一種廢水處理並回收鄰苯二胺的方法

2023-12-05 18:26:46 1

專利名稱：一種廢水處理並回收鄰苯二胺的方法
技術領域：
本發明屬於一種從廢水中除去並回收鄰苯二胺的工藝技術，能使廢水資源化，適用於處理在生產或使用鄰苯二胺過程中產生的含鄰苯二胺的廢水。
在本發明作出前，經對美國Dlalog系統的世界專利索引(350，351)文檔(1963-1989年2月)掃描檢索，未發現類似本發明的專利。而廢水中鄰苯二胺的除去方法在已有技術資料例如工業冷卻水處理科技情報中心站14-B-2223-8和北京化工研究院環保所《化工環保》(5)278(1987)中已出現過。資料14-B-2223-8中介紹的處理工藝為含鄰苯二胺的廢水加藥超聲波氣流振蕩，壓濾機壓濾，煤渣活化過濾，鄰苯二胺總去除率可達90%。《化工環保》(5)278(1987)中介紹的處理工藝為含鄰苯二胺的廢水調鹼、絮凝、活性汙泥-活化炭生物膜生化，鄰苯二胺總去除率可達60%以上已有技術均為採用一種資源破壞另一種資源的單純治理，雖能去除其中的鄰苯二胺，但耗用和浪費資源，處理成本也高，還產生二次汙染。
本發明克服了上述這些不足之處，回收了廢水中的鄰苯二胺，實現廢水資源化，創造了該類廢水循環套用的條件，降低處理成本，甚至能產生一定的經濟效益。
一種廢水處理並回收鄰苯二胺的方法，將含有鄰苯二胺的廢水經砂(炭)濾後進入裝有高比表面的高分子吸附劑(如H系列大孔吸附樹脂或NKA系列吸附樹脂或AmberllteXAD-2和XAD-4等)的吸附柱吸附處理，除去廢水中的鄰苯二胺等有機汙染物，該吸附劑達一定工作吸附量後，用稀鹽酸對其吸附的鄰苯二胺進行選擇性脫附回收，然後用低碳醇(如工業甲醇或乙醇)作溶劑對吸附劑作再生處理。
廢水的預處理取自車間的鄰苯二胺廢水抽入沉清槽，經一天的自然沉降取上清液經過濾槽過濾進入廢水貯槽，然後以3-6BV/H濾速進入石英砂(粒度約為5目)柱過濾處理，過濾廢水以蒸餾水作參比，在波長λ＝610nm處，用721分光光度計測透光率達80%以上。該過濾液即為待吸附處理的料液。
廢水的吸附處理;以高比表面的高分子大孔樹脂作為吸附劑，料液按3-6BV/H的流速進入高徑比為14∶1的樹脂柱進行吸附處理，一次循環所能吸附處理的廢水量是控制吸附處理液中鄰苯二胺濃度達穿透點(即工作吸附量)時的累計處理量。在不同的廢水濃度下，樹脂吸附處理量有所變動，需在調試時調整。鄰苯二胺濃度採用乙醯丙酮比色法測定。
選擇性脫附回收以稀鹽酸作脫附劑，採用2-4BV/H流速回收鄰苯二胺，其原理為
酸脫附劑用量由下式確定W＝K·2·X·36.5/C式中，W-酸脫附劑用量(kg)K-酸脫附劑過剩係數，根據廢水的pH值在1.5-2.5範圍內選擇。
X-樹脂吸附的鄰苯二胺的量(mol)2-摩爾比36.5-鹽酸摩爾量C-酸脫附劑百分濃度酸脫附液高濃級分貯於回收鄰苯二胺鹽酸鹽貯槽，直接用於精製鄰苯二胺或合成多菌靈，低濃級分酸脫附液經補充鹽酸後循環套用。
樹脂的再生經酸脫附回收鄰苯二胺後，採用工業甲醇或工業乙醇以1-3BV/H的流速進行樹脂的再生性脫附。樹脂再生後反覆使用。甲醇或乙醇供循環使用。
本發明的優點在於治理廢水，同時回收鄰苯二胺，實現了廢水資源化，治理廢水只涉及有機汙染物，基本不改變廢水中原有無機汙染物的組成與含量，有利於繼續回收工業大蘇打等後道對無機化合物的處理，擺脫了該類廢水淨化處理過程有機汙染物的衍生所造成的惡劣操作環境。
本發明的工藝流程示意如附圖
。來自車間的鄰苯二胺廢水抽入沉清槽(1)，經自然沉降，上清液經過濾器(2)過濾後貯於廢水貯槽(3)，然後用泵(4)以3-6BV/H的流速打入由一根石英砂柱(5)與三根串聯樹脂吸附柱(6、7、8)組成的吸附裝置進行處理，吸附後廢水進入廢水貯槽(13)有待於進一步處理。吸附結束，從鹽酸貯槽(9)中用泵(10)將鹽酸打入三根樹脂柱進行脫附，流速為2-4BV/H，脫附液進入酸脫液貯槽(11)，然後用工業甲醇或工業乙醇由高位槽(15)逆流通入三根串聯樹脂柱進行再生脫附，流速為1-3BV/H。醇脫附液收集於醇脫液貯槽(12)然後進精餾單元(14)精餾回收利用，精餾殘渣去焚燒處理。
實例1以鄰硝基氯化苯為原料，採用加壓胺化，硫化鹼還原法生產鄰苯二胺而伴生的廢水，即鄰苯二胺廢水，取鄰苯二胺濃度為13257mg/l的鄰苯二胺廢水貯於沉清槽，經一天自然沉降，取上清液經過濾器過濾後進入廢水貯槽待處理。
吸附取該廢水以5BV/H的流速在常溫下進入由一根石英砂柱與三根樹脂柱串聯起來的吸附裝置。料液經石英砂柱過濾後以蒸餾水作參比，在波長610nm處，用721分光光度計測得透光率為80%，砂濾後廢水進入總高徑比為14∶1，裝有一公斤H-103大孔吸附樹脂(溼態)為吸附劑的樹脂柱進行吸附處理，處理鄰苯二胺廢水量為18l，出水鄰苯二胺平均濃度為354mg/l，吸附處理前後各汙染物數據如下(mg/l)流失汙染物CODcr鄰苯二胺硝基物大蘇打濃度名稱吸附前924781325739.5211%吸附後8080035434.8211%由上述數據可知樹脂對鄰苯二胺的工作吸附量為232.6mg/g，吸附總容量為232.6g。吸附後廢水進入廢水貯槽有待於回收大蘇打或套用於生產鄰苯二胺的工藝過程。
鹽酸脫附以8%的鹽酸作脫附劑，在常溫下以4BV/H的流速進入樹脂柱進行選擇性脫附，酸脫附劑用量為4.5l，酸脫附液中鄰苯二胺平均濃度高達49247mg/l，鹽酸的脫附總容量為221.6g，對樹脂所吸附的鄰苯二胺脫附率為95.26%，鹽酸的脫附液由2.5l高濃度鄰苯二胺鹽酸鹽與2.0l低濃鄰苯二胺鹽酸鹽組成，高濃度鹽酸鹽經精製所得鄰苯二胺的含量可達82.6%，若該高濃度鹽酸鹽直接合成多菌靈產品，多菌靈含量可達97.1%，低濃度鄰苯二胺鹽酸鹽經配酸後用作下一批試驗的脫附劑。
甲醇脫附再生用95%的工業甲醇以3BV/H的流速在常溫下對樹脂進行逆流再生性脫附，甲醇用量為3.5l，對鄰苯二胺的脫附率為0.41%，甲醇脫附液貯於醇脫液貯槽後再進入精餾塔，精餾回收甲醇循環使用。此時，樹脂便可以用於下一批吸附處理。
實例2以鄰苯二胺為原料與氰胺基甲酸甲脂縮合生成多菌靈而衍生出來的廢水為多菌靈廢水，取該多菌靈廢水調鹼至pH＝8，將該廢水置於廢水沉清槽中自然沉清，上清液經炭濾器過濾後進入廢水貯槽待處理。
吸附取該廢水以5BV/H的流速，在常溫下，進入由一根石英砂柱與三根樹脂柱串聯起來的吸附裝置。料液經石英砂柱過濾後以蒸餾水作參比，在波長610nm處，用721分光光度計測得透光率為95%，砂濾後廢水進入總高徑比為14∶1，裝有一公斤H-103大孔吸附樹脂的樹脂柱進行吸附處理，處理多菌靈廢水量為15.0l，吸附處理前後各汙染物數據如下(單位mg/l)流失汙染物濃度名稱CODcr鄰苯二胺硝基苯吸附前260091200150吸附後193108311由上述數據可知，樹脂對鄰苯二胺吸附率為93%，對多菌靈廢水中的CODcr去除率為26%，對其中ArNO2去除率93%，樹脂對鄰苯二胺的工作吸附量為16.76mg/g，吸附總容量16.76g。經樹脂吸附處理過的多菌靈廢水分貯兩個貯槽，第一貯槽存放處理前10BV廢水，該廢水可直接套用於多菌靈生產過程的石灰氮水解。第二貯槽存放10BV以後處理廢水，該廢水排至生化處理系統，可用其它低濃度廢水混合調節後生化處理。
鹽酸脫附以吸附處理出水中鄰苯二胺的濃度為出水指標，當出水中鄰苯二胺濃度已達到穿透點時，吸附操作完畢，轉入脫附操作，用10%的鹽酸作脫附劑，在常溫下以4BV/H的流速進入樹脂柱對樹脂進行選擇性脫附，酸脫附劑用量2.0l，平均濃度為8067mg/l，脫附率為96%，回收的鄰苯二胺可直接回用於生產。
甲醇脫附再生用95%的工業甲醇以3BV/H的流速在常溫下對樹脂逆流再生性脫附，對鄰苯二胺的脫附率為0.66%，甲醇脫附液貯於醇脫液貯槽後再進入精餾塔，精餾回收甲醇循環使用，甲醇用量為2.0l。
由以上兩例可知，採用高比表面高分子吸附劑(H-103大孔樹脂)能有效地吸附去除鄰苯二胺廢水中的有機汙染物，創造了鄰苯二胺廢水套用或部分套用於工藝過程的條件，採用高比表面高分子吸附劑(H-103大孔樹脂)吸附處理多菌靈廢水，有利於處理後的廢水套用，減少排放，且能回收其中有用物質，大幅度地改善多菌靈廢水的可生化性能，便於進一步生化處理。
權利要求
1.一種廢水處理並回收鄰苯二胺的方法，將含鄰苯二胺的廢水經清液化處理後，進入裝有高比表面高分子吸附劑(如H系列或NKA系列吸附樹脂，或Amberlite，XAD-2和XAD-4等)的吸附柱進行處理，除去廢水中的鄰苯二胺等有機汙染物，用稀鹽酸對其吸附的鄰苯二胺進行脫附回收，然後用低碳醇作溶劑對其作再生處理。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於廢水在沉清槽內自然沉降後經砂(炭)濾得到澄清液;廢水通過吸附柱處理，至樹脂達一定工作吸附量;稀鹽酸脫附液高濃級分直接回收利用，低濃級分套用於下一批脫附，醇脫附液經精餾回收，溶劑循環用於樹脂再生處理。
3.一種廢水處理並回收鄰苯二胺的裝置，其特徵包括砂(炭)濾柱、數根樹脂吸附柱及溶劑精餾回收塔串聯組成。
全文摘要
一種廢水處理並回收鄰苯二胺的方法，能實現廢水治理與綜合利用相結合的工藝，它由砂(炭)濾、大孔樹脂吸附、選擇性脫附回收及低碳醇對樹脂再生處理等過程優化組成。樹脂吸附量高、脫附完全，物化穩定性好，廢水中鄰苯二胺的吸附去除率達95％，總回收率達90％，大大提高了廢水的可生化性。不僅治理了汙染，而且回收了資源，具有很高的社會環境和經濟效益。本發明適用於處理在生產或使用鄰苯二胺的過程中產生的廢水。
文檔編號C07C211/51GK1048019SQ8910401
公開日1990年12月26日 申請日期1989年6月14日 優先權日1989年6月14日
發明者張全興, 徐虎龍, 範曉蘭, 徐偉, 荊和祥, 吳國興, 範正明, 周希聖, 徐文娟, 馮衛東 申請人:國營江陰農藥廠, 江蘇化工學院