一种米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法及其系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及化工废水处理【技术领域】，具体涉及一种米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法及其系统，包括将米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水经过pH值调整、粗效过滤和精密过滤处理，以去除废水中的大分子量有机物质和悬浮物；将预处理后的米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水通过双极膜装置进行脱盐处理，将废水中的氯化钠直接转化为相应浓度的盐酸和氢氧化钠溶液。本发明的米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法及其系统，无二次污染、无固废产生、脱除的盐能直接转化为一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液，回用至前端处理过程或生产过程，具有脱盐效果好、节约资源与能源、工艺简单、运行费用低等优点。
【专利说明】一种米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法及其系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及化工废水【技术领域】，具体涉及一种米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法及其系统。
【背景技术】
[0002]米鲜胺是一种广谱杀菌剂，对多种作物由子囊菌和半知菌引起的病害具有明显的防效，也可以与大多数杀菌剂、杀虫剂、除草剂混用，均有较好的防治效果。
[0003]米鲜胺作为一种高效、低毒、广谱、环境友好的杀菌剂，国内的生产工艺在不断进步，已经达到发达国家的技术与质量水平。据统计，我国防治稻瘟病咪鲜胺需求量为3954吨/年，是该药剂登记防治的16种作物、23种病害的用药之首。作为一种广谱高效农药，近年来在国内的生产量逐年上升。
[0004]米鲜胺的合成包括:醚化工段、胺化工段、酰化工段、缩合工段、咪酰胺锰盐合成。在胺化工段，使用大量片碱及盐酸作为反应原料，反应中的碱后蒸馏工序，分离出正丙胺后的废液中，含有大量的酸碱反应后的氯化钠及少量有机物。此废液以废水形式排出，排放量约为1.80吨(废水/吨产品)，废水组分包括:水78.0%(ff/ff)、氯化钠20.00%(ff/ff)、非胺化有机物质1.0%(ff/ff)、胺化有机物质与悬浮物1.0%(ff/ff)。分层废水占整个产品排水量的18%以上。此类废水具有有机物浓度高，盐份含量高的特点。如直接进入生化处理系统，将导致系统无法正常运行。目前的处理方式主要有蒸馏脱盐和稀释后进入生化处理系统的两种处理方式。
[0005]蒸馏脱盐采用三效减压蒸馏或MVR蒸馏的方式，将废水中的水分和部分挥发性有机物以水蒸汽形式蒸馏出来，剩余浓液经结晶釜结晶分离出含有氯化钠结晶的废渣。此类废渣由于含有部分难挥发有机物和合成反应中间体，无法直接被利用，只有作为工业危险废物处理，极易造成二次污染，而且运行成本高。稀释后进入生化处理系统的方法因盐份浓度过高，为满足生化处理进水的要求，需稀释至少40倍以上才能满足要求，造成水的大量浪费，在实际操作中有较大问题。因此，开发出一种米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水的处理方法及其系统也就成为研究热点之一。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法及其系统，无二次污染、无固废产生、脱除的盐能直接转化为一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液，回用至前端处理过程或生产过程，具有脱盐效果好、节约资源与能源、工艺简单、运行费用低等优点。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法，包括如下步骤:
(1)预处理:将米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水经过pH值调整、粗效过滤和精密过滤处理，以去除废水中的大分子量有机物质和悬浮物；
(2)将预处理后的米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水通过双极膜装置进行脱盐处理，将废水中的氯化钠直接转化为相应浓度的盐酸和氢氧化钠溶液，以达到脱盐的目的。
[0008]进一步地，所述米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水为肝素钠生产过程中排放的中段废水，其组分包括:所述米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水为米鲜胺生产过程中排放的中段废水，其组分包括:水78%(W/W)、氯化钠20.0%(ff/ff)、非胺化有机物质1.0%(ff/ff)、胺化有机物质与悬浮物1.0%(ff/ff)。
[0009]进一步地，所述pH值调整指采用盐酸将废水pH值至5飞。
[0010]进一步地，所述盐酸为所述双极膜装置产生的盐酸。
[0011]进一步地，所述粗效过滤采用纤维束过滤器，精密过滤采用精度为0.45^1.0 μ m的滤芯过滤装置。
[0012]进一步地，所述双极膜装置包括阴极室、酸室、盐室、碱室、阳极室，各室间通过阴、阳离子交换膜或双极膜分隔排列组成，其排列方式为阳离子交换膜-双极膜-阴离子交换膜。
[0013]进一步地，所述双极膜装置的极板电流密度为220-240A/m2，各室间的间距4?8臟，隔板中间设置导流通道；酸室与碱室中溶液过流速度4?8cm/s、盐室溶液过流速度8?12cm/
So
[0014]进一步地，所述脱盐处理过程中酸、碱、盐三种溶液分别设置独立的贮罐和循环泵，通过控制相应循环泵的侧线出流量，控制废水脱盐率和酸、碱溶液的浓度；所述脱盐处理过程中控制脱盐率为95、8%，盐酸浓度为12?15%(W/W)，氢氧化钠浓度为15?17%(W/W)。
[0015]进一步地，所述苯胺黑生产高浓度含盐废水的处理系统包括:废水贮槽、pH值调整装置、粗效过滤装置、精密过滤装置、双极膜装置、循环冷却水换热装置、酸箱、碱箱，所述废水贮槽、pH值调整装置、粗效过滤装置、精密过滤装置、双极膜装置之间通过提升泵或增压泵以及连接管道相互连通，所述双极膜装置与循环冷却水换热装置通过泵和连接管道相互连通，所述过滤装置与双极膜装置之间设有盐水箱与盐水循环泵，所述酸箱通过酸循环泵与所述双极膜装置中的酸室连通，所述碱箱通过碱循环泵与所述双极膜装置中的碱室连通。
[0016]进一步地，所述盐水循环泵出口端设有快装式滤芯过滤器，以过滤脱盐过程中产生的悬浮胶体。
[0017]本发明的双极膜装置中的离子交换膜间为带有流道的弹性隔板，阳极采用钛涂钌电极，阴极采用不锈钢电极，具体工作原理如下(见图2):
将过滤后废水泵入双极膜装置的盐室，同时在酸、碱室中泵入去离子水，极室加入10.(Γ15.0%(ff/ff)浓度的碱液；将双极膜装置的阴、阳极分别与直流电源的负、正极连接，控制直流电场电流密度为22(T240A/m2，极间电压40V ;酸、碱、盐室溶液分别采用循环泵在相应室内循环，通过换热装置将各室溶液温度控制在f40°C，控制系统中设置温度传感器，在超过设定温度时，加大换热器冷却液流量，以防止过高温度损坏膜组件。
[0018]废水中的氯离子在电场作用下，选择性透过阴离子交换膜到达酸室，与双极膜产生的氢离子结合生成盐酸；废水中的钠离子选择性透过阳离子交换膜到达碱室，与双极膜产生的氢氧根离子结合生成氢氧化钠，从而实现将废水中的氯化钠分别转化为对应的酸与碱，实现了脱盐的目的。
[0019]双极膜装置中的酸室、碱室、盐室中的溶液均采用循环泵单独循环，泵出口侧线出流成品，通过控制不同循环泵的侧线出流量来分别控制脱盐率、酸浓度、碱浓度。在综合核算运行成本的前提下，控制脱盐率在95、8%，盐酸浓度控制在12?15%(W/W)，氢氧化钠浓度控制在15?17%(W/W)。
[0020]本发明的积极效果在于:凭借粗效与精密预处理与双极膜装置的组合，改变了米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水的传统处理方式。预处理过程，将废水中绝大部分大分子量有机物质和悬浮物去除；双极膜装置处理时能将废水中的氯化钠重新生成盐酸和氢氧化钠，完全避免了原来蒸馏工艺所产生的废渣的二次污染问题，生产出的盐酸和氢氧化钠无杂质，纯度高，可直接回用至前端的处理过程或生产过程。运用本发明，可将整个生产过程中6(Γ80%以上的酸、碱循环利用，大大降低了生产过程中酸、碱的消耗量；同时，也降低了盐份对后续污水处理系统的影响。经过本发明处理后的含盐废水，氯化钠含量可降低至15?20g/L，基本上满足了污水生化处理系统的基本含盐量要求。与传统蒸馏处理对比，本处理方法无任何二次污染产生，所生成的酸、碱可直接回用至处理过程或生产过程，且能耗费用小于200元/m3废水。本发明也可以替代目前的稀释处理方式，成倍减少废水总排放量。
[0021]【专利附图】
【附图说明】:
图1是本发明的米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理系统的工艺流程示意图；
图2是本发明的双极膜装置工作原理示意图。
[0022]【具体实施方式】:
以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
[0023]实施例一，见图1至图2所示:
米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水:日排放量约为10吨，废水组分包括:水78.0%(ff/ff)、氯化钠20.00%(ff/ff)、非胺化有机物质1.0%(ff/ff)、胺化有机物质与悬浮物1.0%(ff/ff)。
[0024]米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理系统包括:20m3容积废水贮槽I只、提升泵I台、PH值调整装置I套、增压泵2台、纤维束过滤器I台、滤芯过滤器I套，5m3容积盐水箱I只、5m3容积酸箱I只、5m3容积碱箱I只、酸循环泵I台、碱循环泵I台、盐水循环泵I台、双极膜装置I套、循环冷却水换热装置I套。
[0025]一种米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法及其系统，包括如下步骤与工艺过程:
(1)预处理过程:
1)将单独收集的米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水通过提升泵序批式废水贮槽提升PH值调整装置，用盐酸将废水PH值调整至5飞；
2)将pH值调整处理后的废水通过增压泵提升至纤维束过滤器，滤液废水通过增压泵提升至精度为0.45 μ m的滤芯过滤器，清液自流进入盐水箱，滤渣收集外运处理；
(2)脱盐处理过程:
1)将酸箱与碱箱分别放入去离子水，极室加入浓度为10.0% (W/W)的碱液；
2)开启双极膜装置，将阴、阳极间电流密度控制在220A/m2，极间电压40V，启动酸、碱、盐循环泵，控制酸室、碱室溶液过流速度8cm/s，盐室溶液过流速度12cm/s，各室间的间距8mm,隔板中间设置导流通道，各室溶液温度控制在3(T40°C ；
3)在酸、碱、盐水箱中相应浓度达到设定值后，分别开启相应循环泵的侧线出流，在满足脱盐率95%、酸浓度12%、碱浓度15%的前提下，盐水:酸:碱的侧线出流比应控制在1:1.32:1.24。
[0026]所述双极膜装置中的阴离子交换膜为Selem1n CMV高耐久性膜、阳离子交换膜为Selem1n AHO耐高温耐碱性膜、双极膜为Neosebta BP-1膜，离子交换膜间设有带流道的弹性隔板，阳极采用钛涂钌电极，阴极采用304不锈钢电极。所述盐水循环泵出口端设有快装式滤芯过滤器，以过滤脱盐过程中产生的悬浮胶体。
[0027]在按以上步骤操作的前提下，系统每天运行6小时。运行结束后，采用5.0%氢氧化钠溶液，注入酸、盐室内浸泡清洗30分钟，废液排入盐水箱。
[0028]在总共60天的运行周期内发现，在原水氯化钠浓度为20%(W/W)的条件下，通过调整循环泵侧线出水流量，始终能够保证出水氯化钠浓度小于1.0%(w/w)，综合电耗约为200kw -h/吨(废水)。回收制取盐酸浓度约为12%，碱浓度约为15%，处理后脱盐水直接进入厂区污水处理系统进行后续处理。整个处理周期内，膜组件无明显变化。
[0029]实施例二，见图1至图2所示:
米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水:日排放量约为6吨，废水组分包括:水78.0%(ff/ff)、氯化钠20.00%(ff/ff)、非胺化有机物质1.0%(ff/ff)、胺化有机物质与悬浮物1.0%(ff/ff)。
[0030]米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理系统包括:10m3容积废水贮槽I只、提升泵I台、PH值调整装置I套、增压泵2台、纤维束过滤器I台、滤芯过滤器I套，3m3容积盐水箱I只、3m3容积酸箱I只、3m3容积碱箱I只、酸循环泵I台、碱循环泵I台、盐水循环泵I台、双极膜装置I套、循环冷却水换热装置I套。
[0031]一种米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法及其系统，包括如下步骤与工艺过程:
(1)预处理过程:
1)将单独收集的米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水通过提升泵序批式废水贮槽提升PH值调整装置，用盐酸将废水PH值调整至5飞；
2)将pH值调整处理后的废水通过增压泵提升至纤维束过滤器，滤液废水通过增压泵提升至精度为1.0ym的滤芯过滤器，清液自流进入盐水箱，滤渣收集外运处理；
(2)脱盐处理过程:
1)将酸箱与碱箱分别放入去离子水，极室加入浓度为15.0%(W/W)的碱液；
2)开启双极膜装置，将阴、阳极间电流密度控制在240A/m2，极间电压40V，启动酸、碱、盐循环泵，控制酸室、碱室溶液过流速度8cm/s，盐室溶液过流速度lOcm/s，各室间的间距4mm,隔板中间设置导流通道，各室溶液温度控制在2(T30°C ；
3)在酸、碱、盐水箱中相应浓度达到设定值后，分别开启相应循环泵的侧线出流，在满足脱盐率98%、酸浓度15%、碱浓度17%的前提下，盐水:酸:碱的侧线出流比应控制在1:1.34:1.26。
[0032]所述双极膜装置中的阴离子交换膜为Selem1n CSO型一价离子选择透过膜、阳离子交换膜为Selem1n ASV型一价离子选择透过膜、双极膜为Neosebta BP-1膜，离子交换膜间设有带流道的弹性隔板，阳极采用钛涂钌电极，阴极采用304不锈钢电极。所述盐水循环泵出口端设有快装式滤芯过滤器，以过滤脱盐过程中产生的悬浮胶体。
[0033]在按以上步骤操作的前提下，系统每天运行4小时。运行结束后，采用5.0%氢氧化钠溶液，注入酸、盐室内浸泡清洗30分钟，废液排入盐水箱。
[0034]在总共60天的运行周期内发现，在原水氯化钠浓度为20%(W/W)的条件下，通过调整循环泵侧线出水流量，始终能够保证出水氯化钠浓度小于0.4%(W/W)，综合电耗约为220kw -h/吨(废水)。回收制取盐酸浓度约为15%，碱浓度约为17%，处理后脱盐水直接进入厂区污水处理系统进行后续处理。整个处理周期内，膜组件无明显变化。
[0035]以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的基本原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
【权利要求】
1.一种米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法，其特征在于包括如下步骤: (1)预处理:将米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水经过pH值调整、粗效过滤和精密过滤处理，以去除废水中的大分子量有机物质和悬浮物； (2)将预处理后的米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水通过双极膜装置进行脱盐处理，将废水中的氯化钠直接转化为相应浓度的盐酸和氢氧化钠溶液。
2.根据权利要求1所述的米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法，其特征在于:所述米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水为米鲜胺生产过程中排放的中段废水，其组分包括:水78%(W/W)、氯化钠20.0%(ff/ff)、非胺化有机物质1.0%(ff/ff)、胺化有机物质与悬浮物1.0%(ff/ff)。
3.根据权利要求1所述的米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法，其特征在于:所述pH值调整指采用盐酸将废水pH值至5飞。
4.根据权利要求3所述的米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法，其特征在于:所述盐酸为所述双极膜装置产生的盐酸。
5.根据权利要求1所述的米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法，其特征在于:所述粗效过滤采用纤维束过滤器，精密过滤采用精度为0.45^1.0 μ m的滤芯过滤装置。
6.根据权利要求1所述的米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法，其特征在于:所述双极膜装置包括阴极室、酸室、盐室、碱室、阳极室，各室间通过阴、阳离子交换膜或双极膜分隔排列组成，其排列方式为阳离子交换膜-双极膜-阴离子交换膜。
7.根据权利要求1所述的米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法，其特征在于:所述双极膜装置的极板电流密度为220-240A/m2，各室间的间距4?8臟，隔板中间设置导流通道；酸室与碱室中溶液过流速度4?8Cm/S、盐室溶液过流速度8?12cm/s。
8.根据权利要求1所述的米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法，其特征在于:所述脱盐处理过程中酸、碱、盐三种溶液分别设置独立的贮罐和循环泵，通过控制相应循环泵的侧线出流量，控制废水脱盐率和酸、碱溶液的浓度；所述脱盐处理过程中控制脱盐率为95?98%，盐酸浓度为12?15% (W/W)，氢氧化钠浓度为15?17%(W/W)。
9.根据权利要求1或6所述的米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法的处理系统，其特征在于包括:废水贮槽、PH值调整装置、粗效过滤装置、精密过滤装置、双极膜装置、循环冷却水换热装置、酸箱、碱箱，所述废水贮槽、PH值调整装置、粗效过滤装置、精密过滤装置、双极膜装置之间通过提升泵或增压泵以及连接管道相互连通，所述双极膜装置与循环冷却水换热装置通过泵和连接管道相互连通，所述过滤装置与双极膜装置之间设有盐水箱与盐水循环泵，所述酸箱通过酸循环泵与所述双极膜装置中的酸室连通，所述碱箱通过碱循环泵与所述双极膜装置中的碱室连通。
10.根据权利要求9所述的米鲜胺胺化工段高浓度含盐废水处理方法的处理系统，其特征在于:所述盐水循环泵出口端设有快装式滤芯过滤器，以过滤脱盐过程中产生的悬浮胶体。
【文档编号】C02F103/36GK104261591SQ201410523365
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年10月8日
【发明者】武广, 董杰 申请人:上海博丹环境工程技术有限公司