專利名稱：一種利用聚乙二醇和堿性物質處理氯代有機物的工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種對氯代有機物的處理工藝，特別是涉及一種利用聚乙二醇和堿性物質處理氯代有機物的工藝。
背景技術：
近年來,持久性有機污染物(POPs, Persistent Organic Pollutions)對人體和環境帶來的危害已經成為世界各國關注的環境焦點。POPs —般都具有毒性，包括致癌性、生殖毒性、神經毒性、內分泌干擾特性等，它嚴重危害生物體，并且由于其持久性，這種危害一般都會持續一段時間。更為嚴重的是，一方面POPs具有很強的親脂憎水性，能夠在生物器官的脂肪組織內產生生物積累，沿著食物鏈逐級放大，從而使在大氣、水、土壤中低濃度存在的污染物經過食物鏈的放大作用，而對處于最高營養級的人類的健康造成嚴重的負面影響；另一方面，POPs具有半揮發性，能夠在大氣環境中長距離遷移并通過所謂的“全球蒸餾效應”和“蚱蜢跳效應”沉積到地球的偏遠極地地區，從而導致全球范圍的污染傳播。鑒于此2001年5月22日在瑞士的斯德哥爾摩通過了《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》，該公約在2004年5月17日開始生效。氯代有機污染物主要包括有機氯農藥(OCPs)和多氯聯苯(PCBs)是一類重要的POPs物質，我國目前還存在大量的含氯代有機物工業廢物庫存以及大量的污染場地急需修復，對生態環境、飲用水安全等構成了嚴重威脅。
用于氯代有機污染物處理的技術主要包括焚燒技術和非焚燒技術兩大類。危險廢物焚燒技術具有處理效率高、處理量大等優點，但是焚燒技術的處理成本昂貴，同時存在潛在的二次污染風險，導致焚燒技術近年來并不被民眾所接受。非焚燒技術或者稱為化學處理技術，各種化學技術根據其所采用的材料以及反應條件的不同存在一定的差異，但是一般具有處理費用較低、設備靈活方便等優點。
堿催化分解技術(BO), Base-Catalyzed decomposition)是美國環保局風險降低工程實驗室和美國海軍工程服務中心聯合開發的用于修復被有機氯污染物(如PCBs、二噁英、農藥等)污染的液體、土壤、淤積物、沉積物等污染物的一種非燃燒技術。BCD技術主要是在堿性環境及氮氣環境中，加入氫供體催化劑等試劑后，加熱到300°C以上，反應一段時間之后，實現對氯代有機污染物的破解。傳統堿催化工藝所采用的反應試劑為石蠟油、氫氧化鈉以及美國B⑶公司開發的U. S. P. 5019175專利催化劑，該工藝主要存在以下問題反應時間較長、反應溫度較高、反應物料的投加量大、催化劑專利為國外公司所持有。因此需要開發高效的反應物料配方，實現氯代有機物的高效堿催化脫氯解毒。發明內容
為了克服傳統堿催化分解工藝所存在的問題，本發明的目的在于提供一種利用聚乙二醇和堿性物質處理氯代有機物的工藝，將聚乙二醇和堿性物質依次加入含氯代有機污染物的反應器中進行反應脫氯降解，具有反應時間短、反應溫度較低、反應物料容易獲得的特點。3
為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的
一種利用聚乙二醇和堿性物質處理氯代有機物的工藝，將含氯代有機污染物的廢物加入至反應容器中，再將聚乙二醇和堿性物質依次加入至反應器中，純氯代有機物聚乙二醇(PEG):堿性物質三者之間的質量比為I :1_10 :2-5，將反應物料從常溫加熱至80-250 度，對物料進行攪拌，反應2-4h之后實現對氯代有機物的脫氯降解。
所述聚乙二醇(PEG)包括分子量為200-600的聚乙二醇以及聚乙二醇單酯，主要包括 PEG200#、PEG400# 或 PEGM550#。
所述堿性物質為堿金屬的氫氧化物，包括氫氧化鈉或氫氧化鉀。
所述含氯代有機污染物的廢物包括有機氯農藥原藥和制劑、含多氯聯苯(PCBs)的變壓器油、被POPs污染的土壤和沉積物或含POPs的工業廢物。
當本發明用于處理固體廢物(如被POPs污染的土壤和沉積物)時，首先將聚乙二醇加入到堿性物質的水溶液中進行混合，然后將混合之后的水溶液加入至固體廢物中，當固體廢物中氯代有機物含量較低時，聚乙二醇與堿性物質的投加量分別為固體廢物質量的 1(Γ20%和5 10%，之后將固體廢物充分攪拌，使水溶液中的聚乙二醇與堿性物質均勻分散到固體廢物中，之后將固體廢物加熱至150-250度，反應2-4h后，實現對固體廢物中氯代有機物的脫氯降解，反應后的固體物質，通過水洗、沉淀分離之后，含聚乙二醇和堿性物質的水洗液進行回收利用，處理后的固體物質經檢測合格之后進行填埋或者回填處置。
當本發明用于處理有機液體廢物時(如含PCBs的變壓器油)，首先將聚乙二醇加入到堿性物質的水溶液中進行混合，然后將混合之后的水溶液加入到含氯代有機物的有機液體廢物中，當液體廢物中氯代有機物含量較低時，聚乙二醇與堿性物質的投加量分別為液體廢物質量的1(Γ20%和5 10%，之后將混合之后的物料加熱至80-150度，進行加熱攪拌反應l_4h，實現對有機廢液中氯代有機物的脫氯降解。反應后的物料，經過水洗靜置，液液兩相分離之后，有機相經檢驗合格之后用于相關領域回用或者用做鍋爐燃料，水相經過蒸發濃縮之后進行回收利用。
本發明的優點在于，在較低溫度下(低于150度)聚乙二醇與堿性物質能夠形成聚乙二醇鹽，這種聚乙二醇鹽是一種高效的親核試劑和相轉移催化劑能夠從極性的聚乙二醇和堿性物質的水溶液的中轉移至有機相中與氯代有機物發生親核取代反應，從而有效的實現氯代有機物的脫氯降解；另外隨著反應溫度提高至150-250度，聚乙二醇與堿性物質能夠產生大量的氫氣，氯代有機物在氫氣的還原氛圍中實現進一步脫氯加氫，從而實現氯代有機物的完全脫氯降解。本發明通過聚乙二醇與堿性物質的反應性質，有效的減低了氯代有機物催化脫氯反應的反應溫度，提高了反應速率和效率。
具體實施方式
實施例一
一種利用聚乙二醇和堿性物質處理氯代有機物的工藝，將含氯代有機污染物的廢物六氯苯O. 1022g加入至IOmL反應容器中，再將O. 6mL聚乙二醇O. 7g和堿性物質氫氧化鈉O. 3039g依次加入至反應器中，將反應物料從常溫加熱至230度，對物料進行攪拌，反應 2h之后實現對氯代有機物的脫氯降解。
本實施例經檢測發現，反應2h后六氯苯的脫氯效率大于99%，如繼續反應3h后六氯苯的脫氯效率接近100%。
實施例二
一種利用聚乙二醇和堿性物質處理氯代有機物的工藝，將含氯代有機污染物的廢物硫丹O. 1135g加入至IOmL反應容器中，再將O. 5405g聚乙二醇200#和堿性物質氫氧化鈉O. 3067g依次加入至反應器中，將反應物料從常溫加熱至250度，對物料進行攪拌，反應 3h之后實現對氯代有機物的脫氯降解。
本實施例反應3h后通過硝酸銀滴定法測定體系中氯離子的濃度，硫丹的脫氯效率接近100%。
實施例三
一種利用聚乙二醇和堿性物質處理氯代有機物的工藝，取20mL濃度為20000ppm 的多氯聯苯1260甲苯溶液置于50mL的燒瓶中，向其中投加含KOH和PEG400#的水溶液，投加量分別約為2g和4g (氯代有機物K0H PEG400#=1 5 :10)，在80度下劇烈攪拌反應4h 后，用GC/ECD檢測有機相中多氯聯苯的含量低于檢測限(lppm)。
實施例四
一種利用聚乙二醇和堿性物質處理氯代有機物的工藝，將含硫丹質量分數為10% 的十八烷約Ig加入至IOmL反應容器中，再將約O. Ig聚乙二醇PEG200#和堿性物質氫氧化鉀O. 2g依次加入至反應器中(硫丹PEG200# K0H=1 1 :2)，將反應物料從常溫加熱至250 度，對物料進行攪拌，反應3h之后，測定物料中氯離子的含量，硫丹的脫氯效率達到98. 8%。
權利要求
1.一種利用聚乙二醇和堿性物質處理氯代有機物的工藝，其特征在于，將含氯代有機污染物的廢物加入至反應容器中，再將聚乙二醇和堿性物質依次加入至反應器中，純氯代有機物聚乙二醇(PEG):堿性物質三者之間的質量比為I :1-10 :2-5，將反應物料從常溫加熱至80-250度，對物料進行攪拌，反應2-4h之后實現對氯代有機物的脫氯降解。
2.根據權利要求I處理氯代有機物的工藝，其特征在于，所述聚乙二醇(PEG)包括分子量為200-600的聚乙二醇以及聚乙二醇單酯，主要包括PEG200#、PEG400#或PEGM550#。
3.根據權利要求I處理氯代有機物的工藝，其特征在于，所述堿性物質為堿金屬的氫氧化物，包括氫氧化鈉或氫氧化鉀。
4.根據權利要求I處理氯代有機物的工藝，其特征在于，所述含氯代有機污染物的廢物包括有機氯農藥原藥和制劑、含多氯聯苯(PCBs)的變壓器油、被POPs污染的土壤和沉積物或含POPs的工業廢物。
5.根據權利要求I處理氯代有機物的工藝，其特征在于，當本發明用于處理固體廢物時，首先將聚乙二醇加入到堿性物質的水溶液中進行混合，然后將混合之后的水溶液加入至固體廢物中，當固體廢物中氯代有機物含量較低時，聚乙二醇與堿性物質的投加量分別為固體廢物質量的1(Γ20%和5 10%，之后將固體廢物充分攪拌，使水溶液中的聚乙二醇與堿性物質均勻分散到固體廢物中，之后將固體廢物加熱至150-250度，反應2-4h后，實現對固體廢物中氯代有機物的脫氯降解，反應后的固體物質，通過水洗、沉淀分離之后，含聚乙二醇和堿性物質的水洗液進行回收利用，處理后的固體物質經檢測合格之后進行填埋或者回填處置。
6.根據權利要求I處理氯代有機物的工藝，其特征在于，當本發明用于處理有機液體廢物時，首先將聚乙二醇加入到堿性物質的水溶液中進行混合，然后將混合之后的水溶液加入到含氯代有機物的有機液體廢物中，當液體廢物中氯代有機物含量較低時，聚乙二醇與堿性物質的投加量分別為液體廢物質量的1(Γ20%和5 10%，之后將混合之后的物料加熱至80-150度，進行加熱攪拌反應l_4h，實現對有機廢液中氯代有機物的脫氯降解；反應后的物料，經過水洗靜置，液液兩相分離之后，有機相經檢驗合格之后用于相關領域回用或者用做鍋爐燃料，水相經過蒸發濃縮之后進行回收利用。
全文摘要
一種利用聚乙二醇和堿性物質處理氯代有機物的工藝，將含氯代有機污染物的廢物加入至反應容器中，再將聚乙二醇和堿性物質依次加入至反應器中，能夠實現反應脫氯降解，具有反應時間短、反應溫度較低、反應物料容易獲得的特點。
文檔編號A62D3/34GK102921144SQ201210434599
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月2日 優先權日2012年11月2日
發明者蔣建國, 肖葉 申請人:清華大學