[发明专利]一种（甲基）丙烯酸生产废水制备钛酸盐吸附剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理应用技术领域，特别是涉及（甲基）丙烯酸废水的资源化利用和钛酸盐重金属吸附剂的制备方法。

背景技术

水中的污染物质，主要有有机物和重金属两大类。水中有机污染物质，大多数都能被微生物降解。但是，对于（甲基）丙烯酸生产废水等高浓度的有毒有机物废水直接采用生物法处理很困难。目前，对于这类废水主要采用焚烧法和催化湿式氧化法等（张永伟，《工业水处理》，2012年，32卷4期：p17-20）。这些方法中，焚烧法需要补充大量的燃料，能耗较高，同时燃烧过程中易产生有害气体，对环境造成二次污染。催化湿式氧化法的催化剂专一性强，对进水条件限制较高，而且催化剂昂贵，易中毒，工艺过程采用高温高压条件，设备成本高，存在安全隐患。

无论是焚烧法、生化法还是催化湿式氧化法，都是将废水中的有机物分解掉，废水中大量的醋酸、丙烯酸、甲基丙烯酸等珍贵化工原料没有回收利用，这是资源的严重浪费。赵小平等(发明专利：ZL 200510028176.9）提出了采用反渗透分离和精馏工序分别回收丙烯酸废水中的丙烯酸、甲苯和乙酸；林海波等(发明专利：200810050706.3)提出了电渗析-生化-萃取-精馏组合法回收醋酸；李玉安等（《石油化工》，1997年,25卷：245-248）以磷酸三丁酯/三烷基胺/煤油混合溶剂作为萃取剂，从异丁醛氧化法制甲基丙烯酸的废水溶液中回收乙酸；M?沙朗多夫（发明专利：CN102872679A），Charendoff, Marc等(Application No: AU 2012204136 A1; US Pub.No.: US 2013/0014645 A1)，Masao Sada, Nara等（United States Patent, Patent Number:4,618,709）等采用分级吸收的方法，从气相流中分离回收部分乙酸、丙烯酸和甲基丙烯酸等有用物质；陈金辉等（发明专利，专利号：201110110063.9；专利号：201110110062.4）利用高浓度丙烯酸废水制备聚丙烯酸类皂洗剂和聚丙烯酸类分散剂，提出了丙烯酸废水中丙烯酸和甲基丙烯酸回收利用的新方法。但是上述方法中，对废水中有用物质回收利用率低，有的回收种类少，而且，回收利用废水中有用物质的同时没有从根本上解决废水治理问题。

水中重金属是一类毒性大、不能被生物降解、可在生物体内蓄积的污染物质。对于重金属废水的处理方法主要有化学沉淀法、吸附法、离子交换法和电化学法等，在这些方法中，吸附法因其具有适应面广，处理效果好，无二次污染，处理废水的同时可以回收有用物质，在重金属废水处理中受到广泛的重视。吸附法的核心是吸附剂的开发利用，目前，人们已经开发出很多吸附剂，如活性炭、膨润土、粉煤灰、沸石和人工高分子等，但是这些吸附剂在实际应用中，存在着再生困难、或是吸附容量较低、或是重复使用稳定性差等问题。与之相比较，纳米钛酸钙等钛酸盐吸附剂具有吸附容量高，再生方法简单，稳定性好，是一种优良的重金属吸附剂。但是，钛酸盐合成时除了用到钛和钙镁钡锶等碱土金属离子外，为了获得更小更均匀的晶体，一般采用溶胶凝胶法，这种方法需要大量的醋酸和柠檬酸等有机酸类催化络合剂，还需要加入聚合物等分散剂（张东，侯平，化学学报，2009年,67卷12期：p1336-1342），这使得钛酸盐的合成成本高，不利于工业化应用。

通常情况下，钛酸盐的合成需要大量的水，还需要乙酸、络合剂以及高分子聚合物作为辅助试剂，（甲基）丙烯酸废水中含有大量的醋酸，丙烯酸，甲基丙烯酸以及醛类等物质，醋酸可以起到催化络合作用，丙烯酸，甲基丙烯酸以及醛类在加热过程中部分聚合成长链高分子有机物起到分散剂和模板剂的作用，所以，为了降低钛酸盐合成成本，同时解决甲基丙烯酸废水治理问题，本发明用甲基丙烯酸废水和钛酸四丁酯以及钙镁等碱土金属离子为原料，制备纳米钛酸盐吸附剂，用于水中重金属的吸附去除。而这方面的研究国内外未见报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种将（甲基）丙烯酸废水综合利用，同时降低纳米钛酸盐吸附剂的制备成本的利用（甲基）丙烯酸生产废水制备钛酸盐吸附剂的方法。

采用的技术方案是：

一种利用（甲基）丙烯酸生产废水制备钛酸盐吸附剂的方法，所述的（甲基）丙烯酸生产废水中按质量百分含量计：醋酸含量不低于2 %，甲基丙烯酸和/或丙烯酸总含量不低于0.1%，该方法包括如下工艺过程：

（1）按质量份数计，将1份碱土金属盐溶于1~3份的（甲基）丙烯酸废水中，搅拌，溶解，形成均质A溶液。