一种快速处理含全氟化合物废水的方法技术

本发明专利技术提供了一种快速处理含全氟化合物废水的方法

【技术实现步骤摘要】
一种快速处理含全氟化合物废水的方法


[0001]本专利技术涉及一种快速处理含全氟化合物废水的方法，属于废水处理

。

技术介绍

[0002]全氟化合物
(PFASs)
是含有多个
C
‑
F
键的可电离有机化学物质，属于人为有机氟化合物，其烷基链上的氢原子被氟原子取代
。
由于其独特的化学和物理性质，如疏水
、
疏油和非凡的化学稳定性，
PFASs
被大量用作表面活性剂
、
阻燃剂
、
润滑剂
、
润湿剂和聚合物添加剂
。
在工业生产应用的过程中，大量全氟化合物被泄露到水生系统中
。
特别是，在地下水和地表水中检测到的全氟辛酸
(PFOA)。PFASs
具有环境持久性和生物蓄积性，严重威胁人们的饮用水安全
。
[0003]最近的相关研究表明，人们长期暴露于
PFASs
污染环境，即使是很低的浓度也会引起一系列疾病，比如诱发肝中毒
、
发育毒性
、
免疫毒性甚至癌症
。PFASs
同样表现出生殖毒性与发育毒性，大大影响新生儿的生长发育
。
基于此，许多国家都出台了限制
PFASs
生产使用的相关法规
。2016
年，美国环境保护署
(USEPA)
将饮用水中全氟辛酸
(PFOA)
和全氟辛基磺酸
(PFOS)
总和的标准限值设定为
70ng/L。
[0004]目前传统的生物降解与化学降解都对
PFASs
的去除效果甚微
。
吸附法因其能源成本低
、
操作简单，已被证明是去除水中全氟污染物最有效的方法之一，活性炭和离子交换树脂是目前应用最为广泛的吸附剂
。
例如，中国专利文献
CN106732379A
提供了一种具有高效吸附
PFOS
和
PFOA
效能的污泥基活性炭及其制备方法与应用，该污泥基活性炭是经干燥
、
活化
、
高温碳化处理
、
酸浸
、
洗涤
、
烘干后制备而成，在含有全氟辛烷磺酸和全氟辛酸废水中，污泥基活性炭用作吸附剂
。
中国专利文献
CN111171199A
公开了一种用于清除水体中全氟污染物的吸附树脂，该树脂以苯乙烯
、
二乙烯苯作为骨架材料，选择合适的致孔剂及分散剂制备出孔径适中的大孔树脂，利用对二氯苄
(XDC)
作为后交联剂，低位阻下发生烷基化反应得到
。
但上述吸附剂的动力学十分缓慢，以这些吸附剂的为核心的吸附方法普遍存在着操作周期长
、
吸附设备效能低的缺点
。PFASs
分子在水中大多表现为负电性，可以施加电场的方式提高吸附的速率，如电吸附，但此类技术需要额外的设备且难以大规模应用
。
[0005]因此，开发一种高效快速的吸附方法来处理含全氟化合物废水，对于全氟化合物的治理具有十分重要的环境意义
。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种快速处理含全氟化合物废水的方法
。
本专利技术的方法能够在不借助外部设备的情况下通过电场驱动实现对全氟化合物的快速吸附，并且核心吸附剂具有易制备，可再生以及成本低的优点；同时本专利技术的方法在间歇与动态吸附工艺中均适用，能够实现全氟化合物废水的高通量
、
大批量处理，并且在吸附速率与处理量方面要优于活性碳与离子交换树脂
。
[0007]本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0008]一种快速处理含全氟化合物废水的方法，包括步骤如下：
[0009](1)
将氯化铁原料经加热裂解，制备氧基氯化铁吸附剂；
[0010](2)
将所述的氧基氯化铁作为核心吸附剂应用至下述工艺之一处理含全氟化合物废水：
[0011](i)
间歇吸附工艺：将氧基氯化铁加入含全氟化合物废水中，之后恒温振荡，过滤，完成对含全氟化合物废水的处理；或，
[0012](ii)
动态吸附工艺：将含全氟化合物废水流经装有氧基氯化铁吸附剂的吸附柱，完成对含全氟化合物废水的处理
。
[0013]根据本专利技术优选的，步骤
(1)
中所述氯化铁原料为六水三氯化铁或无水三氯化铁
。
[0014]根据本专利技术优选的，步骤
(1)
中所述加热裂解的温度为
200
‑
250℃
，加热裂解的时间为
0.5
‑
1.5h。
[0015]根据本专利技术优选的，步骤
(1)
中所述氯化铁原料加热裂解前还包括研磨步骤
。
[0016]根据本专利技术优选的，步骤
(1)
中所述氯化铁原料加热裂解后还包括后处理步骤，具体如下：将加热裂解所得产物自然冷却至室温，经洗涤
、
干燥，即得氧基氯化铁吸附剂；所述洗涤为依次使用水
、
乙醇和丙酮各洗涤3‑7次；所述干燥为在
80
‑
100℃
下干燥至恒重
。
[0017]根据本专利技术优选的，步骤
(2)
中所述全氟化合物为全氟羧酸或全氟磺酸；进一步优选的，所述全氟化合物为全氟辛酸
、
全氟丁酸
、
全氟戊酸
、
全氟己酸
、
全氟庚酸或全氟辛基磺酸
。
[0018]根据本专利技术优选的，步骤
(2)
的
(i)
间歇吸附工艺中，所述含全氟化合物废水中全氟化合物的浓度为
0.1
‑
100mg/L。
[0019]根据本专利技术优选的，步骤
(2)
的
(i)
间歇吸附工艺中，所述氧基氯化铁的加入质量与含全氟化合物废水的体积之比为
0.1
‑
1g:1L
；所述恒温振荡的温度为
10
‑
30℃
，振荡时间为
10
‑
20min。
[0020]根据本专利技术优选的，步骤
(2)
的
(i)
间歇吸附工艺中，过滤所得吸附有全氟化合物的氧基氯化铁吸附剂回收再生后，重复使用；所述再生步骤为：将过滤所得吸附有全氟化合物的氧基氯化铁吸附剂干燥后置于甲醇和氯化钠水溶液的混合溶液中浸泡3‑
5h
，之后过滤
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种快速处理含全氟化合物废水的方法，包括步骤如下：
(1)
将氯化铁原料经加热裂解，制备氧基氯化铁吸附剂；
(2)
将所述的氧基氯化铁作为核心吸附剂应用至下述工艺之一处理含全氟化合物废水：
(i)
间歇吸附工艺：将氧基氯化铁加入含全氟化合物废水中，之后恒温振荡，过滤，完成对含全氟化合物废水的处理；或，
(ii)
动态吸附工艺：将含全氟化合物废水流经装有氧基氯化铁吸附剂的吸附柱，完成对含全氟化合物废水的处理
。2.
根据权利要求1所述快速处理含全氟化合物废水的方法，其特征在于，步骤
(1)
中所述氯化铁原料为六水三氯化铁或无水三氯化铁
。3.
根据权利要求1所述快速处理含全氟化合物废水的方法，其特征在于，步骤
(1)
中所述加热裂解的温度为
200
‑
250℃
，加热裂解的时间为
0.5
‑
1.5h。4.
根据权利要求1所述快速处理含全氟化合物废水的方法，其特征在于，步骤
(1)
中所述氯化铁原料加热裂解前还包括研磨步骤；所述氯化铁原料加热裂解后还包括后处理步骤，具体如下：将加热裂解所得产物自然冷却至室温，经洗涤
、
干燥，即得氧基氯化铁吸附剂；所述洗涤为依次使用水
、
乙醇和丙酮各洗涤3‑7次；所述干燥为在
80
‑
100℃
下干燥至恒重
。5.
根据权利要求1所述快速处理含全氟化合物废水的方法，其特征在于，步骤
(2)
中所述全氟化合物为全氟羧酸或全氟磺酸；优选的，所述全氟化合物为全氟辛酸
、
全氟丁酸
、
全氟戊酸
、
全氟己酸
、
全氟庚酸或全氟辛基磺酸
。6.
根据权利要求1所述快速处理含全氟化合物废水的方法，其特征在于，步骤
(2)
的
(i)
间歇吸附工艺中，所述含全氟化合物废水中全氟化合物的浓度为
0....

【专利技术属性】
技术研发人员：占金华，聂子轩，孔令帅，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：