H酸生产废水的净化和资源回收利用的方法

文档序号:4850635阅读:300来源:国知局
专利名称:H酸生产废水的净化和资源回收利用的方法
技术领域
本发明涉及一种H酸生产过程中所排放的废水净化和废水中有用资源的回收利用方法。具体地说,就是一种从H酸生产废水中分离回用硫酸钠饱和溶液,同时从废水中回收有用资源H酸和T酸的方法。
背景技术
H酸即1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸(化学结构式为 是重要的萘系染料中间体,它主要用于生产直接、酸性、活性染料和偶氮染料中间体,如酸性天兰、直接黑活性艳红K-2BP等90余种,也可用于制药工业。目前,国内H酸的生产工艺一般是以精萘为原料,经磺化、硝化、中和、还原、碱熔和酸析等工序制得。生产过程中产生了CODCr高达20000~30000mg/L的废水,废水中含饱和浓度的硫酸钠,其中有机成分主要为产品H酸和中间体T酸。由于H酸和T酸难以生物降解、水溶性又很大以及废水中硫酸钠含量很高,因而H酸生产废水经济有效的治理一直是国内外环保界公认的难题。目前国内外H酸生产企业主要采用稀释一生化处理该废水,此时水体中的H酸和T酸在处理过程中被破坏成小分子物质而造成资源浪费。

发明内容
本发明的目的是提供一种H酸生产废水的净化和资源回收利用的方法,该方法可使废水经树脂吸附分离后,在回用硫酸钠饱和溶液的同时,回收其中的T酸、H酸,实现废水治理与资源回收利用的有机结合。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种H酸生产废水的净化和资源回收利用的方法,其特征在于它包括以下步骤A)将H酸生产废水过滤,去除其中的悬浮物;本发明中的原废水是略呈浑浊状的硫酸钠饱和溶液,其中,H酸浓度为2000~4000mg/L,T酸浓度为14000~17000mg/L,CODCr为20000~30000mg/L。
B)将步骤A)得到的滤液通过装填有大孔树脂的吸附塔,使废水中的H酸和T酸被选择性地吸附在树脂上,吸附出水为无色透明的硫酸钠饱和溶液;本发明可以在5~45℃将步骤A)得到的滤液以0.5~3BV/h(BV为树脂床层体积)的流量通过装填有大孔树脂的吸附塔。所述树脂是以聚苯乙烯为基本骨架的大孔树脂,它可以是ND-910络合吸附树脂、NDA-99和NDA-88复合功能树脂(江苏南大戈德环保科技有限公司生产)及D301树脂(河北廊坊电力树脂厂等生产),也可以是美国RohmHaas公司生产的Amberlite IRA96、IRA93等大孔树脂,其中优选的是ND-910络合吸附树脂。本发明中无色透明的硫酸钠饱和溶液可以回用于原生产工艺的T酸、H酸滤饼冲洗工序。
C)当吸附达到泄漏点时停止吸附,用氢氧化钠水溶液作为脱附剂,进行脱附再生,得到高浓度H酸、T酸的钠盐溶液;本发明的氢氧化钠浓度可为2%~10%,在30~55℃以0.5~2BV/h的流量进行脱附再生。一方面为保证脱附再生的质量,另一方面为节约成本,本发明是在吸附树脂处理了5~10BV/批次的废水后进行树脂脱附再生。
D)将由步骤C)脱附下来的高浓度H酸、T酸的钠盐溶液返回原生产工艺的碱熔工序,低浓度脱附液用于配制氢氧化钠水溶液套用于下一批脱附操作。
本发明在步骤B)中所述吸附塔可采用双塔串联吸附、单塔脱附的运行方式;设置I、II、III三个吸附塔,先将I、II塔串联顺流吸附,I塔作为首柱,II塔作为尾柱,当I塔吸附饱和后,切换成II、III塔串联顺流吸附,II塔作为首柱,III塔作为尾柱,同时I塔用脱附剂进行脱附再生。
按照本发明提供的方法,原废水(略浑浊,H酸浓度为2000~4000mg/L,T酸浓度为14000~17000mg/L,CODCr为20000~30000mg/L的硫酸钠饱和溶液)经树脂吸附分离后,出水为无色透明的硫酸钠饱和溶液,H酸浓度<20mg/L,T酸浓度<30mg/L,CODCr<650mg/L,可回用于原生产工艺的T酸、H酸滤饼冲洗工序;同时可从每立方米废水中回收H酸约2公斤,T酸约10公斤。本发明在治理废水的同时实现了污染物的分离和回收利用。
本发明中的树脂吸附操作可以采用双塔串联吸附、单塔脱附的运行方式,以保证整个废水治理装置连续运行。与现有技术相比,本发明的有益效果在于1、H酸生产废水经吸附分离后出水为无色透明的硫酸钠饱和溶液,H酸浓度<20mg/L,T酸浓度<30mg/L,CODCr<650mg/L,可回用于原生产工艺的T酸、H酸滤饼冲洗工序;2、可分离回收原废水中绝大部分H酸和T酸,实现资源回收再利用;3、吸附树脂再生性能良好,可重复使用。
具体实施例方式
以下通过实施例对本发明作进一步描述
实施例1将10mL(约6.8克)大孔络合吸附树脂NDA-910装入带夹套的玻璃吸附柱中(Φ12×160mm)。废水CODCr为23000mg/L,过滤后,将其于15±5℃,以10mL/h的流量通过树脂床层,处理量为70mL/批。经树脂吸附后,出水无色透明,H酸浓度为14mg/L,T酸浓度为25mg/L,CODCr为550mg/L。
将20mL4%氢氧化钠水溶液在45±5℃的温度下,以5mL/h的流量顺流通过树脂床层进行脱附。脱附下来的高浓度H酸、T酸的钠盐溶液可回原生产工艺的碱熔工序。低浓度脱附液用于配制下一批次脱附所用的氢氧化钠水溶液。
实施例2将100mL(约68克)NDA-910树脂装入带夹套的玻璃吸附柱中(Φ32×260mm)。废水CODCr为22000mg/L,过滤后,将其于40±5℃,以150mL/h的流量通过树脂床层,处理量为700mL/批。经树脂吸附后,出水无色透明,H酸浓度为15mg/L,T酸浓度为23mg/L,CODCr为500mg/L。
将100mL10%氢氧化钠水溶液在35±5℃的温度下,以50mL/h的流量顺流通过树脂床层进行脱附。脱附下来的高浓度H酸、T酸的钠盐溶液可回原生产工艺的碱熔工序。低浓度脱附液用于配制下一批次脱附所用的氢氧化钠水溶液。
实施例3将1000mL(约680克)ND-910树脂装入带夹套的玻璃吸附柱中(Φ70×500mm)。废水CODcr为24000mg/L,过滤后,将其于15±5℃,以2500mL/h的流量通过树脂床层,处理量为6000mL/批。经树脂吸附后,出水无色透明,H酸浓度为18mg/L,T酸浓度为27mg/L,CODCr为620mg/L。
将1500mL6%氢氧化钠水溶液在40±5℃的温度下,以1000mL/h的流量顺流通过树脂床层进行脱附。脱附下来的高浓度H酸、T酸的钠盐溶液可回原生产工艺的碱熔工序。低浓度脱附液用于配制下一批次脱附所用的氢氧化钠水溶液。
实施例4选用三只规格相同、材质为316L不锈钢吸附塔(Φ550×3500mm),编上号分别为I、II和III,每塔装填NDA-910吸附树脂340公斤(约0.5m3)。废水CODCr为24000mg/L,过滤后,将其于20±5℃,以0.5m3/h的流量用泵打入吸附塔,吸附采用I、II塔双塔串联顺流吸附的方式,处理量为3.5m3/批。经树脂吸附后,出水无色透明,H酸浓度为15mg/L,T酸浓度为25mg/L,CODCr为550mg/L。
将吸附过3.5m3废水的首柱I号吸附塔脱离吸附体系进行脱附操作;而下一批次吸附操作改为II、III号塔串联运行,II号塔成为首柱。
先将I号吸附塔内残液排尽,再将0.75m38%氢氧化钠水溶液在35±5℃的温度下,以0.25m3/h的流量顺流通过树脂床层进行脱附。脱附下来的高浓度脱附液回用于原生产工艺的碱熔工序。低浓度脱附液用于配制氢氧化钠水溶液套用于下一批脱附操作。
脱附结束后的I号吸附塔将作为第三批吸附操作的尾柱。通过本发明可以保证整个废水治理装置连续运行。
实施例5将实施例1中的NDA-910树脂改为NDA-99、NDA-88、NDA-100和D301等国产树脂,或美国AmberliteIRA93、IRA96等大孔弱碱树脂,其他操作条件保持不变,除每批处理体积和吸附出水水质有所降低外,其他效果基本类同。
权利要求
1.一种H酸生产废水的净化和资源回收利用的方法,其特征在于它包括以下步骤A)将H酸生产废水过滤,去除其中的悬浮物;B)将步骤A)得到的滤液通过装填有大孔树脂的吸附塔,使废水中的H酸和T酸被选择性地吸附在树脂上,吸附出水为无色透明的硫酸钠饱和溶液;C)当吸附达到泄漏点时停止吸附,用氢氧化钠水溶液作为脱附剂,进行脱附再生,得到高浓度H酸、T酸的钠盐溶液;D)将由步骤C)脱附下来的高浓度H酸、T酸的钠盐溶液返回原生产工艺的碱熔工序,低浓度脱附液用于配制氢氧化钠水溶液套用于下一批脱附操作。
2.根据权利要求1所述的H酸生产废水的净化和资源回收利用的方法,其特征在于步骤B)中,在5~45℃将步骤A)得到的滤液以每小时0.5~3树脂床层体积的流量通过装填有大孔树脂的吸附塔。
3.根据权利要求1所述的H酸生产废水的净化和资源回收利用的方法,其特征在于步骤B)中所述树脂是以聚苯乙烯为基本骨架的大孔树脂,它可以是ND-910络合吸附树脂、NDA-99和NDA-88复合功能树脂及D301树脂,也可以是美国Rohm Haas公司生产的Amberlite IRA96、IRA93等大孔树脂。
4.根据权利要求3所述的H酸生产废水的净化和资源回收利用的方法,其特征在于所述树脂是ND-910络合吸附树脂。
5.根据权利要求1所述的H酸生产废水的净化和资源回收利用的方法,其特征在于步骤B)中,所述硫酸钠饱和溶液可以回用于原生产工艺的T酸、H酸滤饼冲洗工序。
6.根据权利要求1所述的H酸生产废水的净化和资源回收利用的方法,其特征在于步骤C)中,氢氧化钠浓度为2%~10%,在30~55℃以每小时0.5~2树脂床层体积的流量进行脱附再生。
7.根据权利要求1所述的H酸生产废水的净化和资源回收利用的方法,其特征在于步骤C)中,吸附树脂是在每批次处理了5~10树脂床层体积的废水后进行树脂脱附再生。
8.根据权利要求1所述的H酸生产废水的净化和资源回收利用的方法,其特征在于步骤B)中所述吸附塔可采用双塔串联吸附、单塔脱附的运行方式;设置I、II、III三个吸附塔,先将I、II塔串联顺流吸附,I塔作为首柱,II塔作为尾柱,当I塔吸附饱和后,切换成II、III塔串联顺流吸附,II塔作为首柱,III塔作为尾柱,同时I塔用脱附剂进行脱附再生。
全文摘要
本发明公开了一种H酸生产废水的净化和资源回收利用的方法,它是将过滤后的H酸生产废水通过装有树脂的吸附柱,使其中的H酸、T酸吸附在树脂上,从而实现有机物和硫酸钠饱和溶液的有效分离。吸附分离后的出水即为无色透明的饱和硫酸钠溶液,该溶液可回用于原生产工艺的T酸、H酸滤饼冲洗工序;树脂经吸附操作后用氢氧化钠水溶液进行洗脱再生;脱附下来的高浓度H酸、T酸的钠盐溶液返回原生产工艺的碱熔工序,低浓度脱附液可用于配制氢氧化钠水溶液套用于下一批脱附操作。本发明从H酸生产废水中分离回用硫酸钠饱和溶液,同时回收H酸、T酸,实现了废水的治理回用与废物资源化的统一,在H酸生产过程中具有极大的实用价值和经济价值。
文档编号C02F1/28GK1693219SQ20051003769
公开日2005年11月9日 申请日期2005年1月13日 优先权日2005年1月13日
发明者陈金龙, 张炜铭, 张波, 张全兴, 鲁俊东, 潘丙才, 李爱民, 费正皓 申请人:南京大学, 江苏南大戈德环保科技有限公司
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