一种从丙烯酸酯废水中回收丙烯酸钠的设备及方法与流程

1.本发明涉及精细化工技术的废物回收利用领域，尤其涉及一种从丙烯酸酯废水中回收丙烯酸钠的设备及方法。


背景技术：

2.在光固化单体行业中，废水始终是制约生产的关键性因素，其中分为含酸废水和含碱废水。
3.丙烯酸酯车间生产出来的碱洗水为丙烯酸酯废水，也为含碱废水，cod较高，一般在150000-250000 mg/l左右，主要成分为丙烯酸钠、碳酸钠、丙烯酸酯等少量有机物，其中盐含量在10%-15%左右，如此高盐废水如果直接进入现有的生化污水系统，冲击力较大，无法进行处理。所以必须将该废水中盐分提取出来方可直接进入污水处理。
4.目前国内同行业光固化厂家处理含碱废水的方法大概有以下几种，如芬顿氧化法、焚烧法、湿式氧化法以及对其进行稀释后采用生化法等，其中芬顿氧化法处理的成本较高，单位时间处理能力小；焚烧法比较耗能，而且高温焚烧后产生的盐容易堵塞炉膛，对焚烧炉损害较大；湿式氧化法一般要求在高温高压的条件下进行，故对设施资料的要求较高，需要耐高温、高压，并耐腐化，所以设施花费大；稀释后采用生化法这种违反环保理念，而且含有丙烯酸酯的废水对生物有毒害作用，会破坏区域的生态环境。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种从丙烯酸酯废水中回收丙烯酸钠的设备及方法，解决现有丙烯酸酯废水处理压力大、不经济环保、废物循环利用率差、无法实现企业洁净生产的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种从丙烯酸酯废水中回收丙烯酸钠的设备，其创新点在于：包括中和釜、压滤机、膜堆、碱洗水料罐、丙烯酸钠溶液罐和极水罐；所述中和釜设有中和釜入料口、中和釜出口和中和釜回流入口，所述压滤机设有压滤机入口与压滤机出口，所述膜堆设有三个膜堆入口和三个膜堆出口，所述碱洗水料罐设有碱洗出口和两个碱洗入口，所述丙烯酸钠溶液罐内设有丙烯酸钠溶液，且丙烯酸钠溶液罐上设有溶液入口与溶液出口，所述极水罐内设有极水，且极水罐上设有极水入口与极水出口；所述中和釜入料口上安装有入料管道；所述中和釜出口与压滤机入口之间连接有第一管道，所述压滤机出口与一个所述碱洗入口之间连接有第二管道，所述碱洗出口通过第一出料泵和第三管道与第一个所述膜堆入口连接，所述溶液出口通过第二出料泵和第四管道与第二个膜堆入口连接，所述极水出口通过第三出料泵和第五管道与第三个膜堆入口连接，所述第一个膜堆出口与另一个碱洗入口之间连接有第六管道，所述第二个膜堆出口与溶液入口之间连接有第七管道，所述
第三个膜堆出口与极水入口之间连接有第八管道。
7.进一步的，所述中和釜的外表面还安装有一冷却环，所述冷却环内设有一冷却腔，在冷却环的底部开设有连通所述冷却腔的冷却入口，在冷却环的顶部开设有连通所述冷却腔的冷却出口，且在冷却入口与冷却出口处分别安装有输入管道与输出管道。
8.一种使用所述从丙烯酸酯废水中回收丙烯酸钠的设备从丙烯酸酯废水中回收丙烯酸钠的方法，其创新点在于：将回收前具有高浓度丙烯酸钠的碱洗水料罐作为料室，将丙烯酸钠溶液罐作为浓室，将回收后具有低浓度丙烯酸钠的碱洗水料罐作为淡室，从丙烯酸酯废水中回收丙烯酸钠的方法包括以下步骤：step1：搅拌与中和：将碱洗水加入到中和釜中，开启中和釜搅拌，然后往中和釜缓慢滴加丙烯酸，将碱洗水中过量的碱中和成丙烯酸钠盐，即为中和好的碱洗水；step2：脱色后过滤：往中和釜内中和好的碱洗水中加入重量为b的活性炭进行脱色吸附，然后利用压滤机过滤，得到无色透明的碱洗水料液，并将该碱洗水料液输入碱洗水料罐内，其中，a：b=1000：1～10；step3：膜堆分离：调整好料室内的碱洗水料液、浓室内的丙烯酸钠溶液及极水的流量与压力，并分别输送至膜堆，在电场的作用下阳离子通过阳膜、阴离子通过阴膜，最终碱洗水料液中的丙烯酸钠进入浓室得到15-20%的丙烯酸钠，此时料室内的丙烯酸钠浓度降低成为淡室，其中碱洗水料液的流量为v1、丙烯酸钠溶液的流量为v2、极水的流量为v3，且v1：v2：v3=4：4：1～4；step4：当料室内碱洗水料液cod下降至10000以内后，再将该碱洗水料液打至污水处理中心处理。
9.进一步的，所述step1中，由于酸碱中和反应放热，如果过程中温度上升太快，则利用冷却环采用冷却水降温至25-30℃，防止中和釜温度过高。
10.进一步的，所述step3中浓室内的15-20%的丙烯酸钠，可直接合成聚丙烯酸钠用于水处理剂，或者直接蒸发得到纯净的丙烯酸钠粉末。
11.进一步的，所述step3中，碱洗水料液的流量v1为4.0～8.0m3/h，丙烯酸钠溶液的流量v2为4.0～8.0m3/h，极水的流量v3为1.0～4.0m3/h。
12.本发明的优点在于：1）本发明中，通过将碱洗水经过中和将过量的碱全部生成丙烯酸钠，然后经过脱色吸附以去除丙烯酸酯等有机物，然后经过碱洗水膜堆进一步提纯得到较纯净的丙烯酸钠溶液，未透过膜堆的杂质则直接输送到污水处理，实现从废水中提取有用成分丙烯酸钠，提纯出丙烯酸钠的废水可以直接送至污水站处理，降低废水处理压力，且经济环保，实现变废为宝和清洁生产的目的；2）本发明中，浓室内的15-20%的丙烯酸钠，可直接合成聚丙烯酸钠用于水处理剂，或者直接蒸发得到纯净的丙烯酸钠粉末，实现废物循环利用。
附图说明
13.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
14.图1为本发明的一种从丙烯酸酯废水中回收丙烯酸钠的设备的连接图。
15.图2为本发明的一种使用从丙烯酸酯废水中回收丙烯酸钠的设备的从丙烯酸酯废
水中回收丙烯酸钠的方法的流程图。
具体实施方式
16.如图1所示的一种从丙烯酸酯废水中回收丙烯酸钠的设备，包括中和釜1、压滤机2、膜堆3、碱洗水料罐4、丙烯酸钠溶液罐5和极水罐6，这里的碱洗水料罐4、丙烯酸钠溶液罐5和极水罐6均是采用的料罐。
17.中和釜1的外表面还安装有一冷却环7，冷却环7内设有一冷却腔，在冷却环7的底部开设有连通冷却腔的冷却入口，在冷却环7的顶部开设有连通冷却腔的冷却出口，且在冷却入口与冷却出口处分别安装有输入管道与输出管道。
18.中和釜1入料口上安装有入料管道，中和釜1上还设有中和釜1入料口、中和釜1出口和中和釜1回流入口，压滤机2设有压滤机2入口与压滤机2出口，中和釜1出口与压滤机2入口之间连接有第一管道8，压滤机2出口与一个碱洗入口之间连接有第二管道9。膜堆3设有三个膜堆3入口和三个膜堆3出口，碱洗水料罐4设有碱洗出口和两个碱洗入口，丙烯酸钠溶液罐5内设有丙烯酸钠溶液，且丙烯酸钠溶液罐5上设有溶液入口与溶液出口，极水罐6内设有极水，且极水罐6上设有极水入口与极水出口。
19.碱洗出口通过第一出料泵16和第三管道10与第一个膜堆3入口连接，溶液出口通过第二出料泵17和第四管道11与第二个膜堆3入口连接，极水出口通过第三出料泵18和第五管道12与第三个膜堆3入口连接，第一个膜堆3出口与另一个碱洗入口之间连接有第六管道13，第二个膜堆3出口与溶液入口之间连接有第七管道14，第三个膜堆3出口与极水入口之间连接有第八管道15。
20.如图2所示的一种使用从丙烯酸酯废水中回收丙烯酸钠的设备的从丙烯酸酯废水中回收丙烯酸钠的方法，将回收前具有高浓度丙烯酸钠的碱洗水料罐4作为料室，将丙烯酸钠溶液罐5作为浓室，将回收后具有低浓度丙烯酸钠的碱洗水料罐4作为淡室，具体包括以下步骤：step1：搅拌与中和：将碱洗水加入到中和釜1中，开启中和釜1搅拌，然后往中和釜1缓慢滴加丙烯酸，将碱洗水中过量的碱中和成丙烯酸钠盐，即为中和好的碱洗水。
21.由于酸碱中和反应放热，如果过程中温度上升太快，则利用冷却环7采用冷却水降温至25-30℃，防止中和釜1温度过高。
22.step2：脱色后过滤：往中和釜1内中和好的碱洗水中加入活性炭进行脱色吸附，然后利用压滤机2过滤，得到无色透明的碱洗水料液，并将该碱洗水料液输入碱洗水料罐4内。
23.step3：膜堆3分离：调整好料室内的碱洗水料液、浓室内的丙烯酸钠溶液及极水的流量与压力，并分别输送至膜堆，在电场的作用下阳离子通过阳膜、阴离子通过阴膜，最终碱洗水料液中的丙烯酸钠进入浓室得到15-20%的丙烯酸钠，此时料室内的丙烯酸钠浓度降低成为淡室。
24.step3中浓室内的15-20%的丙烯酸钠，可直接合成聚丙烯酸钠用于水处理剂，或者直接蒸发得到纯净的丙烯酸钠粉末。
25.step4：当料室内碱洗水料液cod下降至10000以内后，再将该碱洗水料液排至污水站。
26.浓室得到15-20%的丙烯酸钠可以直接合成聚丙烯酸钠用于水处理剂，或者可以直
接可以蒸发得到纯净的丙烯酸钠粉末。
27.实施例1：step1：搅拌与中和：将20t碱洗水通过入料管道加入到中和釜1中，开启中和釜1搅拌，然后往中和釜1缓慢滴加丙烯酸，将碱洗水中过量的碱中和成丙烯酸钠盐，调节ph至7，即为中和好的碱洗水。
28.由于酸碱中和反应放热，如果过程中温度上升太快，则利用冷却环7，将冷却水自输入管道进入冷却腔对中和釜1进行降温，再将受热后的冷却水自输出管道排出冷却腔，从而通过冷却水降温至25-30℃，防止中和釜1温度过高。
29.step2：脱色后过滤：往中和釜1内中和好的碱洗水中加入30kg活性炭进行脱色吸附，脱色2h，然后利用第一管道8将脱色后的中和好的碱洗水输送至压滤机2内过滤，得到无色透明的碱洗水料液，并将该碱洗水料液利用第二管道9输入碱洗水料罐4内。
30.step3：膜堆分离：调整料室内的碱洗水料液的流量与压力分别为6m
³
/h和50kpa、调整浓室内的丙烯酸钠溶液的流量与压力分别为6m
³
/h和50kpa、调整极水的流量与压力分别为1.5m
³
/h和50kpa。
31.启动膜堆，将电压最高设置到250v，电流最高设置到150a，然后投入联锁。
32.将料室内的碱洗水料液采用第一出料泵16和第三管道10输送至膜堆3、将浓室内的丙烯酸钠溶液采用第二出料泵17和第四管道11输送至膜堆3、将极水采用第三出料泵18和第五管道12输送至膜堆3，在电场的作用下阳离子通过阳膜、阴离子通过阴膜，最终碱洗水料液中的丙烯酸钠通过第七管道14进入浓室得到19%的丙烯酸钠，碱洗水料液中的其他液体通过第六管道13进入料室，使得料室内的丙烯酸钠越来越低，最终变为淡室，极水通过第八管道15返回极水罐6。
33.当料室内碱洗水料液cod下降至10000以内后，关闭膜堆3电源。再将料室内的碱洗水料液打至污水处理中心处理，浓室内的丙烯酸钠溶液则打至下一工序使用。
34.实施例2：step1：搅拌与中和：将10t碱洗水通过入料管道加入到中和釜1中，开启中和釜1搅拌，然后往中和釜1缓慢滴加丙烯酸，将碱洗水中过量的碱中和成丙烯酸钠盐，调节ph至7，即为中和好的碱洗水。
35.由于酸碱中和反应放热，如果过程中温度上升太快，则利用冷却环7，将冷却水自输入管道进入冷却腔对中和釜1进行降温，再将受热后的冷却水自输出管道排出冷却腔，从而通过冷却水降温至25-30℃，防止中和釜1温度过高。
36.step2：脱色后过滤：往中和釜1内中和好的碱洗水中加入8kg活性炭进行脱色吸附，脱色2h，然后利用第一管道8将脱色后的中和好的碱洗水输送至压滤机2内过滤，得到无色透明的碱洗水料液，并将该碱洗水料液利用第二管道9输入碱洗水料罐4内。
37.step3：膜堆分离：调整料室内的碱洗水料液的流量与压力分别为4m
³
/h和50kpa、调整浓室内的丙烯酸钠溶液的流量与压力分别为4m
³
/h和50kpa、调整极水的流量与压力分别为1m
³
/h和50kpa。
38.启动膜堆，将电压最高设置到250v，电流最高设置到150a，然后投入联锁。
39.将料室内的碱洗水料液采用第一出料泵16和第三管道10输送至膜堆3、将浓室内的丙烯酸钠溶液采用第二出料泵17和第四管道11输送至膜堆3、将极水采用第三出料泵18
和第五管道12输送至膜堆3，在电场的作用下阳离子通过阳膜、阴离子通过阴膜，最终碱洗水料液中的丙烯酸钠通过第七管道14进入浓室得到18.5%的丙烯酸钠，碱洗水料液中的其他液体通过第六管道13进入料室，使得料室内的丙烯酸钠越来越低，最终变为淡室，极水通过第八管道15返回极水罐6。
40.当料室内碱洗水料液cod下降至10000以内后，关闭膜堆3电源。再将料室内的碱洗水料液打至污水处理中心处理，浓室内的丙烯酸钠溶液则打至下一工序使用。
41.实施例3：step1：搅拌与中和：将15t碱洗水通过入料管道加入到中和釜1中，开启中和釜1搅拌，然后往中和釜1缓慢滴加丙烯酸，将碱洗水中过量的碱中和成丙烯酸钠盐，调节ph至7，即为中和好的碱洗水。
42.由于酸碱中和反应放热，如果过程中温度上升太快，则利用冷却环7，将冷却水自输入管道进入冷却腔对中和釜1进行降温，再将受热后的冷却水自输出管道排出冷却腔，从而通过冷却水降温至25-30℃，防止中和釜1温度过高。
43.step2：脱色后过滤：往中和釜1内中和好的碱洗水中加入12kg活性炭进行脱色吸附，脱色2h，然后利用第一管道8将脱色后的中和好的碱洗水输送至压滤机2内过滤，得到无色透明的碱洗水料液，并将该碱洗水料液利用第二管道9输入碱洗水料罐4内。
44.step3：膜堆分离：调整料室内的碱洗水料液的流量与压力分别为4m
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/h和50kpa、调整浓室内的丙烯酸钠溶液的流量与压力分别为4m
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/h和50kpa、调整极水的流量与压力分别为1m
³
/h和50kpa。
45.启动膜堆，将电压最高设置到250v，电流最高设置到150a，然后投入联锁。
46.将料室内的碱洗水料液采用第一出料泵16和第三管道10输送至膜堆3、将浓室内的丙烯酸钠溶液采用第二出料泵17和第四管道11输送至膜堆3、将极水采用第三出料泵18和第五管道12输送至膜堆3，在电场的作用下阳离子通过阳膜、阴离子通过阴膜，最终碱洗水料液中的丙烯酸钠通过第七管道14进入浓室得到18.7%的丙烯酸钠，碱洗水料液中的其他液体通过第六管道13进入料室，使得料室内的丙烯酸钠越来越低，最终变为淡室，极水通过第八管道15返回极水罐6。
47.当料室内碱洗水料液cod下降至10000以内后，关闭膜堆3电源。再将料室内的碱洗水料液打至污水处理中心处理，浓室内的丙烯酸钠溶液则打至下一工序使用。
48.综上可得：上述实施例采用本从丙烯酸酯废水中回收丙烯酸钠的设备及方法，均可以从废水中提取有用成分丙烯酸钠，提纯丙烯酸钠的废水可以直接送至污水站处理，降低废水处理压力，实现变废为宝和清洁生产的目的。
49.本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。