专利名称：一种糠醛工业废水的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种工业废水处理方法，特别是糠醛工业废水的处理方法。
背景技术：
糠醛是糠醛又名呋喃甲醛、人造蚁油等，是一种重要的化工原料，纯品为无色(或 者淡黄色)的液体；熔点为-38. 7°C，沸点为161. 7°C，和水组成的两元共沸物其共沸点大约 为97. 50C (其中水组分占65% )，密度大约为1. 159kg/m3。目前，我国工业主要以含多缩戊糖成分较多的玉米芯、稻壳等为原料，采用硫酸催 化工艺，经过水解、脱水、蒸馏等工艺生产糠醛。糠醛生产过程中产生大量废水，年产1000 吨的糠醛生产装置排放含酸废水约1. 5万吨。废水主要来自于毛醛蒸馏塔下液，温度高，并 且伴随着蒸汽，属于气水混和物。冷却后的水样恶臭，淡黄色透明，PH值大约为4，C0D约为 10000 20000mg/L，BOD大约为2500 3000mg/L，可生化性差。若对此废水不做处理，直 接外排，必然导致严重的环境污染。糠醛废水具有高酸度、高浓度、腐蚀性强等特点，可生化性差，以单一的处理方法 很难达到理想的处理效果，实践中多采用组合式处理工艺，包括生化物法、相转移法、物理 化学+生物化学法及双效蒸发法在内的多种工艺。1、生化法将毛醛蒸馏塔底出来的80 90°C糠醛废水首先降温至45°C以下，用碱液调节pH 值，再根据废水中有机质的含量调节浓度，按比例加入营养盐。调配好后的废水经水泵打入 UASB反应器(高效厌氧反应器)，废水经微生物厌氧生化处理，有机杂质逐步降解。生化法 处理糠醛废水是可行的，且去除率可达74% 88%左右，而且厌氧处理的副产品-沼气是 很好的燃料，可以回收利用。但该方法的缺点在于水中含有大量乙酸和糠醛，有杀菌作用， 厌氧菌难以存活，且水量小，难以连续运行，产沼气不稳定，易产生恶臭污染。2、相转移法相转移法的基本原理是将多功能高分子聚合物(简称相转移催化剂)装入相转 移柱内，废水经过该装置后，醋酸及其它杂质立即转移到固相，出口为清澈透明的中性水， 作为软化水返回锅炉使用。高分子聚合物用氨分离及进行再生，得到含有积液醋酸铵和糠 醛的液体，分别蒸发浓缩，获得醋酸胺浓缩液和毛醛，进一步处理得到副产物硫铵和产品糠 醛。该方法治理后的糠醛废水可以达到1级排放标准，但相转移催化剂价格昂贵，用量大， 处理成本高，高分子聚合物对工艺条件要求严格，操作和管理困难。3、物理化学+生物化学废水首先流入到污水池中，进行收集和降温，然后用碱中和去除废水中的酸和溶 解性的污染物。中和后的废水与来自加药系统的混凝剂和絮凝剂混合，经过均质和水质调 理，达到后续生化处理的要求后，流入到生化处理A/0工艺的厌氧段A。在厌氧微生物的作 用下使废水中的一部分有机污染物转化为无害物质，同时不可生化降解的有机污染物，转 化为可降解的有机污染物。厌氧生化处理后的废水在流入生化处理器A/0工艺的好氧段0段，在好氧微生物的作用下使废水中的有机物全部得到降解和去除，实现废水的达标排放。 该方法实施过程中占地面积大，投资较大，微生物易中毒，系统不稳定。4、双效蒸发法污水用石灰石或生石灰中和pH值至7 8，之后进入到减压双效蒸发系统，将稀 溶液加热沸腾，使其中水分汽化而达到浓缩溶液的目的。经过处理后水质达到《工业锅炉水 质》(GB1576-2001)要求，残液可作为锅炉燃料燃烧。该方法的缺点是在处理废水的同时产 生大量的钙盐如硫酸钙固体废弃物，产生二次污染。由上述可知，目前糠醛废水处理工艺都能够使废水达到排放标准，但从处理成本、 运行管理、建设投资、资源综合利用等方面考虑，均存在不足之处。为实现糠醛行业的持续 稳定发展，糠醛废水治理必须从末端治理向物质循环利用、废水回用等综合处理、利用方向 发展。本发明提供一种糠醛废水处理新工艺，利用糠醛废水中的有机物自身进行化学反应， 产生的聚合物与水分层后，聚合物回收用于生产呋喃树脂；废水回用于生产，实现零排放。 本发明提供的糠醛废水处理新工艺具有运行成本低、操作更简单可靠、效益高、不造成二次 污染、实现废物综合利用等优点。
发明内容
本发明提供一种新的糠醛废水处理方法，该方法是利用糠醛废水中的存在的有机 物，在一定条件下，有机物自身之间发生聚合反应生成不溶于水的另一种物质，达到废水中 的有机物与水分离的目的，而分离出的水可以再回收利用，生成的物质可收集以作为生产 其它物质的化工原料，以实现废水的零排放由毛醛精馏塔底出来的糠醛废水，一般温度为80 90°C淡黄色液体，可直接进入 反应器在反应器中加入适量的酸性催化剂将PH值调节至强酸性，搅拌下废水中的糠醛等 进行聚合反应，主反应式如下
权利要求
1.一种糠醛工业废水的处理方法，其包括步骤(1)用酸性催化剂将糠醛工业废水的PH值调节至强酸性，使废水的有机物发生聚合反 应，主反应式为^-H 去 ^。 合 L 彔 q。H>lf Η(2)反应进行一段时间后，取样并降至室温，若所取样品能在1 IOmin很快分层，反应 即为合格；将反应合格后的废水在搅拌下自然降温并继续反应至室温后，静置分层，得到上 层的无色透明水相和下层的不溶于水的粘稠状物质，该物质是以糠醛为主要单体的高分子 聚合物。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述步骤(1)通过酸性催化剂将糠 醛工业废水调节为pH = 0. 1 4。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述步骤(1)反应温度为80 90°C。
4.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于所述酸性催化剂为硫酸、磷酸、 氨基磺酸、醋酸、对甲基苯磺酸、盐酸、苯磺酸、草酸、柠檬酸、氯磺酸、硝酸、丁二酸中的一种 酸或几种酸的混合物。
5.根据权利要求1所述，其特征在于糠醛工业废水在酸性催化剂的作用下，反应时间 为 5 120mino
6.据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述高分子聚合物为红褐色粘稠液体， 粘度为70 400s。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于步骤O)中分层所得上层的水相，一 部分直接用于玉米芯的水解；另一部分用碱中和至pH = 5 6，用于工艺冷却水。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于将步骤O)中分层所得的高分子聚 合物进行收集，直接投入作为生产呋喃树脂的原料。
9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于用于糠醛废水酸性条件下进行聚合 反应的反应器是搪瓷反应釜、不锈钢反应釜、玻璃钢反应釜、耐热高分子材料反应釜及内壁 做防腐处理的池子中的一种或几种反应器的组合。
全文摘要
一种糠醛工业废水的处理方法，其是将糠醛废水直接进入安装有机械搅拌的反应器，将pH值调节到0.1～4，搅拌下废水中的糠醛等有机物之间进行聚合反应。反应5～120min后，取样并冷却到室温，若样品能在1～10min很快分层即为合格。然后将废水放入安装有机械搅拌的反应器内，搅拌下继续进行聚合反应并自然降温，降至室温后停止搅拌，静置分层。上层为无色透明水相，下层为不溶于水的红褐色粘稠状物质，收率为糠醛废水的1～2％。红褐色粘稠状物质是以糠醛为主要单体的高分子聚合物，可直接作为用于生产呋喃树脂的原料，其加入量为5～30％。本发明提供的糠醛废水处理新工艺操作简单可靠，实现了资源的综合利用，糠醛废水达到零排放。
文档编号C02F1/66GK102126765SQ20111009342
公开日2011年7月20日 申请日期2011年4月14日 优先权日2011年4月14日
发明者于奕峰, 刘守信, 徐智策, 李军章, 王志军 申请人:河北科技大学, 石家庄世易糠醛糠醇有限公司