CN101445288A - 精对苯二甲酸生产过程中精制阶段废水的回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种精对苯二甲酸生产过程中精制阶段废水的回收方法。先将该废水引入储水槽，冷却后析出对PT酸，然后在泵的输送下依次经过微滤、超滤、反渗透三个工序的组合膜处理，除去其中的Mn、Co、Fe等金属离子以及PTA、PT酸等有机物，使其中任一组分的含量低于50ppm。其中，反渗透处理过程的操作压力低于1.0MPa，产水量大于80m³/h。该方法兼具投资省、能耗低、废水回收率高等优点，既充分回收了有用资源，又可减少对环境的污染。

Description

精对苯二甲酸生产过程中精制阶段废水的回收方法

技术领域

本发明涉及工业废水的回收，尤其涉及精对苯二甲酸(PTA)生产过程中精制阶段产生的废水的回收方法，属于废水回收利用技术领域。

背景技术

精对苯二甲酸(PTA)是涤纶生产中不可或缺的原材料，PTA的生产过程一般分为氧化和精制两个阶段，其中精制阶段产生的废水含有金属离子和一些有机杂质，若直接排放会造成环境污染。

据申请人所知，目前对于PTA精制阶段产生的废水的处理技术，主要有：物化处理、生化处理以及“物化-生化”联合处理三大类。《精细与专用化学品》(2007，09)报道，预处理阶段采用混凝+多介质过滤，可以去除大部分悬浮物和浊度，在试验基本工况为超滤系统采用全量过滤方式，超滤系统前加入絮凝剂PAC，试验中系统回收率为70％。《化工环保》(2004，S1)报道采用一种新型的过滤装置(金属粉末烧结滤芯)将废水中的TA或PTA过滤出来进行回用，用渗透或反渗透方法将滤液中微量的金属离子除去，将工艺废水转变成纯净的脱离子水。《石油化工》2004年06期报道，采用无机陶瓷膜对精对苯二甲酸生产过程的废水进行预处理，回收精对苯二甲酸以降低废水的处理难度。实验考察了膜孔径、压力、流速、温度和反冲条件等无机陶瓷膜处理废水的影响因素，确定了工艺参数：膜孔径200nm，操作压力为0.30MPa，膜面流速3.0～4.0m/s，操作温度20～80℃，反冲时间1s，反冲周期40min，反冲压力0.40MPa，经过处理的废水基本上不含精对苯二甲酸固体颗粒。

上述方法各有特色，但也各自存在不足，尤其是能耗和回收率不能兼顾。

发明内容

本发明的目的是提供一种能耗低、回收率高的回收方法，以对精对苯二甲酸生产过程中精制阶段产生的废水中的金属离子和一些有机杂质进行回收。

本发明的技术解决方案是：精对苯二甲酸生产过程中精制阶段废水的回收方法，其特征在于：先将该废水引入储水槽，冷却后析出对甲基苯甲酸，冷却后的废水在泵的输送下依次经过微滤、超滤、反渗透三个工序的组合膜处理，除去其中的金属离子和有机物，使其中任一组分的含量低于50ppm。

进一步地，上述的精对苯二甲酸生产过程中精制阶段废水的回收方法，其中，所述的超滤处理之后，透过液经过高压泵输送进入反渗透处理工序。

更进一步地，上述的精对苯二甲酸生产过程中精制阶段废水的回收方法，其中，所述的反渗透处理过程的操作压力低于1.0MPa，产水量大于80m³/h。

再进一步地，上述的精对苯二甲酸生产过程中精制阶段废水的回收方法，其中，所述的金属离子包括Mn、Co和Fe；所述的有机物包括精对苯二甲酸和对甲基苯甲酸。

由此可见，本发明采用先进的膜分离技术，克服了原来PTA精制废水排放浪费的缺点，去除了部分金属离子和有机杂质，达到回收利用的目的。该方法兼具投资省、能耗低、废水回收率高等优点，既充分回收了有用资源，又可减少对环境的污染。

附图说明

图1是本发明采用的回收装置示意图。

其中：V1为储水槽，E1为初滤器，E2为超滤器，E3为反渗透器，PU-1是原水泵，PU-2是高压泵，PI是压力表，1是PTA精制废水进料口，2是处理后回收的废水出料口，3和4是分析取样口。

具体实施方式

PTA生产过程中精制阶段产生的废水(简称“PTA精制废水”)含有金属离子和一些有机杂质，若直接排放会造成环境污染。本发明可除去PTA精制废水中的部分PT酸(对甲基苯甲酸)，再进一步除去该废水中的Mn、Co、Fe等金属离子，以及PTA、PT酸等有机物，达到PTA精制废水回用的目的。

根据本发明技术方案，先采用冷却结晶的方法除去部分PT酸，再进一步采用“微滤-超滤-低压反渗透”的组合膜分离方法，以除去金属离子和有机杂质。其中反渗透的操作压力在1.0MPa以下，产水量在80m³/h以上，具有能耗低的特点。

本发明采用的回收装置如图1所示。PTA精制废水经由进料口1进入储水槽V1，储水槽V1具有凉水的作用，经冷却，在储水槽V1底部析出PT酸，可直接回收。冷却后的废水通过原水泵PU-1输送，经过管道过滤器除去较大固体颗粒之后送入初滤器E1，藉由其中的微孔结构除去微小悬浮颗粒；然后再送入超滤器E2，经过其中的超滤膜组件脱除微量大分子物质，并将超细的固体颗粒截留；最后，超滤器E2的透过液经高压泵PU-2输送进入反渗透器E3，在反渗透膜组件的作用下进行反渗透操作，将水中的金属离子脱除，并回收其中的PT酸，透过水从出料口2引出。其中，初滤器E1装有压力表PI，以指示系统局部压力，表征装置运行状况；超滤器E2以及反渗透器E3的出口均设有与储水槽V1相连的循环管线及阀门，并设有相应的取样阀和取样口3和4，以便于装置投用和取样分析。

经过上述处理，PTA精制废水中的Mn、Co、Fe等金属离子以及PTA、PT酸等有机物的含量将小于50ppm，能满足回用于精制过程的要求，可返回PTA主工艺过程的精制阶段进行打浆。

本发明考察了反渗透压力、操作温度以及水渗透率对渗透精制水质的影响，以下为操作条件及实验结果。

1、反渗透压力的考察

实验操作条件见表1，其实验结果如表2所示。

表1：反渗透压力的影响

(注：压力的改变必然造成出水与浓缩水比例的变化。)

表2：反渗透压力对出水组成的影响

从表中可以看出，随着反渗透压力的降低)，PT酸的脱除率略有下降，从64％降至57.2％。但值得注意的是，由于进料温度波动较大，压力较低的点恰好进料温度升高，而温度升高是不利于PT酸脱除的。所以，PT酸脱除率下降可能是温度升高所致，而不一定是压力下降造成的，反渗透压力对金属离子的脱除影响不大，能够满足回用的要求。

表3：进料温度的影响

表4：操作温度对出水组成的影响

从表3和表4中可以看出，金属离子的脱除率受温度影响不是很大，均能达到水回用的要求。但是随着温度的上升，反渗透出水pt酸含量明显上升，PT酸的脱除率也明显下降。这是因为随着温度的升高，PT酸的溶解度升高，同时温度升高，反渗透膜孔径也扩大，膜的分离效果就会下降。这两者均使PT酸脱除率下降。可见，操作温度应适当降低，这不仅可提高pt酸脱除率，同时也可延长反渗透膜的使用寿命。

从上述所有操作条件下的实验结果中可以看出，除了进料温度为53℃的条件下，反渗透出水中PT酸的含量略大于300ppm(为316ppm)这一点外，其它操作条件下反渗透出水中Co离子、Mn离子和PT酸的含量都能符合要求(即Co<6ppm，Mn<8ppm，PT酸<300ppm)。

表5：反渗透出水比的影响

从表5的数据可以看出，反渗透出水率上升对金属离子的影响不是很大。但试验数据可以看出，随着反渗透出水比例的上升，出水PT酸含量也上升(其中出水率50％的点，PT酸含量下降是因为该点温度下降所致，PT酸的脱除率有所下降)。这是因为反渗透出水上升，造成反渗透浓缩侧PT酸浓度上升，同时浓缩侧流速下降也容易造成PT酸在膜表面富集。因此，操作条件应尽量保持浓缩侧有较高的流速。

综上所述，本发明采用先进的膜分离技术，克服了原来PTA精制废水排放浪费的缺点，去除了部分金属离子和有机杂质，达到回用的目的。该方法具有投资省、能耗低、废水回收率高等优点，既充分回收了有用资源，又可减少对环境的污染。

Claims (4)

1.精对苯二甲酸生产过程中精制阶段废水的回收方法，其特征在于：先将该废水引入储水槽，冷却后析出对甲基苯甲酸，冷却后的废水在泵的输送下依次经过微滤、超滤、反渗透三个工序的组合膜处理，除去其中的金属离子和有机物，使其中任一组分的含量低于50ppm。

2.根据权利要求1所述的精对苯二甲酸生产过程中精制阶段废水的回收方法，其特征在于：所述的超滤处理之后，透过液经过高压泵输送进入反渗透处理工序。

3.根据权利要求2所述的精对苯二甲酸生产过程中精制阶段废水的回收方法，其特征在于：所述的反渗透处理过程的操作压力低于1.0MPa，产水量大于80m³/h。

4.根据权利要求1所述的精对苯二甲酸生产过程中精制阶段废水的回收方法，其特征在于：所述的金属离子包括Mn、Co和Fe；所述的有机物包括精对苯二甲酸和对甲基苯甲酸。

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