一种高效处理含盐有机废水的方法及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种高效处理含盐有机废水的方法及其应用。
【背景技术】
[0002]在化工生产过程中，不可避免会产生各种含盐有机废水，为了满足保护环境的需求，需要对这些废水进行处理，以达到排放标准。
[0003]磺化吐氏酸，又名苯胺-2，5-双磺酸(2-氨基对苯二磺酸)，是一种染料中间体，主要用于制造直接耐晒蓝RGL、活性翠蓝KGL、活性嫩黄和活性橙，荧光增白剂等。磺化吐氏酸废水中含酸28 %左右，含氯化钠10 %左右，采用现有的废水处理方法，不能对其中的酸进行有效的回收利用。
[0004]G盐为白色针状结晶，G盐生产需经过磺化、盐析、吸滤三道工序，其中磺化是乙萘酚与硫酸、烟酸进行的二次磺化反应，由于G盐磺化后，只有64%左右的乙萘酚转变为G酸，尚有30%以上的萘酚磺酸滞留在G盐废水中，其中主要异构体是R酸。通过盐析方法使G酸成盐析出，而R酸及其它副产物仍留在G盐废水中。G盐与G盐废水通过抽滤分离，G盐废水呈暗绿色，酸性、含盐、有色、高浓度，因此，需要对G盐废水加以处理。
[0005]K酸，即2-萘氨-3，6，8-三磺酸，是一种重要的精细化工中间体，主要用于诸如活性金黄K-RAZ、活性黄M-5R、活性艳橙K-7R等偶氮活性染料、酸性染料和有机颜料的生产。
[0006]目前2-萘氨-3，6，8-三磺酸的生产工艺是以2-萘酚为原料经一次磺化、盐析、氨解、离析、二次磺化、水洗、过滤、干燥等过程而制得。K酸废水具有如下特征:
[0007](I)酸性强，pH 为 0.2 ?0.6 ;
[0008](2)色度深，废水呈棕褐色，色度约为5000倍；
[0009](3)污染物浓度高，COD为2000?3500mg/L，其中主要成分为2-萘氨-3，6，8-三磺酸，含量为1500?3000mg/L，另外还含有1.5%左右的硫酸钠等无机盐；
[0010](4)难于生物降解，由于2-萘氨-3，6，8-三磺酸具有稳定的萘环结构，同时分子中含有三个起钝化作用的磺酸功能基，分子结构十分稳定，可生化性极差，难于采用生化方法降解；
[0011 ] (5)毒性大，2-萘氨-3，6，8-三磺酸属于稠环芳烃，并且分子中含有致毒的氨基基团，具有强烈的生物毒性，若不经适当处理直接排放，将严重污染水环境，危害人体健康。
[0012]溴氨酸，又名1-氨基-4-溴蒽醌-2-磺酸，主要用于染料中间体。溴氨酸的生产方法多采用1-氨基蒽醌为原料，在浓硫酸介质中用发烟硫酸磺化，进而在浓硫酸介质中用发烟硫酸用溴素溴化，经稀释、中和、精制等步骤制得，生产过程中产生大量废水。
[0013]现有处理工业废水的方式多种多样，通过各种物理化学以及生物手段降低废水中的污染物含量，例如，现有的H酸离析废水的处理方法为:首先，对H酸离析废水进行萃取；然后，进进行浓缩盐蒸，得到的硫酸钠做固废处理或者回用。由于硫酸钠的产量过剩，且浓缩盐蒸的成本高、获得的硫酸钠盐品质较差，应用范围窄。
[0014]扩散渗析作为一种以浓度差为推动力的膜分离技术，利用半透明或选择透过性离子交换膜使溶液中的溶质由高浓度一侧通过膜向低浓度一侧迀移。由于其具有操作简单、能耗低、无二次污染、易与其它工艺偶合等优点，广泛应用于各种产生废酸碱的领域。
[0015]扩散渗析的核心在于:1、离子交换膜两侧溶液的浓度差；2、离子交换膜的选择透过性。按照离子交换膜的种类划分，可分为阴离子交换膜扩散渗析和阳离子交换膜扩散渗析。阴离子交换膜扩散渗析主要用来回收酸盐混合物中的酸，阳离子交换膜扩散渗析主要用来回收碱盐混合物中的碱。
[0016]双极膜电渗析是双极膜与单极膜按照不同方式组合形成的电渗析，将普通电渗析的盐解离与双极膜的水分子的解离结合在一起，使溶液中相应的盐离子与双极膜水解离产生的H+和OH结合转化为相应的酸和碱。在同一双极膜的膜堆上无机盐和有机盐都能转化为相应的酸和碱。
[0017]如今很多的化工生产过程中，由于经常使用中和反应，产生了大量的含盐废水，双极膜电渗析能将含盐废水中的盐转化成相应的酸和碱，同时可以将回收得到的酸和碱用于化工生产的中和反应。
【发明内容】
[0018]本发明提供了一种高效处理含盐有机废水的方法，不仅能够显著降低废水的COD值，还能对废水中的物质加以有效的回收利用。同时，利用本发明所述的方法，可对部分有机产品的生产工艺进行改良，实现清洁生产。
[0019]—种高效处理含盐有机废水的方法，包括以下步骤:
[0020](I)对含盐的有机物废水进行过滤，所得滤液经扩散渗析，得到酸性溶液或碱性溶液以及含盐的有机物溶液；
[0021](2)利用双极膜对含盐的有机物溶液进行处理，得到含有机物溶液，以及酸性溶液和碱性溶液；
[0022](3)对含有机物溶液进行湿式氧化，得到处理液；
[0023](4)对处理液进行后处理，得出水。
[0024]本发明提供的方法适用于各类含盐的有机物废水，包括含盐的酸性废水和含盐的碱性废水。例如，磺化吐氏酸酸水、K酸废水、G盐废水、溴氨酸废水、T酸废水、H酸废水等。
[0025]本发明提供的方法能够采用工业上的连续化生产，即含盐的有机物废水依次连续经历步骤(I)?步骤(4)的处理过程，得到符合标准的排放液。
[0026]本发明提供的方法首先对工业废水(即含盐的有机物废水)进行过滤，以除去悬浮物和铁、钙、镁等固体物质，然后利用半渗透膜或选择透过性离子交换膜对滤液的选择透过作用，将滤液分离为酸性溶液和含盐的有机物溶液，酸性溶液直接回用至相应的工段中，含盐的有机物溶液则利用双极膜进行进一步的分离，得到酸性溶液和碱性溶液，以及含有机物的溶液，含有机物的溶液利用湿式氧化，将有机物降解为小分子，最后利用脱色剂除去显色物质，完成废水的处理。
[0027]作为优选，步骤(I)中扩散渗析的反应条件:对含盐的酸性废水采用阴离子交换膜进行扩散渗析，对含盐的碱性废水采用阳离子交换膜进行扩散渗析。
[0028]作为优选，步骤(2)中双极膜的反应条件:单张膜电压〈2.5V，电流密度100?600A/m2，温度为I?40°C，电极液采用质量分数为1%?5%的硫酸钠溶液。
[0029]湿式氧化的目的在于将溶液中的有机物降解为小分子，降低COD值，由于湿式氧化的条件比较严苛，长时间使用，不可避免地对设备造成损害，为了兼顾湿式氧化的效果，优选地，步骤(3)中湿式氧化的反应条件:pH为2?12，压力为2?8MPa，温度为180?300 °C，反应时间为2?6h。
[0030]进一步优选，步骤(3)中湿式氧化的反应条件:pH为4?9，压力为2?6MPa，温度为230?270 °C，反应时间为3?5h。
[0031]再优选，步骤(3)中湿式氧化的反应条件:pH为7?8，压力为2?4MPa，温度为250?270 °C，反应时间为3?5h。
[0032]湿式氧化后COD值显著降低，得到处理液中需进一步进行后处理，得出水，所述后处理可以为加入脱色剂除去显色物质，为了达到理想的脱色效果，优选地，步骤(4)中采用吸附剂对处理液进行后处理。
[0033]若采用吸附剂对处理液进行后处理，吸附剂的加入量为处理液质量的0.05?0.5%,搅拌反应20?60min。
[0034]本发明还提供了一种改进的磺化吐氏酸的生产工艺，二萘酚依次经过磺化、中和、蒸馏、氨化、酸化、吐氏酸磺化、水解、盐析、洗涤得到磺化吐氏酸，磺化吐氏酸产生的废水依次经过滤和扩散渗析，得到的硫酸回用至酸析工段。
[0035]磺化吐氏酸废水中含有质量分数为28%左右的硫酸，以及质量分数为10%左右的氯化钠，采用本发明提供的方法对磺化吐氏酸废水进行处理，能够有效回收利用硫酸，提高原料的利用率。
[0036]本发明中的扩散渗析以及双极膜均能将所处理的溶液中的酸性物质分离出来，重新回用至所需的工段中，即实现了废水中组分的有效回收利用，又节约了生产资源。
[0037]本发明与现有技术相比，具有以下有益效果:
[0038](I)本发明提供的处理方法能够显著降低