专利名称：采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到双甘膦生产中排出的废水处理技术，特别涉及到一种采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法及装置。
背景技术：
双甘勝[N—(Phosphonomethyl) iminodiacetic acid (PMIDA)]是生产广谱灭生性除草剂草甘膦的主要原料，也是农药、医药、橡胶、电镀、染料行业中重要中间体，具有较为广泛的工业用途。在双甘膦的生产过程中，亚氨基二乙腈在强碱氢氧化钠溶液中碱解，后在盐酸条件下酸化，又经过在磷酸和甲醛的条件下发生缩合反应，最后双甘膦产品通过盐酸酸化结晶析出。生产过程中不可避免的导致亚氨基二乙腈反应不完全，氢氧化钠大量使用，经盐酸酸化后生成氯化钠。另外，在磷酸和甲醛缩合过程中，磷酸和甲醛溶于双甘膦废水中。双甘膦提取是通过盐酸酸化析出，当达到双甘膦达到饱和吸附量时，仍有大量的双甘膦物质残留溶液中。可见，双甘膦生产中排出的废水主要含有双甘膦和氯化钠，并且，具有强酸性(pH值为0.5 I)，还含有高浓度且具有生物毒性有机磷化合物，还具有2% 4%的生物抑制性的甲醛，这些给回收处理和综合利用增加了许多的难度。现有的污水处理技术用于双甘膦生产中排出的废水处理时存在着这样或那样的问题，例如采用微生物降解方法通常只有在没有其它无机磷源时才较为有效，可是在双甘膦废水中无机磷浓度较高，微生物会优先利用这些无机磷，这对双甘膦的生物降解会起到强烈的抑制作用。
发明内容
为有效处理双甘膦生产中排出的废水，本发明提出了一种采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法及装置。本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法将含有氯化钠的双甘膦溶液经过多介质过滤器过滤或者超滤过滤后，在低温低压条件下采用纳滤膜过滤装置将双甘膦和氯化钠过滤分离得到以双甘膦溶液为主的浓缩液和以氯化钠溶液为主的渗透液；并且，过滤分离工艺过程为间歇恒容过程、预浓缩-连续恒容过程以及连续恒容过程中的一种或者一种以上的组合；其中，
所述低温为10-85 °C ；
所述低压为0. 3-1. 2Mpa ；
所述间歇恒容过程是指先将储液槽中的溶液体积预浓缩约一半，加入水至初始体积，稀释后，进行过滤分离；当溶液体积减少一半时，再加入水至初始体积，再进行过滤分离；依此重复数次，直至溶液无法渗透纳滤膜为止；
所述预浓缩-连续恒容过程是指预浓缩阶段，即先将双甘膦、氯化钠混合溶液纳滤过滤分离至一半体积；连续恒容阶段，即保持储液槽中溶液体积不变，向体系中连续不断地加水，并使加入的水的体积等于渗透液的体积以保持储液槽中溶液体积不变，同时，进行过滤分离，直至溶液无法渗透纳滤膜为止；所述连续恒容过程是指保持储液槽中溶液体积不变，向体系中连续不断地加水，并使加入的水的体积等于渗透液的体积以保持储液槽中溶液恒容，同时，进行过滤分离，直至溶液无法渗透纳滤膜为止。进一步的，本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法将含有氯化钠的双甘膦溶液经过多介质过滤器过滤或者超滤过滤，包括，将含有氯化钠的双甘膦溶液经水泵加压进入介质过滤器或超过滤器去除悬浮物，再进入5 u m保安过滤器去除颗粒物。进一步的，本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法，包括以下主要步骤
(1)、将含有氯化钠的双甘膦溶液经水泵加压进入介质过滤器或超过滤器去除悬浮
物；
(2)、再进入5保安过滤器去除颗粒物；
(3)、采用压力泵将含有氯化钠的双甘膦溶液打入纳滤膜过滤装置；压力泵施加的压力为0. 3-1. 2Mpa，纳滤膜过滤装置温度为10-85°C，pH值为2-9，污染指数SDI值为2-5 ；
(4)、分离得到以双甘膦溶液为主的浓缩液和以氯化钠溶液为主的渗透液。进一步的，本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法的纳滤膜材质为聚酰胺类复合膜或者醋酸纤维素类分离膜。进一步的，本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法的聚酰胺类复合膜为美国陶氏化学公司的NF90纳滤膜或NF270纳滤膜。进一步的，本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法采用纳滤膜过滤装置将双甘膦和氯化钠分离，包括，纳滤膜过滤装置的PH值为2-9，污染指数SDI值为2-5。本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的装置包括采用压力泵将含有氯化钠的双甘膦溶液打入纳滤膜过滤装置，其压力泵施加的压力为0. 3-1. 2Mpa ;所述的纳滤膜过滤装置为板式过滤装置或者卷式过滤装置；所述的纳滤膜过滤装置的温度为10_85°C，pH值为2-9，污染指数SDI值为2-5。进一步的，本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的装置的纳滤膜过滤装置为单段过滤装置，或者为多段过滤装置的串联或并联。进一步的，本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的装置的纳滤膜材质为聚酰胺类复合膜或者醋酸纤维素类分离膜。进一步的，本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的装置的聚酰胺类复合膜为美国陶氏化学公司的NF90纳滤膜或NF270纳滤膜。本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法及装置的有益技术效果是利用适当的纳滤膜材料将双甘膦和氯化钠在低温低压下分离，为从双甘膦生产中排出的废水种回收利用双甘膦和氯化钠创造了条件。
附图I是本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法的主要步骤示意图； 附图2是本发明预浓缩-连续恒容纳滤过程主要步骤示意 附图3是本发明间歇恒容过程主要步骤示意 附图4是本发明连续恒容过程主要步骤示意图。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法及装置做进一步说明。
具体实施例方式附图I是本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法的主要步骤示意图，由图可知，本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法将含有氯化钠的双甘膦溶液经过多介质过滤器过滤或者超滤过滤后，在低温低压条件下采用纳滤膜过滤装置将双甘膦和氯化钠分离得到以双甘膦溶液为主的浓缩液和以氯化钠溶液为主的渗透液；并且，过滤分离工艺过程为间歇恒容过程、预浓缩-连续恒容过程以及连续恒容过程中的一种或者一种以上的组合；其中，所述低温为10-85°C，所述低压为O. 3-1. 2Mpa。其中，将含有氯化钠的双甘膦溶液经过多介质过滤器过滤或者超滤过滤，包括，将含有氯化钠的双甘膦溶液经水泵加压进入介质过滤器或超过滤器去除悬浮物，再进入5um保安过滤器去除颗粒物。 本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法，包括以下主要步骤
(1)、将含有氯化钠的双甘膦溶液经水泵加压进入介质过滤器或超过滤器去除悬浮
物；
(2)、再进入5um保安过滤器去除颗粒物；
(3)、采用压力泵将含有氯化钠的双甘膦溶液打入纳滤膜过滤装置；压力泵施加的压力为O. 3-1. 2Mpa，纳滤膜过滤装置温度为10_85°C，pH值为2-9，污染指数SDI值为2-5 ；
(4)、分离得到以双甘膦溶液为主的浓缩液和以氯化钠溶液为主的渗透液。附图2是本发明预浓缩-连续恒容纳滤过程主要步骤示意图，附图3是本发明间歇恒容过程主要步骤示意图，附图4是本发明连续恒容过程主要步骤示意图，图中，V表示加入水的体积，或者，渗透液的体积；NF表示纳滤过滤分离。由图可知，本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法所述间歇恒容过程是指先将储液槽中的溶液体积预浓缩约一半，加入水至初始体积，稀释后，进行过滤分离；当溶液体积减少一半时，再加入水至初始体积，再进行过滤分离；依此重复数次，直至溶液无法渗透纳滤膜为止。所述预浓缩-连续恒容过程是指预浓缩阶段，即先将双甘膦、氯化钠混合溶液纳滤过滤分离至一半体积；连续恒容阶段，即保持储液槽中溶液体积不变，向体系中连续不断地加水，并使加入的水的体积等于渗透液的体积以保持储液槽中溶液体积不变，同时，进行过滤分离，直至溶液无法渗透纳滤膜为止。所述连续恒容过程是指保持储液槽中溶液体积不变，向体系中连续不断地加水，并使加入的水的体积等于渗透液的体积以保持储液槽中溶液恒容，同时，进行过滤分离，直至溶液无法渗透纳滤膜为止。为保证过滤效果和过滤效率，本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法的纳滤膜材质为聚酰胺类复合膜或者醋酸纤维素类分离膜。并且，优选为美国陶氏化学公司的NF90纳滤膜和NF270纳滤膜。另外，将纳滤膜过滤装置的pH值设定为2_9，污染指数SDI值设定为2-5。显然，根据本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法，可以设计采用本发明方法的处理双甘膦溶液的装置，包括采用压力泵将含有氯化钠的双甘膦溶液打入纳滤膜过滤装置，其压力泵施加的压力为O. 3-1. 2Mpa ;所述的纳滤膜过滤装置为板式过滤装置或者卷式过滤装置；所述的纳滤膜过滤装置温度为10-85°C，pH值为2-9，污染指数SDI值为 2-5。为保证过滤效果和过滤效率，，本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的装置的纳滤膜过滤装置为单段过滤装置，或者为多段过滤装置的串联或并联。并且，纳滤膜材质为聚酰胺类复合膜或者醋酸纤维素类分离膜，优选为美国陶氏化学公司的NF90纳滤膜和NF270纳滤膜。实施例I
将含有氯化钠的双甘膦溶液经多介质过滤器过滤后由压力泵打入纳滤膜过滤装置，其进料液压力为O. 7MPa，其进料液温度为25 V，其进料液pH=7，其进料液污染指数SDI=5，经纳滤膜过滤装置处理后得到含有氯化钠的渗透液和双甘膦的浓缩液，纳滤膜对双甘膦的截留率为98%，对氯化钠的截留率为3%。实施例2
将含有氯化钠的双甘膦溶液经多介质过滤器过滤后由压力泵打入纳滤膜过滤装置，其进料液压力为O. 9MPa，其进料液温度为30°C，其进料液pH=8，其进料液污染指数SDI=5，经纳滤膜过滤装置处理后得到含有氯化钠的渗透液和双甘膦的浓缩液，纳滤膜对双甘膦的截留率为93%，对氯化钠的截留率为5%。实施例3
将含有氯化钠的双甘膦溶液经多介质过滤器过滤后由压力泵打入纳滤膜过滤装置，其进料液压力为O. 8MPa，其进料液温度为30°C，其进料液pH=6，其进料液污染指数SDI=5，经纳滤膜过滤装置处理后得到含有氯化钠的渗透液和双甘膦的浓缩液，纳滤膜对双甘膦的截留率为97%，对氯化钠的截留率为3%。实施例4
将含有氯化钠的双甘膦溶液经多介质过滤器过滤后由压力泵打入纳滤膜过滤装置，其进料液压力为I. OMPa,其进料液温度为20°C，其进料液pH=7，其进料液污染指数SDI=5，采 用间歇恒容纳滤分离过程，首先将储液槽中的溶液体积预浓缩约一半，再加入水补足原来体积，稀释后，再进行纳滤浓缩，当溶液体积减少一半时，重复加水至初始体积再浓缩，这样重复数次；最后一次溶液浓缩至溶液无法渗透纳滤膜为止。得到含有氯化钠的渗透液和双甘膦的浓缩液，纳滤膜对双甘膦的截留率为98%，对氯化钠的截留率为3%。由以上实施例可知，本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法及装置的有益技术效果是利用适当的纳滤膜材料将双甘膦和氯化钠在低温低压下分离，其中，双甘膦的截留率在93%以上，对氯化钠的截留率在3%至5%，避免了大量含有双甘膦溶液的水质排放到环境中，使双甘膦的浓度提高2-5倍，为从双甘膦生产中排出的废水种回收利用双甘膦和氯化钠创造了条件。
权利要求
1.一种采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法，其特征在于将含有氯化钠的双甘膦溶液经过多介质过滤器过滤或者超滤过滤后，在低温低压条件下采用纳滤膜过滤装置将双甘膦和氯化钠过滤分离得到以双甘膦溶液为主的浓缩液和以氯化钠溶液为主的渗透液；并且，过滤分离工艺过程为间歇恒容过程、预浓缩-连续恒容过程以及连续恒容过程中的一种或者一种以上的组合；其中， 所述低温为10-85 °C ； 所述低压为0. 3-1. 2Mpa ； 所述间歇恒容过程是指先将储液槽中的溶液体积预浓缩约一半，加入水至初始体积，稀释后，进行过滤分离；当溶液体积减少一半时，再加入水至初始体积，再进行过滤分离；依此重复数次，直至溶液无法渗透纳滤膜为止； 所述预浓缩-连续恒容过程是指预浓缩阶段，即先将双甘膦、氯化钠混合溶液纳滤过滤分离至一半体积；连续恒容阶段，即保持储液槽中溶液体积不变，向体系中连续不断地加水，并使加入的水的体积等于渗透液的体积以保持储液槽中溶液体积不变，同时，进行过滤分离，直至溶液无法渗透纳滤膜为止； 所述连续恒容过程是指保持储液槽中溶液体积不变，向体系中连续不断地加水，并使加入的水的体积等于渗透液的体积以保持储液槽中溶液恒容，同时，进行过滤分离，直至溶液无法渗透纳滤膜为止。
2.根据权利要求I所述采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法，其特征在于将含有氯化钠的双甘膦溶液经过多介质过滤器过滤或者超滤过滤，包括，将含有氯化钠的双甘膦溶液经水泵加压进入介质过滤器或超过滤器去除悬浮物，再进入5 u m保安过滤器去除颗粒物。
3.根据权利要求I所述采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法，其特征在于该方法包括以下主要步骤 (1)、将含有氯化钠的双甘膦溶液经水泵加压进入介质过滤器或超过滤器去除悬浮物； (2)、再进入5保安过滤器去除颗粒物； (3)、采用压力泵将含有氯化钠的双甘膦溶液打入纳滤膜过滤装置；压力泵施加的压力为0. 3-1. 2Mpa，纳滤膜过滤装置温度为10-85°C，pH值为2-9，污染指数SDI值为2-5 ； (4)、分离得到以双甘膦溶液为主的浓缩液和以氯化钠溶液为主的渗透液。
4.根据权利要求I所述采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法，其特征在于纳滤膜材质为聚酰胺类复合膜或者醋酸纤维素类分离膜。
5.根据权利要求I所述采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法，其特征在于 聚酰胺类复合膜为美国陶氏化学公司的NF90纳滤膜或NF270纳滤膜。
6.根据权利要求I所述采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法，其特征在于采用纳滤膜过滤装置将双甘膦和氯化钠分离，包括，纳滤膜过滤装置的PH值为2-9，污染指数SDI 值为 2-5。
7.一种采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的装置，其特征在于该装置包括采用压力泵将含有氯化钠的双甘膦溶液打入纳滤膜过滤装置，其压力泵施加的压力为0. 3-1. 2Mpa ;所述的纳滤膜过滤装置为板式过滤装置或者卷式过滤装置；所述的纳滤膜过滤装置的温度为10-85°C，pH值为2-9，污染指数SDI值为2_5。
8.根据权利要求7所述采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的装置，其特征在于纳滤膜过滤装置为单段过滤装置，或者为多段过滤装置的串联或并联。
9.根据权利要求7所述采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的装置，其特征在于纳滤膜材质为聚酰胺类复合膜或者醋酸纤维素类分离膜。
10.根据权利要求7所述采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的装置，其特征在于 聚酰胺类复合膜为美国陶氏化学公司的NF90纳滤膜或NF270纳滤膜。
全文摘要
为有效处理双甘膦生产中排出的废水，本发明提出了一种采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法及装置。本发明采用纳滤膜技术分离双甘膦和氯化钠的方法将含有氯化钠的双甘膦溶液经过多介质过滤器过滤或者超滤过滤后，在低温低压条件下采用纳滤膜过滤装置将双甘膦和氯化钠过滤分离得到以双甘膦溶液为主的浓缩液和以氯化钠溶液为主的渗透液；并且，过滤分离工艺过程为间歇恒容过程、预浓缩-连续恒容过程以及连续恒容过程中的一种或者一种以上的组合。本发明的方法及装置的有益技术效果是利用适当的纳滤膜材料将双甘膦和氯化钠在低温低压下分离，为从双甘膦生产中排出的废水种回收利用双甘膦和氯化钠创造了条件。
文档编号C07F9/38GK102643307SQ20121012080
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者何勇, 池华春, 王亚娜, 章柏林, 郑杰, 郝小兰 申请人:重庆大学, 重庆建峰工业集团有限公司