CN101560025A - 糠醛废水再利用工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种糠醛废水再利用工艺方法，其特征在于：步骤如下：将糠醛废水混合物经冷却装置－除油脂装置－微孔过滤器装置－活性炭吸附装置－有机吸附树脂装置－无机吸附树脂装置－膜处理装置实现了糠醛、醋酸有机产品的分离回收利用，而水质部分通过膜处理装置处理后，水中的物质非常小，水在膜过滤过程中物质又被分散重组，使其含氧量聚集态和性质都有所改变，减少了热阻使水在加热过程中流动性增加，同时也加快了锅炉热交换能力，作生产循环使用水同时将提高热效率。克服了传统糠醛废水综合利用生产工艺成本高、工艺过程复杂、污染环境等问题。

Description

糠醛废水再利用工艺方法

技术领域

本发明涉及一种糠醛废水再利用工艺方法，属于利用糠醛废水回收化工产品用于生产的技术领域。

背景技术

目前，利用糠醛废水回收化工产品用于生产的工艺原理在有关文献曾经报道过：从糠醛废水中回收醋酸工艺研究，首先采用沉降池对废水进行重力沉降，除去不溶于水的固体，再经过滤滤出悬浮物，经沉降和过滤处理后，废水为黄色透明液体，废水中悬浮物的脱除率大于99％，然后进入废水脱色所选择的脱色剂为活性炭，脱色的目的是防止萃取剂在反复萃取时颜色变深.将活性炭装入长径比为5∶2的吸附罐中，废水在固定床吸附罐中自上而下流动进行脱色，脱色后废水为无色透明液体，色相小于50号，当液体色相大于200号时活性炭失活，需再生，活性炭的再生用乙醇将活性炭上吸附的有机物洗脱下来进行再生，乙醇回收，萃取醋酸方法采用六级逆流萃取方法进行萃取醋酸，工艺流程(参见图1)

综合上述存在不足之处是；由于采用萃取方法得需经过三次萃取的分配系数才能比较大，萃取效果好，萃取后的水质ph值达到用水条件，但萃取液并未饱和.所以仅采用三次萃取，在蒸馏分离醋酸过程中，需要较大的能量消耗不够经济，因此必须采取多次萃取.从第四次到第六次分配系数均小于1，蒸馏分离醋酸过程中，需要能量消耗达到了经济效益条件，但萃取能力下降萃取后混合溶剂趋近饱和，萃取后水质中醋酸的含量还占有一定的比例ph值未达到锅炉用水条件，从而使生产醋酸产品成本高，同时达不到锅炉生产循环用水的条件。

糠醛废水是在水解玉米秸秆生产糠醛过程中产生的污水，废水量约为糠醛产量的24倍，糠醛初馏塔底废水温度在100℃左右，其中含有大量的有机酸，如乙酸、蚁酸等。若按乙酸计，大约占废水总量的2～2.5％，并有相当数量的高沸点有机物。其中甲基糠醛和帖烯类为0.2％～0.3％、糠醛为0.05％，呈浊状、土黄色。糠醛废水透光率小于60％，除水、乙酸外，还含有极少量糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物，据色谱、质谱分析有机物达40余种。糠醛废水的色度和味道都比较大.CODcr值一般浓度在6000～12000范围内，pH值为2～3。糠醛废水温度较高，经冷却后会产生一层油状醛泥。糠醛生产过程中废水主要来源于塔底废水、中和废水、减压蒸馏废水、刷罐与刷桶废水和其他废水等。而目前糠醛废水处理和回收利用办法主要有中和-蒸馏、萃取-精馏工艺、预处理-相转移-活性炭吸附、电渗析-萃取-精馏工艺、微电解一两相厌氧工艺、铁屑过滤-生化法工艺、人工湿地系统处理工艺、膜蒸馏处理工艺、内电解一厌氧一好氧工艺、加药沉淀-活性碳吸附工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种糠醛废水再利用工艺方法，克服了传统糠醛废水综合利用生产工艺成本高、工艺过程复杂、污染环境等问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种糠醛废水再利用工艺方法，其特征在于：步骤如下：(1)、进行预处理，将98℃度糠醛废水混合液连续的通过冷凝装置，使废水温度降至常温，然后将降至常温的废水混合液进入除油装置使废水中的油通过除油装置器内设有的过滤网，并使废水流平稳无紊流的将油脂、油酸等上浮从水中分离出来，然后定期排除油作进一步燃烧处理，而分离后的废水在工作压力0.3兆帕左右作用下，再将分离出的废水通过纤维素或高分子材料制成的微孔过滤膜装置，利用其均一孔径来截留废水中的微粒悬浮物使其不通过滤膜而被去除，同时对排出废弃物可作定期排出并进入燃烧处理；(2)、对微孔过滤膜装置分离后的水质通过活性炭吸附装置的多孔结构大量的表面积、功能团形式的氧和氢使其废水里的糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物，在这些表面上和含有的氧化物或络合物与被吸附的物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面，使废水里的80％糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物得以吸附，然后再通过微波加热法使活性炭再生，即在微波场中活性炭吸附的极性物质分子受到诱导而产生偶极转向极化将电磁场能转化为热能，通过在微波场中活性炭吸附的极性物质分子受到诱导而产生偶极转向极化将电磁场能转化为热能，被吸附在孔道中的水和有机物质受热挥发经过冷凝使部分糠醛化工产品予以回收利用，而活性炭部分的孔道重新打开，孔径扩大重新用作新活性炭使用，而活性炭部分的孔道重新打开，孔径扩大重新用作新活性炭使用；(3)、经过活性炭吸附后的水质可进入有机树脂吸附装置的有机吸附树脂，在固体表面上的原子力场不饱和有机表面能吸附糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物分子从而降低表面能，当固体从溶液中吸附溶质分子后，溶液的浓度将降低，而被吸附的糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物分子将在固体表面上浓聚，并用温度，压强，表面的大小来控制吸附树脂使用过程，使废水里的80％糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物得以吸附，解吸时通过以丙酮等(含水)溶液、流速0.5-3BV/h、流量3-4BV/h进入有机吸附树脂装置对所吸附的糠醛、甲基糠醛及贴稀类、微量醇类、酮类、酯类等多种有机物进行全部解吸回收糠醛有机产品；(4)、对含2％醋酸水溶液的极性物质进入无机树脂吸附装置，通过具有很多毛細孔通道的白色球粒无机吸附剂进行有效吸附醋酸，无机树脂吸附装置中的孔道表面有较高的活性、吸附性能、催化活性的多孔性、高分散度、并具有強度高、磨损低、水浸不变软、不膨胀、不粉化、不破裂等特点，无机吸附剂通过醋酸水溶液吸附饱和后，可通过在175℃-400℃用蒸汽进行多次加热除酸使无机吸附剂复活而清洗后的醋酸水溶液可回收利用；(5)、最后经过膜处理装置处理后的水质，使用在锅炉循环用水过程中虽然还含一些微量的碳酸盐，由于处理后水中的物质非常小，水在过滤过程中物质又被分散重组，使其含氧量聚集态和性质都有所改变，减少了热阻使水在加热过程中流动性增加，同时也加快了锅炉热交换能力，通过膜处理装置过滤后的循环用水部分又通过锅炉用水提供新的节能效益；对于膜处理装置过滤下来的浓缩物可给型渣做助燃剂。

本发明的积极效果在于：由自行研制的糠醛废渣生产的lzx-h型活性炭的多孔结构大量的表面积、功能团形式的氧和氢使其废水里的糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物，在这些表面上和含有的氧化物或络合物与被吸附的物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面。由于活性炭吸附了糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物吸附质后，比表面积大大降低，采用微波原理用热解吸的方法来再生，即在微波场中活性炭吸附的极性物质分子受到诱导而产生偶极转向极化将电磁场能转化为热能，被吸附在孔道中的水和有机物质受热挥发经过冷凝使部分糠醛化工产品予以回收利用，而活性炭部分的孔道重新打开，孔径扩大重新用作新活性炭使用，而经过活性炭吸附后的水质可进入有机树脂吸附器，利用有机吸附树脂装置里的自行研制的lzx-y型有机吸附树脂的孔径大，而吸附质分子在孔内的扩散速度也大特点，在固体表面上的原子力场不饱和有机表面能吸附糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物分子从而降低了表面能，当固体从溶液中吸附溶质分子后，溶液的浓度将降低，而被吸附的糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物分子将在固体表面上浓聚，并用温度，压强，表面的大小来控制吸附树脂使用过程，使之糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物完全被吸附，解吸时通过以丙酮等(含水)溶液、流速0.5-3BV/h、流量3-4BV/h进入有机吸附树脂装置对所吸附的糠醛、甲基糠醛及贴稀类、微量醇类、酮类、酯类等多种有机物进行全部解吸回收糠醛有机产品，然后根据含2％醋酸水溶液的极性物质进入无机树脂吸附装置，通过自行研制的Lzx-w型具有很多毛細孔通道的白色球粒无机吸附剂进行有效吸附醋酸，因孔道的表面有较高的活性、吸附性能、催化活性的多孔性、高分散度、并具有強度高、磨损低、水浸不变软、不膨胀、不粉化、不破裂等特点，Lzx-w型无机吸附剂通过醋酸水溶液吸附饱和后，可通过在175℃-400℃用蒸汽进行多次加热除酸使无机吸附剂复活，而清洗后的醋酸水溶液可回收利用。最后经过膜处理装置处理后的水质，使用在锅炉循环用水过程中虽然还含一些微量的与碳酸盐相互粘结成块，并能和换热系统牢牢结合在一起的胶体物质、细菌和一些有机物等粘性物质经过膜处理装置彻底去除后，结垢现象也就会同时消失掉变成洁白而松散的白色粉末排出炉外，因通过膜处理装置处理后的水中的物质非常小，水在过滤过程中物质又被分散重组，使其含氧量聚集态和性质都有所改变，减少了热阻使水在加热过程中流动性增加，同时也加快了锅炉热交换能力，作生产循环使用水同时将提高热效率。

附图说明

图1为现有萃取醋酸工艺流程图

图2本发明利用糠醛废水回收化工产品、水质回用于生产工艺流程图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述：

实施例1：

如图1所示，糠醛废水混合液连续的通过冷凝装置，使废水降至常温，然后分别进入除油装置使废水中的油通过除油装置器内设有的过滤网，并使废水流平稳无紊流的将油脂、油状醛泥、油酸等上浮从水中分离出来，然后定期排除油作进一步燃烧处理，而分离后的废水在工作压力0.3兆帕左右作用下，使废水通过纤维素或高分子材料制成的微孔过滤膜装置，利用其均一孔径来截留废水中的微粒悬浮物使其不通过滤膜而被去除，同时对排出废弃物可作定期排出并进入燃烧处理。

实施例2：

利用有糠醛废渣生产的lzx-h型活性炭的多孔结构大量的表面积、功能团形式的氧和氢使其废水里的糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物，在这些表面上和含有的氧化物或络合物与被吸附的物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面。采用微波原理用热解吸的方法来再生，即在微波场中活性炭吸附的极性物质分子受到诱导而产生偶极转向极化将电磁场能转化为热能，被吸附在孔道中的水和有机物质受热挥发经过冷凝使部分糠醛化工产品予以回收利用，而活性炭部分的孔道重新打开，孔径扩大重新用作新活性炭使用。

实施例3：

经lzx-h型活性炭吸附处理后的水质可进入有机树脂吸附器，利用有机吸附树脂装置里自行研制的lzx-y型有机吸附树脂的孔径大，而吸附质分子在孔内的扩散速度也大特点，在固体表面上的原子力场不饱和有机表面能吸附糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物分子而降低表面能，当固体从溶液中吸附溶质分子后，溶液的浓度将降低，而被吸附的糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物分子而降低表面能，当固体从溶液中吸附溶质分子后，溶液的浓度将降低，而被吸附的糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物分子将在固体表面上浓聚，并用温度，压强，表面的大小来控制吸附树脂使用过程，，使之糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物完全被吸附，解吸时通过以丙酮等(含水)溶液、流速0.5-3BV/h、流量3-4BV/h进入有机吸附树脂装置对所吸附的糠醛、甲基糠醛及贴稀类、微量醇类、酮类、酯类等多种有机物进行全部解吸回收糠醛有机产品。

实施例4：

根据含2％醋酸水溶液的极性物质进入无机树脂吸附装置，通过自行研制的Lzx-w型具有很多毛細孔通道的白色球粒无机吸附剂进行有效吸附醋酸，因孔道的表面有较高的活性、吸附性能、催化活性的多孔性、高分散度、并具有強度高、磨损低、水浸不变软、不膨胀、不粉化、不破裂等特点，Lzx-w型无机吸附剂通过醋酸水溶液吸附饱和后，可通过在175℃-400℃用蒸汽进行多次加热除酸使无机吸附剂复活，而清洗后的醋酸水溶液可回收利用。

实施例5：

通过膜处理装置处理后的水质，在锅炉循环用水过程中虽然还含一些微量的碳酸盐，但碳酸盐随着锅炉循环用水即成为一些松散的白色粉末，并不带任何颜色，这足以证明在锅炉系统结垢的成分中不仅有碳酸盐而且还有能将这些碳酸盐相互粘结成块，并能和换热系统牢牢结合在一起的胶体物质、细菌和一些有机物等粘性物质，使用在锅炉循环用水过程中虽然还含一些微量的与碳酸盐相互粘结成块，并能和换热系统牢牢结合在一起的胶体物质、细菌和一些有机物等粘性物质，经过膜处理装置彻底去除后，结垢现象也就会同时消失掉变成洁白而松散的白色粉末排出炉外，因通过膜处理装置处理后的水中的物质非常小，水在过滤过程中物质又被分散重组，使其含氧量聚集态和性质都有所改变，减少了热阻使水在加热过程中流动性增加，同时也加快了锅炉热交换能力，作生产循环使用水同时将提高热效率。而通过膜处理装置过滤后的循环用水部分又通过冷凝装置提供的热源加热后水的温度可在70℃左右为锅炉用水提供新的节能效益。

实施例6：

利用糠醛废水回收糠醛和醋酸化工产品工艺所得的糠醛具有与同样糠醛产品的特点淡黄色油状液体，具有类似杏仁油的气味，熔点-38.7℃，沸点161.7℃，相对密度1.1594(20/4℃)广泛用于合成纤维、合成橡胶、塑料、医药、农药、染料、香料等行业的生产与制造。和澄明液体合格工业品醋酸，与水、乙醇、甘油或多数的挥发油、脂肪油均能任意混合，凝固点为16.7℃(62°F)，在化学工业中，它被用来制造聚对苯二甲酸乙二酯，后者即饮料瓶的主要部分。乙酸也被用来制造电影胶片所需要的醋酸纤维素和木材用胶粘剂中的聚乙酸乙烯酯，以及很多合成纤维和织物。在家庭中乙酸稀溶液常被用作除垢剂。

Claims (1)

1、一种糠醛废水再利用工艺方法，其特征在于：步骤如下：

(1)、进行预处理，将98℃度糠醛废水混合液连续的通过冷凝装置，使废水混合液温度降至常温，然后将降至常温的废水混合液进入除油装置使废水混合液中的油通过除油装置器内设有的过滤网，并使废水流平稳无紊流的将油脂、油酸等上悬浮物从水中分离出来，然后定期排除油作进一步燃烧处理，而分离后的废水在工作压力0.3兆帕作用下，通过纤维素或高分子材料制成的微孔过滤膜装置，利用其均一孔径来截留废水中的微粒悬浮物使其不通过滤膜而被去除，同时对排出的废弃物可作定期排出并进入燃烧处理；

(2)、微孔过滤膜装置分离后的水质通过活性炭吸附装置的多孔结构大量的表面积、功能团形式的氧和氢使其废水里的糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物，在这些表面上和含有的氧化物或络合物与被吸附的物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面，使废水里的80％糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物得以吸附，然后再通过微波加热法使活性炭再生，通过在微波场中活性炭吸附的极性物质分子受到诱导而产生偶极转向极化将电磁场能转化为热能，被吸附在孔道中的水和有机物质受热挥发经过冷凝使部分糠醛化工产品予以回收利用，而活性炭部分的孔道重新打开，孔径扩大重新用作新活性炭使用；

(3)、经过活性炭吸附后的水质可进入有机树脂吸附装置的有机吸附树脂，在固体表面上的原子力场不饱和有机表面能吸附糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物分子从而降低表面能，当固体从溶液中吸附溶质分子后，溶液的浓度将降低，而被吸附的糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物分子将在固体表面上浓聚，并用温度，压强，表面的大小来控制吸附树脂使用过程，使之糠醛、醇类、酮类、酯类等多种有机物完全被吸附，解吸时通过以丙酮水溶液、流速0.5-3BV/h、流量3-4BV/h进入有机吸附树脂装置对所吸附的糠醛、甲基糠醛及贴稀类、微量醇类、酮类、酯类等多种有机物进行全部解吸回收糠醛有机产品；

(4)、对含2％醋酸水溶液的极性物质进入无机树脂吸附装置，通过具有很多毛細孔通道的白色球粒无机吸附剂进行有效吸附醋酸，无机吸附剂通过醋酸水溶液吸附饱和后，可通过在175℃-400℃用蒸汽进行多次加热除酸使无机吸附剂复活，而清洗后的醋酸水溶液可回收利用；(5)、最后经过膜处理装置处理的水质，用在锅炉循环用水过程中，处理后水的指标可达到；浊度≤5.0FTU、悬浮物≤5.0mg/L、总硬度≤0.06mmol/L、含油量≤2.0mg/L、含铁量≤0.3mg/L、PH值≥7(25℃)，由于处理后水中的物质非常小，水在过滤过程中物质又被分散重组，使其含氧量聚集态和性质都有所改变，减少了热阻使水在加热过程中流动性增加，同时也加快了锅炉热交换能力，通过膜处理装置过滤后的循环用水部分又通过冷凝装置提供的热源加热后水的温度可在70℃左右为锅炉用水提供新的节能效益；对于膜处理装置过滤下来的浓缩物可给型渣做助燃剂。

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