本发明属于有机固废处理领域,具体涉及一种处理生产固废的方法,特别是处理可溶性有机固废方法。
背景技术:
有机固体废弃物是在工业生产、加工工艺中产生的固废。近年来,随着工业工程的高速发展,有机固废的处理也成为了生产过程的重要环节之一。由于有机固废中可能含有的有毒、有害、刺激性气味、强腐蚀性有机物,处理不当会使得处理效果不理想、处理成本过高,同时造成严重的环境污染。
目前,工业化可行的有机固废处理方法,以环保生物处理和焚烧处理为主。环保生物处理主要用于可生物降解、不含毒物的有机固废,可行的方式有农用堆肥、土地填埋;焚烧处理主要应用于难生化、难氧化的有机固废,焚烧产生的灰分进行填埋处理,而焚烧尾气中若含有毒、有害、腐蚀性气体,则必须进行尾气收集处理。同时,焚烧处理也作为土地填埋处理方式的预处理工艺,以减少土地填埋对土地面积的需求量。然而,环保生物处理法并不能处理含有抑制微生物生长活性有机物的有机固废,而焚烧处理存在能耗高、工艺复杂、易产生二次污染的特点,同时增加了焚烧炉尾气处理负荷和排放浓度,提高了固废焚烧设备的复杂程度、投入程度和处理损耗程度,使得有机固废的处理成本高、处理效果不理想。并且,有机固废焚烧技术无法有效回收焚烧固废中高附加值的有机物,造成了资源浪费。这些问题使得有机固废的环保处理成本较高、循环效益较差。固废处理技术应朝着低成本和绿色循环化的方向发展。
技术实现要素:
为了解决现有技术存在的上述问题,本发明提供一种可再生靶向吸附处理可溶性有机固体废弃物的清洁生产工艺。为实现上述目的,本发明所采用的技术方案如下:
一种可再生靶向吸附处理可溶性有机固体废弃物的清洁生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)溶解
将可溶性有机固体废弃物,通过一定的溶剂进行溶解,得到高浓度有机固体废弃物溶液;
(2)靶向固定床吸附
将高浓度有机固体废弃物溶液,通过靶向固定床吸附装置进行吸附,液相中高附加值或焚烧处理工艺复杂的有机物吸附到该装置中的树脂上,流下含低附加值有机物的过流液,经焚烧装置处理后,达标排放;
(3)层析解吸
采用醇溶液对已吸附饱和的靶向固定床吸附装置进行层析和解吸,得到层析液和解吸液;
(4)蒸馏
将步骤(3)得到的层析液和解吸液分别采用普通蒸馏塔进行蒸馏,得到气相和釜残液,气相经冷凝后得到醇,回到步骤(3)中循环使用;
(5)蒸发结晶
层析液经蒸馏后得到的釜残液,冷却结晶,经处理后得到高附加值有机物成品;
解吸液经蒸馏后得到的釜残液,冷却结晶,经处理后得到高附加值有机物成品,或得到焚烧处理工艺复杂的有机废物,经生化、氧化处理后排放。
所述步骤(1)中的溶剂,可以是水、酸溶液、碱溶液、甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷、环己酮中的一种。
所述步骤(2)中靶向固定床吸附装置的进料方式分为底部进料或顶部进料;靶向固定床吸附装置的吸附速度为0.5~1bv/h,吸附温度20~35℃。
所述步骤(3)中树脂被污染时采用碱溶液或碱和次氯酸钠的混合溶液对靶向固定床吸附装置进行强制再生,流下的废水经生化处理后,达标排放;或用酸溶液对靶向固定床吸附装置进行强制再生,流下的废水经生化处理后,达标排放。
所述步骤(3)中解吸速度为0.4-0.6bv/h,解吸温度为20-55℃。
所述步骤(3)中层析时采用的醇为甲醇或乙醇中的一种,质量分数为0%~60%;解吸时采用的醇为甲醇或乙醇中的一种,质量分数为40%~100%;所述碱溶液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种,质量分数为1%~2%;所述次氯酸钠溶液的质量分数为0.05%~1%。所述酸溶液中的酸为盐酸、硝酸、硫酸中的一种,质量分数为1%~2%。
所述靶向固定床吸附装置由若干组,每组规格相同的树脂柱组成,其中树脂柱中的大孔树脂是在大孔吸附树脂基材上进行涂层修饰而成,不同的修饰涂层,可对不同的有机物进行定向吸附。
所述大孔吸附树脂基材可为h-103型、xad-1型、xad-7型、hp-20型、cad-30型、cad-40型、cad-45型、cad-47型、ht-pa、ht-pb、ht-b、ht-312型、ht-1600型中的一种。
所述靶向固定床吸附装置设有两套,一套运行时,另一套进行再生。
可再生靶向吸附技术(rta,renewabletargetedadsorption),即通过高效吸附剂进行选择性定向吸附,脱除高浓度废水中的有机物,并实现废水的脱色、除味、降cod;对于吸附饱和的高效吸附剂,可以通过层析、解吸、强制再生工艺对其进行再生,达到循环使用的目的;针对层析、解析后得到的浓缩有机物,可以通过分离、提纯工艺,实现废水中有机物的循环再利用。
本发明将可再生靶向吸附技术应用于可溶性有机固体废弃物的处理,具体是指将经溶剂溶解后的有机固体废弃物溶液,通过靶向固定床吸附装置进行吸附,得到的含有低附加值有机物的过流液进入废液焚烧装置;固定床靶向吸附后的吸附树脂,通过层析、解吸工艺,得到含有有机物的层析液、解吸液;吸附剂层析后,蒸馏脱溶媒回用,釜残液得到高附加值有机物;吸附剂解吸后,蒸馏脱溶媒回用,釜残液得到高附加值有机物,或得到焚烧处理工艺复杂的有机物,经生化、氧化处理后排放。
本发明的上述技术方案与现有技术相比,具有以下优点:
rta靶向固定床吸附装置的定向吸附,以分离循环为核心,经层析、解吸、蒸馏工艺,从高浓度固体有机废弃物溶液中分离出焚烧处理工艺复杂、污染严重的有机废物,提高了废液焚烧装置的处理效率,确保了废液焚烧处理工艺的可以持续进行,解决了高浓度固体有机废弃物溶液中含有焚烧处理工艺复杂、污染严重的有机物时造成的废液焚烧工艺处理效果不佳现象;同时,从高浓度固体有机废弃物溶液中回收到了纯净有机物,实现了资源化循环利用,减少了排污、降低了污染,节约了有机废液的处理成本,并产生了经济效益,实现了清洁生产;此外,层析液、解吸液经蒸馏冷凝后,得到的层析、解析剂可以循环利用;而因脱附不完全而被污染的树脂可以进行强制脱附再生,解决了一般吸附树脂脱附不净的问题。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图详细说明本发明,但本发明并不局限于具体实施例。
实施例1
本实施例中将一种可再生靶向吸附处理可溶性有机固体废弃物的清洁生产工艺应用到可溶性苯酐固体废弃物的清洁生产工艺中,包括以下步骤:
(1)采用邻二甲苯的氧化合成苯酐的生产工艺中产生有机固体废弃物,溶解于15%乙醇,将含有苯酐、苯甲酸的高浓度有机固体废弃物溶液送入可再生靶向吸附固定床装置进行靶向吸附;
(2)将经可再生靶向吸附固定床装置吸附后流下废液送入蒸馏塔内,气相经冷凝后得到乙醇,返回步骤(1)循环使用,釜残(不含苯酐和苯甲酸,只有溶于乙醇的高燃烧值有机物)送入焚烧装置进行焚烧转化为无害气体;
(3)将已吸附饱和苯酐、苯甲酸的可再生靶向固定床吸附装置,采用质量分数20%~60%的乙醇进行梯度层析,得到层析液送入蒸馏塔内,蒸馏结晶再经后续处理后得到苯甲酸成品,气相经冷凝后得到乙醇,返回可再生靶向固定床吸附装置层析回用;
(4)将经层析后的可再生靶向固定床吸附装置,采用质量分数60%~100%的乙醇进行解吸,得到解吸液送入蒸馏塔内,蒸馏结晶再经后续处理后得到苯酐成品,气相经冷凝后得到乙醇,返回可再生靶向固定床吸附装置解吸回用;
(5)适当时采用质量分数1.6%的氢氧化钾溶液对乙醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生,流下废水经生化处理后,达标排放。
本实施例中,可再生靶向固定床吸附装置、蒸馏塔与废液焚烧装置串联使用。
本实施例中,可再生靶向固定床吸附装置设有两套,一套运行时另一套进行再生。
本实施例中,可再生靶向固定床吸附装置是由2个同一规格的树脂柱组成,树脂柱中填料基材为xad-1型大孔吸附树脂。
实施例2
本实施例中所述的一种可再生靶向吸附处理可溶性有机固体废弃物的清洁生产工艺的各步骤均与实施例1中相同,不同点为:用质量分数1.9%的盐酸溶液对乙醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生。
实施例3
本实施例中将一种可再生靶向吸附处理可溶性有机固体废弃物的清洁生产工艺应用于处理可溶性水杨腈固体废弃物的清洁生产中,包括以下步骤:
(1)采用水杨酸、尿素、氨基磺酸和催化剂(为氧化镁和三聚氯氰)合成水杨腈生产工艺中产生有机固体废弃物,溶解于甲苯,将含有水杨腈、水杨酰胺和杂质(为少量尿素、氨基磺酸、苯酚、氧化镁和三聚氯氰)的高浓度有机固体废弃物溶液送入可再生靶向吸附固定床装置进行靶向吸附;
(2)将经可再生靶向吸附固定床装置吸附后流下废液送入蒸馏塔内,气相经冷凝后得到甲苯,返回步骤(1)循环使用,釜残有机杂质送入焚烧装置进行焚烧转化为无害气体;
(3)将已吸附饱和水杨腈、水杨酰胺的可再生靶向固定床吸附装置,采用质量分数0%~60%的乙醇进行梯度层析,得到层析液送入蒸馏塔内,蒸馏结晶后得到水杨酰胺成品,气相经冷凝后得到乙醇,返回可再生靶向固定床吸附装置层析回用;
(4)将经层析后的可再生靶向固定床吸附装置,采用质量分数40%~100%的乙醇进行解吸,得到解吸液送入蒸馏塔内,蒸馏结晶后得到水杨腈成品,气相经冷凝后得到乙醇,返回可再生靶向固定床吸附装置层析回用;
(5)适当时采用质量分数1.4%的氢氧化钠溶液对乙醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生,流下废水经生化处理后,达标排放。
本实施例中,可再生靶向固定床吸附装置、蒸馏塔与废液焚烧装置串联使用。
本实施例中,可再生靶向固定床吸附装置设有两套,一套运行时另一套进行再生。
本实施例中,可再生靶向固定床吸附装置是由2个同一规格的树脂柱组成,树脂柱中填料基材为ht-312型大孔吸附树脂。
实施例4
本实施例中所述的一种可再生靶向吸附处理可溶性有机固体废弃物的清洁生产工艺的各步骤均与实施例3中相同,不同点为:用质量分数1.8%的硫酸溶液对乙醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生。
实施例5
本实施例中将一种可再生靶向吸附处理可溶性有机固体废弃物的清洁生产工艺应用于处理可溶性水杨腈固体废弃物的清洁生产中,包括以下步骤:
(1)采用水杨酰胺、光气合成水杨腈生产工艺中产生有机固体废弃物,溶解于甲苯,将含有水杨腈、水杨酰胺的高浓度有机固体废弃物溶液送入可再生靶向吸附固定床装置进行靶向吸附;
(2)将经可再生靶向吸附固定床装置吸附后流下废液送入蒸馏塔内,气相经冷凝后得到甲苯,返回步骤(1)循环使用,釜残(不含水杨酰胺和水杨腈,只有溶于甲苯的高燃烧值有机物)送入焚烧装置进行焚烧转化为无害气体;
(3)将已吸附饱和水杨腈和水杨酰胺的可再生靶向固定床吸附装置,采用质量分数0%~60%的乙醇进行梯度层析,得到层析液送入蒸馏塔内,蒸馏结晶后得到水杨酰胺成品,气相经冷凝后得到乙醇,返回可再生靶向固定床吸附装置层析回用;
(4)将经层析后的可再生靶向固定床吸附装置,采用质量分数40%~60%的乙醇进行解吸,得到解吸液送入蒸馏塔内,蒸馏结晶后得到水杨腈成品,气相经冷凝后得到乙醇,返回可再生靶向固定床吸附装置层析回用;
(5)适当时采用质量分数1.2%的氢氧化钠溶液对乙醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生,流下废水经生化处理后,达标排放。
本实施例中,可再生靶向固定床吸附装置、蒸馏塔与废液焚烧装置串联使用。
本实施例中,可再生靶向固定床吸附装置设有两套,一套运行时另一套进行再生。
本实施例中,可再生靶向固定床吸附装置是由2个同一规格的树脂柱组成,树脂柱中填料基材为ht-1600型大孔吸附树脂。
实施例6
本实施例中所述的一种可再生靶向吸附处理可溶性有机固体废弃物的清洁生产工艺的各步骤均与实施例5中相同,不同点为:用质量分数1.5%的硝酸溶液对乙醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生。