一种油墨废水的资源化处理方法与流程

本发明涉及一种油墨废水的资源化处理方法，特别涉及一种利用超疏水材料资源化处理油墨废水的方法。

(二)

背景技术：
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印刷技术已经普遍应用于各个行业并且深入我们的日常生活和工作之中，如书刊、报纸、宣传画册、纸箱，包装、包装袋，建筑材料，线路板等。因此，势必会产生大量的油墨废水，排出大量污染水源。

一直以来，油墨在印刷行业得到大规模的生产和应用。而油墨废水可生化性低、成分复杂，COD高达几万到几十万以上，难生物降解。一旦进入水体，对水环境会造成严重的污染。工业上对油墨废水现有的处理方法有电氧化法、混凝沉淀法、活性炭吸附法、生物法等。而其中电氧化法COD去除率高，但耗能较大成本较高；混凝沉淀法对分散性油墨脱色率高，但会生成大量泥渣难以处理；活性炭吸附法对水溶性油墨吸附较好，但活性炭再生困难无法反复利用；生物法对于去除某一种或某一类有害物质效果较好，但较难降解废水中复杂的有机物。因此，油墨废水仍对环境有着巨大的威胁，现阶段迫切需要研发一种高效、低成本、长期、稳定的新方法处理油墨废水，保护水环境及生态平衡。

超疏水材料是指与水滴的接触角大于150°的材料，由于其特殊润湿性，超疏水材料在油水分离、防水防雾、自清洁、抗腐蚀等众多领域有着应用潜力。而其中超疏水三维多孔材料具有丰富的空隙结构来储存有机物，能够在抵抗水吸附的同时具有高效的吸收能力，使其在油水分离领域有巨大的优势和应用前景。

多巴胺是多巴(DOPA)的衍生物，分子内部含有大量邻苯二酚官能团，在潮湿弱碱性条件下可发生氧化自聚合反应，形成一系列聚合物——聚多巴胺(PDA)，聚多巴胺具有很强的黏附性能，潮湿环境下几乎可以黏附在所有固体材料表面。不仅如此，聚多巴胺还能够与氨基(-NH₂)、巯基(-SH)等基团发生二次反应，使物体表面进一步功能化，用于制备超疏水性材料。

本发明拟基于聚多巴胺的超强黏附性，在包裹着一层聚多巴胺膜的海绵表面构筑微纳米结构，加以低表面能物质修饰后制备出具有超疏水性的材料，并应用于油性油墨废水的处理。

(三)

技术实现要素：
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为解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种油墨废水的资源化处理方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种油墨废水的资源化处理方法，其特征在于，所述的方法具体按照如下步骤进行：

(1)先配制pH值为8.2-8.5的1-2g/L盐酸多巴胺水溶液，将纳米二氧化硅超声分散于所述的盐酸多巴胺水溶液中得到分散液，将十二硫醇溶解在无水乙醇中再加入到所述的分散液中，搅拌混合均匀，形成稳定的悬浮液；所述的纳米二氧化硅的加入量以所述的盐酸多巴胺水溶液的体积计为4-5g/L；所述的十二硫醇的加入量以所述的盐酸多巴胺水溶液的体积计为2-2.5ml/L，所述的十二硫醇溶解在无水乙醇中的浓度为0.03-0.04mol/L无水乙醇；

(2)将作为模板的聚氨酯海绵浸没于步骤(1)所得悬浮液中，室温下搅拌反应10-12小时，所得产物经去离子水清洗、干燥，得到超疏水性海绵；

(3)以步骤(2)所得超疏水性海绵为过滤器滤芯，对油墨废水进行过滤分离，弃滤液，过滤后的超疏水性海绵通过挤压得到回收的油墨。

进一步，步骤(1)中，所述的纳米二氧化硅粒径为20-200nm。

进一步，步骤(1)中，所述的超声时间为40-60min。

进一步，步骤(1)中，所述的盐酸多巴胺水溶液的pH通过三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液(Tris-HCl)或氢氧化钠溶液调节至 8.2-8.5。

进一步，步骤(2)中，所述的聚氨酯海绵的材质为聚醚型聚氨酯或聚酯型聚氨酯。

进一步，步骤(2)中，所述的聚氨酯海绵的孔径大小为40-80ppi。

再进一步，步骤(2)中，先测量所述的聚氨酯海绵的体积，再加入所述的悬浮液，所述的悬浮液的加入量以所述的聚氨酯海绵的体积计为30-70mL/cm³。

进一步，步骤(3)中，所述的油墨废水的油墨浓度为20-20000mg/L。

再进一步，步骤(3)中，回收完油墨后的超疏水性海绵用乙醇与水的混合溶液清洗、烘干，可重复使用。

更进一步，步骤(3)中，所述的乙醇与水的混合溶液中乙醇与水的体积比为1-3：1。

与现有技术相比，本发明有益效果主要体现在：

本发明所述的超疏水性海绵的制备工艺简单，操作简便，制备的超疏水性海绵处理油墨废水的效果好，对油墨的分离效率达到99％以上，回收效率到达60-80％，且可多次重复使用，使用寿命长。

(四)附图说明：

图1为实施例1制备的海绵材料对水接触角测试图

图2为实施例1超疏水性海绵的SEM照片

(五)具体实施方式：

下面结合具体实例对本发明进行进一步说明，下属实例仅为本发明优选实施例，并非全部。

实施例1：

(1)纳米二氧化硅/盐酸多巴胺/十二硫醇悬浮液的制备

用Tris-HCl缓冲液将100ml的去离子水PH调节至8.5，向其中加入0.2g盐酸多巴胺，然后将0.5g纳米二氧化硅加入溶液中，超声分散60min，制得稳定悬浮液。向50ml无水乙醇滴加0.5ml十二硫醇，搅拌均匀，加入上述悬浮液。

(2)超疏水性海绵材料的制备

将大小为1*1*2cm³，孔径在40ppi的聚醚型聚氨酯海绵加入本实施例步骤1中的稳定悬浮液104ml，搅拌反应12h，将所得产物用去离子水清洗后干燥，得到超疏水性海绵。

(3)超疏水性海绵处理油墨废水

取步骤(2)所得超疏水性海绵直径d*长度l＝1.1cm*4cm为过滤器滤芯，对油墨浓度为2000mg/L的1L模拟油墨废水进行过滤分离，过滤后的超疏水性海绵通过挤压操作得到回收的油墨，回收后的超疏水性海绵用体积比为1:1的乙醇和水的混合溶液清洗烘干，循环使用。

油墨分离效率达99.9％以上，从超疏水海绵中回收的油墨量为 1.2g，回收效率达60％。

本实施例制得的超疏水性海绵对水接触角如图1所示。

本实施例所用制备出的超疏水性海绵照片如图2所示。

实施例2：

(1)纳米二氧化硅/盐酸多巴胺/十二硫醇悬浮液的制备

用Tris-HCl缓冲液将200ml的去离子水PH调节至8.2，向其中加入0.2g盐酸多巴胺，然后将0.8g纳米二氧化硅加入溶液中，超声分散40min，制得稳定悬浮液。向100ml无水乙醇滴加0.72ml十二硫醇，搅拌均匀，加入上述悬浮液。

(2)超疏水性海绵材料的制备

将大小为2*2*3cm³，孔径在80ppi的聚酯型聚氨酯海绵加入本实施例步骤1中的稳定悬浮液，搅拌反应10h，将海绵用去离子水清洗后干燥，得到超疏水性海绵。

(3)超疏水性海绵处理油墨废水

取步骤(2)所得超疏水海绵直径d*长度l＝1.1cm*4cm为过滤器滤芯，对油墨浓度为5000mg/L的1L模拟油墨废水进行过滤分离，过滤后的超疏水海绵通过挤压操作得到回收的油墨，回收后的超疏水性海绵用体积比为2:1的乙醇和水的混合溶液清洗烘干，循环使用。

油墨分离效率达99.9％以上，从超疏水海绵中回收的油墨量为 3.5g，回收效率达70％。

实施例3：

(1)纳米二氧化硅/盐酸多巴胺/十二硫醇悬浮液的制备

用Tris-HCl缓冲液将100ml的去离子水PH调节至8.5，向其中加入0.15g盐酸多巴胺，然后将0.45g纳米二氧化硅加入溶液中，超声分散50min，制得稳定悬浮液。向50ml无水乙醇滴加0.4ml十二硫醇，搅拌均匀，加入上述悬浮液。

(2)超疏水性海绵材料的制备

将大小为1*1*2cm³，孔径在60ppi的聚醚型聚氨酯海绵加入本实施例步骤1中的上述稳定悬浮液，搅拌反应12h，将海绵用去离子水清洗后干燥，得到超疏水性海绵。

(3)超疏水性海绵处理油墨废水

取步骤(2)所得超疏水海绵直径d*长度l＝1.1cm*4cm为过滤器滤芯，对油墨浓度为20000mg/L的1L油墨废水进行过滤分离，过滤后的超疏水海绵通过挤压操作得到回收的油墨，回收后的超疏水性海绵用体积比为2:1的乙醇和水的混合溶液清洗烘干，循环使用。

油墨分离效率达99.9％以上，从超疏水海绵中回收的油墨量为13g，回收效率达65％。