一种含糖废水的水热炭化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种含糖废水的水热炭化处理方法，包括以下步骤

【技术实现步骤摘要】
一种含糖废水的水热炭化处理方法


[0001]本专利技术涉及废水处理
，特别涉及一种含糖废水的水热炭化处理方法
。

技术介绍

[0002]随着工业发展，环境污染问题日益突出，仅我国每年产生含糖废水近4亿吨，包括制糖废水
、
啤酒废水
、
乳液废水和过期饮料等
。
含糖废水具有高
COD
（ 化学需氧量，
Chemical Oxygen Demand
），高色度，组分复杂等特点，处理难度大，处理不当排放会引发黑臭水体产生
。
[0003]传统含糖废水处理方法主要包括厌氧法
、
絮凝沉降法
、
活性污泥法
、
生物转盘法，其存在基建成本大
、
水力停留时间长
、
污泥产量高
、
维护费用高等缺点
。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种含糖废水的水热炭化处理方法，包括以下步骤
:S1、
将含糖废水
、
铁盐
、
碳酸氢铵
、
尿素按质量比（5‑
15
）
:
（
0.5
‑
1.2
）：（1‑2）：（
0.5
‑
1.5
）的比例加入到溶剂中，再加入酸搅拌混合后得到混合溶液；进行水热反应；
S2、
将混合溶液置于反应釜中进行水热反应，并将反应产物进行固液分离，以及将固相产物洗涤过滤；
S3、
将过滤后的产物在惰性气体下煅烧活化，得到炭材料
。
[0005]进一步的，步骤
S1
中，所述铁盐为三氯化铁或多羟基铁
。
[0006]进一步的，所述多羟基铁由以下步骤制备得到：将碳酸盐
、
过硫酸盐和铁盐加入到水溶液中，搅拌，老化，得到多羟基铁溶液；向多羟基铁溶液加入过氧化氢搅拌，得到混合溶液；向混合溶液逐渐滴加氢氧化钠溶液，边滴加边搅拌，得到沉淀物，过滤，得到所述多羟基铁
。
[0007]进一步的，碳酸盐
、
过硫酸盐和铁盐的质量比为（2‑3）
:
（
0.8
‑
1.5
）：（1‑2）
。
[0008]进一步的，过氧化氢质量体积比为
20
‑
25
％
。
[0009]进一步的，过硫酸盐为过二硫酸钠
、
过二硫酸钾或者过二硫酸铵中的一种或多种
。
[0010]进一步的，步骤
S2
中，水热反应的温度为
150
‑
220℃
，时间为
12
‑
24h
，溶剂为水或乙醇
。
[0011]进一步的，步骤
S3
中，煅烧活化的温度为
550
‑
50℃
，时间为1‑
3h。
[0012]进一步的，步骤
S1
还包括：取制糖工业废水，向制糖工业废水中加入聚合硫酸铝，混合均匀后自然沉降；沉降结束后，抽取上层上清液，将上层上清液通过过滤膜，再经膜分离装置微滤处理，获得含糖废水
。
[0013]进一步的，聚合硫酸铝加入量为废水重量的2‑
3wt%
，沉降时间为3～
5h。
[0014]相对于现有技术，本专利技术具有以下的有益效果：水热反应过程中，糖类发生脱水反应，形成呋喃产物，在酸作用下呋喃产物与反应体系中的
Fe
离子形成配位，并与碳酸氢铵的水解产物以及尿素的水解产物发生反应聚集，而且呋喃产物以氢键与尿素水解产物的羟基作用形成介孔，然后呋喃产物进一步脱水形成炭，最后通过煅烧，碳酸氢铵发生分解反应形成微孔，得到介孔
‑
微孔结构的炭材料
。
所制备得到的介孔
‑
微孔结构的炭材料，介孔的孔径为
30
～
80nm
，微孔的孔径为
10
～
300
µ
m
，具有较高的比表面积，活性位点多，因而在催化吸附领域表现出优异的性能
。
炭材料作为吸附材料，既处理了糖废又有效利用了碳资源，满足了吸附剂巨大需求
。
[0015]利用碳酸盐
、
过硫酸盐对铁盐进行改性，得到反应活性较高的多羟基铁溶液 ，再加入过氧化氢将残留亚铁离子氧化成三价铁，再加入氢氧化钠，并通过控制铁离子和氢氧根的摩尔比，得到多羟基铁沉淀物，过滤得到多羟基铁
。
而且多羟基铁羟基能够促进呋喃产物与反应体系中的
Fe
离子的配位，并且能够促进呋喃产物以氢键与尿素水解产物的结合，进而增加介孔的生成，进一步提高了炭材料的吸附能力
。
具体实施方式
[0016]在本专利技术中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值
。
对于数值范围来说，各个范围的端点值之间
、
各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本专利技术中具体公开
。
[0017]下面将结合本专利技术具体实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
实施例1
[0018]本实施例提供了一种含糖废水的水热炭化处理方法，包括以下步骤
:S1、
取制糖工业废水，向制糖工业废水中加入聚合硫酸铝，混合均匀后自然沉降，聚合硫酸铝加入量为废水重量的
2wt%
，沉降时间为
3h
；沉降结束后，抽取上层上清液，将上层上清液通过过滤膜，再经膜分离装置微滤处理，获得含糖废水；将含糖废水
、
三氯化铁
、
碳酸氢铵
、
尿素按质量比
5:0.5
：1：
0.5
的比例加入到溶剂中，再加入酸搅拌混合后得到混合溶液；进行水热反应；
S2、
将混合溶液置于反应釜中进行水热反应，水热反应的温度为
150℃
，时间为
12h
，并将反应产物进行固液分离，以及将固相产物洗涤过滤；
S3、
将过滤后的产物在惰性气体下煅烧活化，煅烧活化的温度为
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种含糖废水的水热炭化处理方法，其特征在于，包括以下步骤
:S1、
将含糖废水
、
铁盐
、
碳酸氢铵
、
尿素按质量比（5‑
15
）
:
（
0.5
‑
1.2
）：（1‑2）：（
0.5
‑
1.5
）的比例加入到溶剂中，再加入酸搅拌混合后得到混合溶液；进行水热反应；
S2、
将混合溶液置于反应釜中进行水热反应，并将反应产物进行固液分离，以及将固相产物洗涤过滤；
S3、
将过滤后的产物在惰性气体下煅烧活化，得到炭材料
。2.
根据权利要求1所述的含糖废水的水热炭化处理方法，其特征在于，步骤
S1
中，所述铁盐为三氯化铁或多羟基铁
。3.
根据权利要求2所述的含糖废水的水热炭化处理方法，其特征在于，所述多羟基铁由以下步骤制备得到：将碳酸盐
、
过硫酸盐和铁盐加入到水溶液中，搅拌，老化，得到多羟基铁溶液；向多羟基铁溶液加入过氧化氢搅拌，得到混合溶液；向混合溶液逐渐滴加氢氧化钠溶液，边滴加边搅拌，得到沉淀物，过滤，得到所述多羟基铁
。4.
根据权利要求3所述的含糖废水的水热炭化处理方法，其特征在于，碳酸盐
、
过硫酸盐和铁盐的质量比为（2‑3）
:
（
...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍志保，姚国栋，任德章，
申请(专利权)人：南通海济环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：