一种以电催化还原垃圾渗滤液制备醇类的方法_2

文档序号:9300928阅读:来源:国知局

[0033]4)本技术能够实现有机物的资源回收,可实现无法直接利用的有机酸类污染物的废物资源化;
[0034]5)本技术可以与现有垃圾填埋场的处理技术联合使用,具有广阔的技术扩展性。
【附图说明】
[0035]为更清楚地说明本发明的【具体实施方式】,下面对【具体实施方式】部分的描述中使用到的附图作简单说明。
[0036]图1为电催化还原垃圾渗滤液制备醇类的工艺流程图;
[0037]图2为电催化还原垃圾渗滤液制备醇类所用装置的结构示意图,其中,附图标记说明如下:1-电催化反应器壳体、2-直流电源、3-电催化阳极、4-电催化阴极、5-阳极室、
6-阴极室、7-质子交换膜、8-输液管、9-蠕动栗、10-三口烧瓶、11-精馏塔、12、塔头出口、13-塔釜出口。
【具体实施方式】
[0038]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面,结合附图对本发明的具体的实施方式进行详细描述。
[0039]实施例1
[0040]步骤如图1所示,收集化学需氧量浓度为50000mg/L,pH值为3的垃圾渗滤液,加氢氧化钠调节PH值至9,撇去浮渣,取上清液逐滴加入质量浓度为10%的硫酸,调节上清液pH值至2.5 ;将该上清液移入板式过滤机中,首先以滤纸滤去大粒度的颗粒悬浮物和絮体,再以滤孔直径为0.45微米的微滤膜滤去微米级悬浮颗粒物,得到澄清滤液;向澄清滤液中加入质量浓度为5%的硫酸钠,如有沉淀或浮渣产生,重复过滤,直至获得澄清滤液;如图2,将滤液转移至带质子交换膜7的电催化反应器的阳极室5中,在阴极室6中充满与滤液等体积的质量浓度为5%的硫酸钠水溶液,启动直流电源2,控制电流密度为5mA/cm2,对滤液进行电催化氧化预处理,随时移除电催化处理过程中产生的浮渣和附着在阳极表面的油泥,反应lOmin,破坏大分子有机物,矿化有毒物质并提升酸度,得到经氧化预处理的棕红色氧化反应液;将电催化反应器的电催化阳极3与电催化阴极4反接,阳极室5与阴极室6功能互换,启动直流电源2,控制电流密度为25mA/cm2,对反应液进行电催化还原以实现低级酸向低级醇的转化,反应30min后,停止反应,得到一定醇类转化率的淡黄色还原反应液;将还原反应液经输液管8以蠕动栗9栗入以三口烧瓶10为塔釜再沸器的玻璃精馏塔中,动态调整塔釜再沸器温度至精馏塔头出口 12的产物物料流出速度为lmL/min,并定时从塔釜出口 13移去塔釜再沸器的废液保持液面高度低于1/2处,塔头所得产物物料即为富含醇类有机物的产品。
[0041]电催化反应器壳体I是有机玻璃材质的上开口方形箱体,箱体中间以固定的质子交换膜7隔开,电催化阳极3和电催化阴极4均为市售的氧化铅涂层的形态稳定电极,可以互换使用,电极尺寸均为500X500mm2,分别置于反应器阳极室5和阴极室6内,极板间距200mm ;精馏塔为市售填充式玻璃精馏塔11,塔内填料为直径5mm的金属拉西环,塔高600mm,直径50mm,填料填充率70% ;
[0042]经气相色谱法检定,所得产品中醇类有机物的质量浓度为82%,酯类有机物为8%,酸类有机物小于1.9%。
[0043]实施例2
[0044]垃圾渗滤液化学需氧量浓度为22750mg/L,pH值为3.6,其余步骤与实施例1相同,不再赘述,所得产品中醇类有机物的质量浓度为79%,酯类有机物为9%,酸类有机物小于
[0045]实施例3
[0046]垃圾渗滤液化学需氧量浓度为13125mg/L,pH值为4.5,其余步骤与实施例1相同,不再赘述,所得产品中醇类有机物的质量浓度为76%,酯类有机物为7%,酸类有机物小于2.
[0047]实施例4
[0048]垃圾渗滤液化学需氧量浓度为2000mg/L,pH值为5,其余步骤与实施例1相同,不再赘述,所得产品中醇类有机物的质量浓度为75%,酯类有机物为6.3%,酸类有机物小于2.
[0049]实施例5
[0050]垃圾渗滤液化学需氧量浓度为3740mg/L,pH值为4.2,其余步骤与实施例1相同,不再赘述,所得产品中醇类有机物的质量浓度为77 %,酯类有机物为7.2%,酸类有机物小于 2.5%。
[0051] 以上所述的【具体实施方式】仅用于具体说明本发明的精神,本发明的保护范围并不局限于此,对于本技术领域的技术人员来说,当然可根据本说明书中所公开的技术内容,通过变更、置换或变型的方式轻易做出其它的实施方式,这些其它的实施方式都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种以电催化还原垃圾渗滤液制备醇类的方法,其特征在于包括如下步骤: DpH调节 收集化学需氧量浓度为2000?50000mg/L,pH值为3?5的垃圾渗滤液,加氢氧化钠调节pH值至9,撇去浮渣,取上清液逐滴加入质量浓度为10%的硫酸,调节上清液pH值至2.5 ; 2)过滤 将该上清液移入板式过滤机中,首先以滤纸滤去大粒度的颗粒悬浮物和絮体,再以滤孔直径为0.45微米的微滤膜滤去微米级悬浮颗粒物,得到澄清滤液; 3)加盐 向澄清滤液中加入质量浓度为5%的硫酸钠,如有沉淀或浮渣产生,则重复步骤2),直至获得澄清滤液; 4)电催化氧化 将滤液转移至带质子交换膜的电催化反应器的阳极室中,在阴极室中充满与滤液等体积的质量浓度为5%的硫酸钠水溶液,启动直流电源,控制电流密度为5mA/cm2,对滤液进行电催化氧化预处理,随时移除电催化处理过程中产生的浮渣和附着在阳极表面的油泥,反应lOmin,破坏大分子有机物,矿化有毒物质并提升酸度,得到经氧化预处理的棕红色氧化反应液; 5)电催化还原 将电催化反应器的电催化阳极与电催化阴极反接,阳极室与阴极室功能互换,启动直流电源,控制电流密度为25mA/cm2,对反应液进行电催化还原以实现低级酸向低级醇的转化,反应30min后,停止反应,得到一定醇类转化率的淡黄色还原反应液; 6)醇类精馏 将还原反应液经输液管以蠕动栗栗入以三口烧瓶为塔釜再沸器的玻璃精馏塔中,动态调整塔釜再沸器温度至精馏塔头出口的产物物料流出速度为lmL/min,并定时从塔釜出口移去塔釜再沸器的废液,并保持液面高度低于1/2处,塔头所得产物物料即为富含醇类有机物的产品。2.如权利要求1中所述的一种以电催化还原垃圾渗滤液制备醇类的方法,其特征在于所述电催化反应器壳体是有机玻璃材质的上开口方形箱体,箱体中间以固定的质子交换膜隔开,阴阳两极均为市售的氧化铅涂层的形态稳定电极,电极尺寸均为500X500mm2,分别置于反应器阴极室和阳极室内,极板间距200mm。3.如权利要求1中所述的一种以电催化还原垃圾渗滤液制备醇类的方法,其特征在于所述精馏塔为市售填充式玻璃精馏塔,塔内填料为直径5mm的金属拉西环,塔高600mm,直径50mm,填料填充率70 %。
【专利摘要】本发明涉及污水处理与回用领域,具体涉及一种以电催化还原垃圾渗滤液制备醇类的方法。该方法针对垃圾渗滤液酸度高、成分复杂、难生物降解的特点,首先将渗滤液调节pH值、过滤、加盐后,引入带质子交换膜的电催化反应器中,首先在阳极室进行氧化预处理处理以分解有机大分子,脱除多余残基并提高有机酸含量,而后阴阳极转置,阳极室与阴极室功能互换,继续进行电催化还原,将低级酸还原为低级醇,富含醇类的反应液连续抽提至精馏塔塔釜再沸器内,将其中含有的酸、醇、酯以及其他有机物进行分离,在塔头部分得到高浓度的低级醇。本发明具有工艺流程简单、便于维护、能耗低、醇回收效率高等特点,可用于垃圾渗滤液辅助处理以及资源回用。
【IPC分类】C25B3/02, C25B3/04
【公开号】CN105018961
【申请号】CN201510379763
【发明人】殷立峰, 牛军峰, 代云容, 谢利利, 张园正
【申请人】北京师范大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月2日
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