光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法及其系統的製作方法
2023-06-06 07:46:56 2
光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法及其系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及化工廢水處理【技術領域】，具體涉及一種光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法及其系統，包括將光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水經過酸析及過濾處理，以去除廢水中的大分子量有機物質和無機懸浮膠體；將預處理後的光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水通過雙極膜裝置進行脫鹽處理，將廢水中的氯化鈉直接轉化為相應濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液。本發明的光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法及其系統，無二次汙染、無固廢產生、脫除的鹽能直接轉化為一定濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液，回用至前端酸析處理過程或生產過程，具有脫鹽效果好、節約資源與能源、工藝簡單、運行費用低等優點。
【專利說明】光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法及其系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及化工廢水【技術領域】，具體涉及一種光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法及其系統。
【背景技術】
[0002]光引發劑是一類能在紫外光區(250?420nm)或可見光區(400?800nm)吸收一定波長的能量，產生自由基、陽離子等，從而引發單體聚合交聯固化的化合物。
[0003]光引發劑是光固化膠黏劑的重要組分之一，它對固化速率起著決定性作用。光引發劑受紫外光照射後，吸收光的能量，分裂成2個活性自由基，引發光敏樹脂和活性稀釋劑發生連鎖聚合，使膠黏劑交聯固化，其特點是快速、環保、節能。
[0004]光引發劑的合成過程中，使用大量的鹽酸、液鹼及氯氣等物質。其中鹼解過程中會排放含有大量氯化鈉成份的含鹽廢水，廢水組分包括:水75?85%(W/W)、氯化鈉15.(Γ20.0%(ff/ff)、其它物質。廢水佔整個產品排水量的20%以上。此類廢水具有有機物濃度高，鹽份含量高的特點。如直接進入生化處理系統，將導致系統無法正常運行。目前的處理方式主要有蒸餾脫鹽和稀釋後進入生化處理系統的兩種處理方式。
[0005]蒸餾脫鹽採用三效減壓蒸餾或MVR蒸餾的方式，將廢水中的水分和部分揮發性有機物以水蒸汽形式蒸餾出來，剩餘濃液經結晶釜結晶分離出含有氯化鈉結晶的廢渣。此類廢渣由於含有部分難揮發有機物和合成反應中間體，無法直接被利用，只有作為工業危險廢物處理，極易造成二次汙染，而且運行成本高。稀釋後進入生化處理系統的方法因鹽份濃度過高，為滿足生化處理進水的要求，需稀釋至少40倍以上才能滿足要求，造成水的大量浪費，在實際操作中有較大問題。因此，開發出一種光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水的處理方法及其系統也就成為研究熱點之一。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法及其系統，無二次汙染、無固廢產生、脫除的鹽能直接轉化為一定濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液，回用至前端酸析處理過程或生產過程，具有脫鹽效果好、節約資源與能源、工藝簡單、運行費用低等優點。
[0007]為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是:
一種光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法，包括如下步驟:
(I)預處理:將光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水經過酸析及過濾處理，以去除廢水中的大分子量有機物質和無機懸浮膠體；
(2 )將預處理後的光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水通過雙極膜裝置進行脫鹽處理，將廢水中的氯化鈉直接轉化為相應濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液，以達到脫鹽的目的。
[0008]進一步地，所述光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水為肝素鈉生產過程中排放的中段廢水，其組分包括:所述光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水為光引發劑生產過程中排放的中段廢水，其組分包括:水75?85%(W/W)、氯化鈉15.(Γ20.0%(ff/ff)、其它物質。
[0009]進一步地，所述酸析處理採用鹽酸作為調酸藥劑，將廢水pH值至5飛，並加入絮凝齊U，使廢水中的大分子量有機物質和無機懸浮物析出。
[0010]進一步地，所述酸析處理使用的鹽酸濃度控制在159T20% (ff/ff),由所述雙極膜裝置產生的鹽酸補加新鮮鹽酸配製而成。
[0011]進一步地，所述過濾處理包括一級過濾與二級過濾，所述一級過濾採用目數為500^1000目的板框壓濾機，二級過濾採用精度為0.45^1.0 μ m的濾芯過濾裝置，以去除廢水中的大分子量有機物質和無機懸浮物。
[0012]進一步地，所述雙極膜裝置包括陰極室、酸室、鹽室、鹼室、陽極室，各室間通過陰、陽離子交換膜或雙極膜分隔排列組成，其排列方式為陽離子交換膜-雙極膜-陰離子交換膜。
[0013]進一步地，所述雙極膜裝置的極板電流密度為220-290A/m2，各室間的間距4"8mm,隔板中間設置導流通道；酸室與鹼室中溶液過流速度8?10cm/s、鹽室溶液過流速度10?14cm/s。
[0014]進一步地，所述脫鹽處理過程中酸、鹼、鹽三種溶液分別設置獨立的貯罐和循環泵，通過控制相應循環泵的側線出流量，控制廢水脫鹽率和酸、鹼溶液的濃度；所述脫鹽處理過程中控制脫鹽率為85、0%，鹽酸濃度為12?15%(W/W)，氫氧化鈉濃度為15?17%(W/W)。
[0015]進一步地，所述苯胺黑生產高濃度含鹽廢水的處理系統包括:廢水貯槽、酸析裝置、過濾裝置、雙極膜裝置、循環冷卻水換熱裝置、酸箱、鹼箱，所述廢水貯槽、酸析裝置、過濾裝置、雙極膜裝置之間通過提升泵或增壓泵以及連接管道相互連通，所述雙極膜裝置、循環冷卻水換熱裝置之間通過泵和連接管道相互連通，所述過濾裝置與雙極膜裝置之間設有鹽水箱與鹽水循環泵，所述酸箱通過酸循環泵與所述雙極膜裝置中的酸室連通，所述鹼箱通過鹼循環泵與所述雙極膜裝置中的鹼室連通。
[0016]進一步地，所述鹽水循環泵出口端設有快裝式濾芯過濾器，以過濾脫鹽過程中產生的懸浮膠體。
[0017]本發明的雙極膜裝置中的離子交換膜間為帶有流道的彈性隔板，陽極採用鈦塗釕電極，陰極採用不鏽鋼電極，具體工作原理如下(見圖2):
將過濾後廢水泵入雙極膜裝置的鹽室，同時在酸、鹼室中泵入去離子水，極室加入
10.(Γ15.0%(ff/ff)濃度的鹼液；將雙極膜裝置的陰、陽極分別與直流電源的負、正極連接，控制直流電場電流密度為22(T290A/m2，極間電壓40V ;酸、鹼、鹽室溶液分別採用循環泵在相應室內循環，通過換熱裝置將各室溶液溫度控制在f40°C，控制系統中設置溫度傳感器，在超過設定溫度時，加大換熱器冷卻液流量，以防止過高溫度損壞膜組件。
[0018]廢水中的氯離子在電場作用下，選擇性透過陰離子交換膜到達酸室，與雙極膜產生的氫離子結合生成鹽酸；廢水中的鈉離子選擇性透過陽離子交換膜到達鹼室，與雙極膜產生的氫氧根離子結合生成氫氧化鈉，從而實現將廢水中的氯化鈉分別轉化為對應的酸與鹼，實現了脫鹽的目的。
[0019]雙極膜裝置中的酸室、鹼室、鹽室中的溶液均採用循環泵單獨循環，泵出口側線出流成品，通過控制不同循環泵的側線出流量來分別控制脫鹽率、酸濃度、鹼濃度。在綜合核算運行成本的前提下，控制脫鹽率在85、0%，鹽酸濃度控制在12?15%(W/W)，氫氧化鈉濃度控制在15?17%(W/W)。
[0020]本發明的積極效果在於:憑藉酸析預處理與雙極膜裝置的組合，改變了光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水的傳統處理方式。將廢水中的氯化鈉重新生成鹽酸和氫氧化鈉，完全避免了原來蒸餾工藝所產生的廢渣的二次汙染問題；生產出的鹽酸和氫氧化鈉無雜質，純度高，可直接回用至前端的酸析處理過程或生產過程；同時，利用酸析過程，將廢水中絕大部分大分子量有機物質和無機懸浮膠體析出，並通過二次過濾將它們去除，預處理後廢水的C0D&的去除率能夠達到30.(Γ40.0%。運用本發明，可將整個生產過程中6(Γ80%以上的酸、鹼循環利用，大大降低了生產過程中酸、鹼的消耗量；同時，也降低了鹽份對後續汙水處理系統的影響。經過本發明處理後的含鹽廢水，氯化鈉含量可降低至15?20g/L，基本上滿足了汙水生化處理系統的基本含鹽量要求。與傳統蒸餾處理對比，本處理方法無任何二次汙染產生，所生成的酸、鹼可直接回用至酸析處理過程或生產過程，且能耗費用小於185元/m3廢水。本發明也可以替代目前的稀釋處理方式，成倍減少廢水總排放量。
[0021]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1是本發明的光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理系統的工藝流程示意圖； 圖2是本發明的雙極膜裝置工作原理示意圖。
[0022]【具體實施方式】:
以下所述僅為本發明的較佳實施例，並不因此而限定本發明的保護範圍。
[0023]實施例一，見圖1至圖2所示:
光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水:日排放量約為10噸，廢水組分包括:水82%(ff/ff)、氯化鈉 15%(W/W)、其它物質 3%(W/W)。
[0024]光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理系統包括:20m3容積廢水貯槽I只、提升泵I臺、酸析裝置I套、增壓泵2臺、板框過濾機I臺、濾芯過濾器I套，5m3容積鹽水箱
I只、5m3容積酸箱I只、20m3容積鹼箱I只、酸循環泵I臺、鹼循環泵I臺、鹽水循環泵I臺、雙極膜裝置I套、循環冷卻水換熱裝置I套。
[0025]一種光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法及其系統，包括如下步驟與工藝過程:
(1)預處理過程:
1)將單獨收集的光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水通過提升泵序批式廢水貯槽提升至酸析處理裝置，用鹽酸將廢水PH值調整至5飛，並加入適量絮凝劑(PAM藥劑)，以使大分子量有機物質和無機懸浮物析出；
2)將酸析處理後的廢水通過增壓泵提升至過濾500目的板框過濾機過濾，濾液廢水通過增壓泵提升至精度為0.45 μ m的濾芯過濾器，清液自流進入鹽水箱，濾渣收集外運處理；
(2)脫鹽處理過程:
1)將酸箱與鹼箱分別放入去離子水，極室加入濃度為10.0% (W/W)的鹼液；
2)開啟雙極膜裝置，將陰、陽極間電流密度控制在220A/m2，極間電壓40V，啟動酸、鹼、鹽循環泵，控制酸室、鹼室溶液過流速度lOcm/s，鹽室溶液過流速度14cm/s，各室間的間距8mm,隔板中間設置導流通道，各室溶液溫度控制在3(T40°C ；
3)在酸、鹼、鹽水箱中相應濃度達到設定值後，分別開啟相應循環泵的側線出流，在滿足脫鹽率85%、酸濃度12%、鹼濃度15%的前提下，鹽水:酸:鹼的側線出流比應控制在1:1.32:1.24。
[0026]所述雙極膜裝置中的陰離子交換膜為Selem1n CMV高耐久性膜、陽離子交換膜為Selem1n AHO耐高溫耐鹼性膜、雙極膜為Neosebta BP-1膜，離子交換膜間設有帶流道的彈性隔板，陽極採用鈦塗釕電極，陰極採用304不鏽鋼電極。所述鹽水循環泵出口端設有快裝式濾芯過濾器，以過濾脫鹽過程中產生的懸浮膠體。
[0027]在按以上步驟操作的前提下，系統每天運行6小時。運行結束後，採用5.0%氫氧化鈉溶液，注入酸、鹽室內浸泡清洗30分鐘，廢液排入鹽水箱。
[0028]在總共80天的運行周期內發現，在原水氯化鈉濃度為15%(W/W)的條件下，通過調整循環泵側線出水流量，始終能夠保證出水氯化鈉濃度小於2.25%(ff/ff)，綜合電耗約為175kw -h/噸(廢水)。回收製取鹽酸濃度約為12%，鹼濃度約為15%，處理後脫鹽水直接進入廠區汙水處理系統進行後續處理。整個處理周期內，膜組件無明顯變化。
[0029]實施例二，見圖1至圖2所示:
光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水:日排放量約為8噸，廢水組分包括:水75%(W/W)、氯化鈉 20.0%(ff/ff)、其它物質 5%(W/W)。
[0030]光引發劑鹼解工段高濃度含鹽廢水處理系統包括:16m3容積廢水貯槽I只、提升泵I臺、酸析裝置I套、增壓泵2臺、板框過濾機I臺、濾芯過濾器I套，2m3容積鹽水箱I只、2m3容積酸箱I只、2m3容積鹼箱I只、酸循環泵I臺、鹼循環泵I臺、鹽水循環泵I臺、雙極膜裝置I套、循環冷卻水換熱裝置I套。
[0031]一種光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法及其系統，包括如下步驟與工藝過程:
(1)預處理過程:
1)將單獨收集的光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水通過提升泵序批式廢水貯槽提升至酸析處理裝置，用鹽酸將廢水PH值調整至5飛，並加入適量絮凝劑(PAM藥劑)，以使大分子量有機物質和無機懸浮物析出；
2)將酸析處理後的廢水通過增壓泵提升至過濾1000目的板框過濾機過濾，濾液廢水通過增壓泵提升至精度為1.0 μ m的濾芯過濾器，清液自流進入鹽水箱，濾渣收集外運處理；
(2)脫鹽處理過程:
1)將酸箱與鹼箱分別放入去離子水，極室加入濃度為15.0%(W/W)的鹼液；
2)開啟雙極膜裝置，將陰、陽極間電流密度控制在290A/m2，極間電壓40V，啟動酸、鹼、鹽循環泵，控制酸室、鹼室溶液過流速度8cm/s，鹽室溶液過流速度lOcm/s，各室間的間距4mm,隔板中間設置導流通道，各室溶液溫度控制在2(T30°C ；
3)在酸、鹼、鹽水箱中相應濃度達到設定值後，分別開啟相應循環泵的側線出流，在滿足脫鹽率90%、酸濃度15%、鹼濃度17%的前提下，鹽水:酸:鹼的側線出流比應控制在1:1.30:1.20。
[0032]所述雙極膜裝置中的陰離子交換膜為Selem1n CSO型一價離子選擇透過膜、陽離子交換膜為Selem1n ASV型一價離子選擇透過膜、雙極膜為Neosebta BP-1膜，離子交換膜間設有帶流道的彈性隔板，陽極採用鈦塗釕電極，陰極採用304不鏽鋼電極。所述鹽水循環泵出口端設有快裝式濾芯過濾器，以過濾脫鹽過程中產生的懸浮膠體。
[0033]在按以上步驟操作的前提下，系統每天運行4小時。運行結束後，採用5.0%氫氧化鈉溶液，注入酸、鹽室內浸泡清洗30分鐘，廢液排入鹽水箱。
[0034]在總共120天的運行周期內發現，在原水氯化鈉濃度為20%(W/W)的條件下，通過調整循環泵側線出水流量，始終能夠保證出水氯化鈉濃度小於2.0%(W/W)，綜合電耗約為185kw -h/噸(廢水)。回收製取鹽酸濃度約為15%，鹼濃度約為17%，處理後脫鹽水直接進入廠區汙水處理系統進行後續處理。整個處理周期內，膜組件無明顯變化。
[0035]以上所述僅是本發明的較佳實施方式，故凡依本發明專利申請範圍所述的基本原理所做的等效變化或修飾，均包括於本發明專利申請範圍內。
【權利要求】
1.一種光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法，其特徵在於包括如下步驟: (I)預處理:將光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水經過酸析及過濾處理，以去除廢水中的大分子量有機物質和無機懸浮膠體； (2 )將預處理後的光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水通過雙極膜裝置進行脫鹽處理，將廢水中的氯化鈉直接轉化為相應濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液。
2.根據權利要求1所述的光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法，其特徵在於:所述光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水為光引發劑生產過程中排放的中段廢水，其組分包括:水75?85%(W/W)、氯化鈉15.(Γ20.0%(ff/ff)、其它物質。
3.根據權利要求1所述的光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法，其特徵在於:所述酸析處理採用鹽酸作為調酸藥劑，將廢水PH值至5飛，並加入絮凝劑，使廢水中的大分子量有機物質和無機懸浮物析出。
4.根據權利要求1所述的光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法，其特徵在於:所述酸析處理使用的鹽酸濃度控制在159T20% (ff/ff),由所述雙極膜裝置產生的鹽酸補加新鮮鹽酸配製而成。
5.根據權利要求1所述的光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法，其特徵在於:所述過濾處理包括一級過濾與二級過濾，所述一級過濾採用目數為50(Γ1000目的板框壓濾機，二級過濾採用精度為0.45"!.0 μ m的濾芯過濾裝置。
6.根據權利要求1所述的光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法，其特徵在於:所述雙極膜裝置包括陰極室、酸室、鹽室、鹼室、陽極室，各室間通過陰、陽離子交換膜或雙極膜分隔排列組成，其排列方式為陽離子交換膜-雙極膜-陰離子交換膜。
7.根據權利要求1所述的光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法，其特徵在於:所述雙極膜裝置的極板電流密度為220-290A/m2，各室間的間距4?8臟，隔板中間設置導流通道；酸室與鹼室中溶液過流速度flOcm/s、鹽室溶液過流速度l(Tl4cm/S。
8.根據權利要求1所述的光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法，其特徵在於:所述脫鹽處理過程中酸、鹼、鹽三種溶液分別設置獨立的貯罐和循環泵，通過控制相應循環泵的側線出流量，控制廢水脫鹽率和酸、鹼溶液的濃度；所述脫鹽處理過程中控制脫鹽率為85?90%，鹽酸濃度為12?15%(W/W)，氫氧化鈉濃度為15?17%(W/W)。
9.根據權利要求1或6所述的光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法的處理系統，其特徵在於包括:廢水貯槽、酸析裝置、過濾裝置、雙極膜裝置、循環冷卻水換熱裝置、酸箱、鹼箱，所述廢水貯槽、酸析裝置、過濾裝置、雙極膜裝置之間通過提升泵或增壓泵以及連接管道相互連通，所述雙極膜裝置、循環冷卻水換熱裝置之間通過泵和連接管道相互連通，所述過濾裝置與雙極膜裝置之間設有鹽水箱與鹽水循環泵，所述酸箱通過酸循環泵與所述雙極膜裝置中的酸室連通，所述鹼箱通過鹼循環泵與所述雙極膜裝置中的鹼室連通。
10.根據權利要求9所述的光引發劑生產鹼解工段高濃度含鹽廢水處理方法的處理系統，其特徵在於:所述鹽水循環泵出口端設有快裝式濾芯過濾器，以過濾脫鹽過程中產生的懸浮膠體。
【文檔編號】C02F9/06GK104230064SQ201410523406
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月8日 優先權日:2014年10月8日
【發明者】武廣, 董傑 申請人:上海博丹環境工程技術有限公司