POPs, Persistent Organic Pollutions)对人体和环境带来的危害已经成为世界各国关注的环境焦点。POPs —般都具有毒性，包括致癌性、生殖毒性、神经毒性、内分泌干扰特性等，它严重危害生物体，并且由于其持久性，这种危害一般都会持续一段时间。更为严重的是，一方面POPs具有很强的亲脂憎水性，能够在生物器官的脂肪组织内产生生物积累，沿着食物链逐级放大，从而使在大气、水、土壤中低浓度存在的污染物经过食物链的放大作用，而对处于最高营养级的人类的健康造成严重的负面影响；另一方面，POPs具有半挥发性，能够在大气环境中长距离迁移并通过所谓的“全球蒸馏效应”和“蚱蜢跳效应”沉积到地球的偏远极地地区，从而导致全球范围的污染传播。鉴于此2001年5月22日在瑞士的斯德哥尔摩通过了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》，该公约在2004年5月17日开始生效。氯代有机污染物主要包括有机氯农药(OCPs)和多氯联苯(PCBs)是一类重要的POPs物质，我国目前还存在大量的含氯代有机物工业废物库存以及大量的污染场地急需修复，对生态环境、饮用水安全等构成了严重威胁。
用于氯代有机污染物处理的技术主要包括焚烧技术和非焚烧技术两大类。危险废物焚烧技术具有处理效率高、处理量大等优点，但是焚烧技术的处理成本昂贵，同时存在潜在的二次污染风险，导致焚烧技术近年来并不被民众所接受。非焚烧技术或者称为化学处理技术，各种化学技术根据其所采用的材料以及反应条件的不同存在一定的差异，但是一般具有处理费用较低、设备灵活方便等优点。
碱催化分解技术(BO), Base-Catalyzed decomposition)是美国环保局风险降低工程实验室和美国海军工程服务中心联合开发的用于修复被有机氯污染物(如PCBs、二噁英、农药等)污染的液体、土壤、淤积物、沉积物等污染物的一种非燃烧技术。BCD技术主要是在碱性环境及氮气环境中，加入氢供体催化剂等试剂后，加热到300°C以上，反应一段时间之后，实现对氯代有机污染物的破解。传统碱催化工艺所采用的反应试剂为石蜡油、氢氧化钠以及美国B⑶公司开发的U. S. P. 5019175专利催化剂，该工艺主要存在以下问题反应时间较长、反应温度较高、反应物料的投加量大、催化剂专利为国外公司所持有。因此需要开发高效的反应物料配方，实现氯代有机物的高效碱催化脱氯解毒。发明内容
为了克服传统碱催化分解工艺所存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用聚乙二醇和碱性物质处理氯代有机物的工艺，将聚乙二醇和碱性物质依次加入含氯代有机污染物的反应器中进行反应脱氯降解，具有反应时间短、反应温度较低、反应物料容易获得的特点。3
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的
一种利用聚乙二醇和碱性物质处理氯代有机物的工艺，将含氯代有机污染物的废物加入至反应容器中，再将聚乙二醇和碱性物质依次加入至反应器中，纯氯代有机物聚乙二醇(PEG):碱性物质三者之间的质量比为I :1_10 :2-5，将反应物料从常温加热至80-250 度，对物料进行搅拌，反应2-4h之后实现对氯代有机物的脱氯降解。
所述聚乙二醇(PEG)包括分子量为200-600的聚乙二醇以及聚乙二醇单酯，主要包括 PEG200#、PEG400# 或 PEGM550#。
所述碱性物质为碱金属的氢氧化物，包括氢氧化钠或氢氧化钾。
所述含氯代有机污染物的废物包括有机氯农药原药和制剂、含多氯联苯(PCBs)的变压器油、被POPs污染的土壤和沉积物或含POPs的工业废物。
当本发明用于处理固体废物(如被POPs污染的土壤和沉积物)时，首先将聚乙二醇加入到碱性物质的水溶液中进行混合，然后将混合之后的水溶液加入至固体废物中，当固体废物中氯代有机物含量较低时，聚乙二醇与碱性物质的投加量分别为固体废物质量的 1(Γ20%和5 10%，之后将固体废物充分搅拌，使水溶液中的聚乙二醇与碱性物质均匀分散到固体废物中，之后将固体废物加热至150-250度，反应2-4h后，实现对固体废物中氯代有机物的脱氯降解，反应后的固体物质，通过水洗、沉淀分离之后，含聚乙二醇和碱性物质的水洗液进行回收利用，处理后的固体物质经检测合格之后进行填埋或者回填处置。
当本发明用于处理有机液体废物时(如含PCBs的变压器油)，首先将聚乙二醇加入到碱性物质的水溶液中进行混合，然后将混合之后的水溶液加入到含氯代有机物的有机液体废物中，当液体废物中氯代有机物含量较低时，聚乙二醇与碱性物质的投加量分别为液体废物质量的1(Γ20%和5 10%，之后将混合之后的物料加热至80-150度，进行加热搅拌反应l_4h，实现对有机废液中氯代有机物的脱氯降解。反应后的物料，经过水洗静置，液液两相分离之后，有机相经检验合格之后用于相关领域回用或者用做锅炉燃料，水相经过蒸发浓缩之后进行回收利用。
本发明的优点在于，在较低温度下(低于150度)聚乙二醇与碱性物质能够形成聚乙二醇盐，这种聚乙二醇盐是一种高效的亲核试剂和相转移催化剂能够从极性的聚乙二醇和碱性物质的水溶液的中转移至有机相中与氯代有机物发生亲核取代反应，从而有效的实现氯代有机物的脱氯降解；另外随着反应温度提高至150-250度，聚乙二醇与碱性物质能够产生大量的氢气，氯代有机物在氢气的还原氛围中实现进一步脱氯加氢，从而实现氯代有机物的完全脱氯降解。本发明通过聚乙二醇与碱性物质的反应性质，有效的减低了氯代有机物催化脱氯反应的反应温度，提高了反应速率和效率。
具体实施方式
实施例一
一种利用聚乙二醇和碱性物质处理氯代有机物的工艺，将含氯代有机污染物的废物六氯苯O. 1022g加入至IOmL反应容器中，再将O. 6mL聚乙二醇O. 7g和碱性物质氢氧化钠O. 3039g依次加入至反应器中，将反应物料从常温加热至230度，对物料进行搅拌，反应 2h之后实现对氯代有机物的脱氯降解。
本实施例经检测发现，反应2h后六氯苯的脱氯效率大于99%，如继续反应3h后六氯苯的脱氯效率接近100%。
实施例二
一种利用聚乙二醇和碱性物质处理氯代有机物的工艺，将含氯代有机污染物的废物硫丹O. 1135g加入至IOmL反应容器中，再将O. 5405g聚乙二醇200#和碱性物质氢氧化钠O. 3067g依次加入至反应器中，将反应物料从常温加热至250度，对物料进行搅拌，反应 3h之后实现对氯代有机物的脱氯降解。
本实施例反应3h后通过硝酸银滴定法测定体系中氯离子的浓度，硫丹的脱氯效率接近100%。
实施例三
一种利用聚乙二醇和碱性物质处理氯代有机物的工艺，取20mL浓度为20000ppm 的多氯联苯1260甲苯溶液置于50mL的烧瓶中，向其中投加含KOH和PEG400#的水溶液，投加量分别约为2g和4g (氯代有机物K0H PEG400#=1 5 :10)，在80度下剧烈搅拌反应4h 后，用GC/ECD检测有机相中多氯联苯的含量低于检测限(lppm)。
实施例四
一种利用聚乙二醇和碱性物质处理氯代有机物的工艺，将含硫丹质量分数为10% 的十八烷约Ig加入至IOmL反应容器中，再将约O. Ig聚乙二醇PEG200#和碱性物质氢氧化钾O. 2g依次加入至反应器中(硫丹PEG200# K0H=1 1 :2)，将反应物料从常温加热至250 度，对物料进行搅拌，反应3h之后，测定物料中氯离子的含量，硫丹的脱氯效率达到98. 8%。
权利要求
1.一种利用聚乙二醇和碱性物质处理氯代有机物的工艺，其特征在于，将含氯代有机污染物的废物加入至反应容器中，再将聚乙二醇和碱性物质依次加入至反应器中，纯氯代有机物聚乙二醇(PEG):碱性物质三者之间的质量比为I :1-10 :2-5，将反应物料从常温加热至80-250度，对物料进行搅拌，反应2-4h之后实现对氯代有机物的脱氯降解。
2.根据权利要求I处理氯代有机物的工艺，其特征在于，所述聚乙二醇(PEG)包括分子量为200-600的聚乙二醇以及聚乙二醇单酯，主要包括PEG200#、PEG400#或PEGM550#。
3.根据权利要求I处理氯代有机物的工艺，其特征在于，所述碱性物质为碱金属的氢氧化物，包括氢氧化钠或氢氧化钾。
4.根据权利要求I处理氯代有机物的工艺，其特征在于，所述含氯代有机污染物的废物包括有机氯农药原药和制剂、含多氯联苯(PCBs)的变压器油、被POPs污染的土壤和沉积物或含POPs的工业废物。
5.根据权利要求I处理氯代有机物的工艺，其特征在于，当本发明用于处理固体废物时，首先将聚乙二醇加入到碱性物质的水溶液中进行混合，然后将混合之后的水溶液加入至固体废物中，当固体废物中氯代有机物含量较低时，聚乙二醇与碱性物质的投加量分别为固体废物质量的1(Γ20%和5 10%，之后将固体废物充分搅拌，使水溶液中的聚乙二醇与碱性物质均匀分散到固体废物中，之后将固体废物加热至150-250度，反应2-4h后，实现对固体废物中氯代有机物的脱氯降解，反应后的固体物质，通过水洗、沉淀分离之后，含聚乙二醇和碱性物质的水洗液进行回收利用，处理后的固体物质经检测合格之后进行填埋或者回填处置。
6.根据权利要求I处理氯代有机物的工艺，其特征在于，当本发明用于处理有机液体废物时，首先将聚乙二醇加入到碱性物质的水溶液中进行混合，然后将混合之后的水溶液加入到含氯代有机物的有机液体废物中，当液体废物中氯代有机物含量较低时，聚乙二醇与碱性物质的投加量分别为液体废物质量的1(Γ20%和5 10%，之后将混合之后的物料加热至80-150度，进行加热搅拌反应l_4h，实现对有机废液中氯代有机物的脱氯降解；反应后的物料，经过水洗静置，液液两相分离之后，有机相经检验合格之后用于相关领域回用或者用做锅炉燃料，水相经过蒸发浓缩之后进行回收利用。
全文摘要
一种利用聚乙二醇和碱性物质处理氯代有机物的工艺，将含氯代有机污染物的废物加入至反应容器中，再将聚乙二醇和碱性物质依次加入至反应器中，能够实现反应脱氯降解，具有反应时间短、反应温度较低、反应物料容易获得的特点。
文档编号A62D3/34GK102921144SQ201210434599
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者蒋建国, 肖叶 申请人:清华大学