CN102249454A

CN102249454A - 一种综合利用pta母固水的方法

Info

Publication number: CN102249454A
Application number: CN 201110127198
Authority: CN
Inventors: 陈越峰; 邓宁; 李艳芬
Original assignee: 李大伟
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2011-11-23

Abstract

本发明属于环境工程及工业废水回用技术领域，公开了一种综合利用PTA母固水的方法，该方法包括以下步骤：将PTA母固水降温至40-50℃，输送到过滤器中，水中悬浮颗粒被过滤器中滤芯截留，形成致密的滤饼层，清液则通过滤芯形成渗透液，然后进入固相萃取柱，出水流经离子交换树脂，达到PTA生产用水水质。本发明的方法操作简单，占地少，运行费用低，对PTA生产企业污水的综合治理具有重要的现实意义。

Description

一种综合利用PTA母固水的方法

技术领域

本发明属于环境工程及工业废水回用技术领域，具体涉及一种综合利用PTA母固水的方法。

背景技术

精对苯二甲酸(PTA)生产过程中会产生大量高浓度有机废水，此废水具有水质水量变化大、污染物浓度高、污染物种类多及pH值波动范围大等特点，属于较难处理的石油化工废水之一，如将其直接排入自然环境，会对水生生态造成破坏，必须予以处理。

PTA废水的处理方法主要有物理化学法和生物化学法。其中物化法主要有加酸结晶、沉淀、氧化、膜分离等，但结晶法由于析出对苯二甲酸(TA)并不彻底，析出的结晶物不易过滤，固液分离技术要求高，沉淀法中混凝剂价格偏高，增加了操作成本，而且处理后必须用大量的纯水中和，氧化法虽可完全去除TA污染物，但是在高温高压下操作，存在一定的安全隐患，实用价值不高。中国专利CN101941769A给出了一种絮凝法处理PTA废水工艺，该工艺较早的利用物化方法处理PTA废水，TA去除率可达72％，化学需氧量(COD)去除率可达59％，但处理效果不及传统的生化方法，不具现实意义。中国专利CN1315295A采用膜分离和树脂吸附联合工艺处理PTA生产废水，COD降至150ppm，苯甲酸和对苯二甲酸降至5ppm，该技术较好的处理了PTA母固水中的有机物质，但是没有对水中的金属离子进行处理，出水仍然达不到回用标准。中国专利CN1594118A给出了膜技术和离子交换树脂联合工艺处理PTA废水的技术，该技术采用陶瓷膜工艺截留水中的悬浮颗粒，离子交换树脂截留水中的金属离子，悬浮颗粒截留率达到90％以上，金属离子去除率达到90％以上。专利CN101134628A和CN 101254985A都采用膜反应器处理PTA废水，虽然出水能够达到回水的要求，但是均存在膜反应器容易堵塞，运行时间不长，碱洗频繁的缺点。故以物理化学方法处理PTA废水，尚未普及应用。

生化法是传统的污水处理方法，有许多其它方法不可比拟的优越性，但是占地面积过大的缺陷已经开始限制其进一步发展，专利CN 1927745A将氧化技术与生物法相结合，处理PTA废水，实现了停留时间短，处理效率高以及无污染排放，但是该工艺需要曝气过程，占地面积仍然较大。

发明内容

为了减少PTA生产厂家废水处理的成本，本发明的目的是提供一种综合利用PTA母固水的方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种综合利用PTA母固水的方法，该方法包括以下步骤：将PTA母固水降温至40-50℃，输送到过滤器中，水中悬浮颗粒被过滤器中滤芯截留，形成致密的滤饼层，清液则通过滤芯形成渗透液，然后进入固相萃取柱，出水流经离子交换树脂，达到PTA生产用水水质。

所述的过滤器为金属滤芯式过滤器，过滤精度为0.2μm，过滤方式选自内过滤或外过滤中的一种。

所述的固相萃取柱中固萃剂选自苯乙烯系大孔树脂、二乙烯苯系大孔树脂或聚丙烯酸系大孔树脂中的一种或几种。

所述的固相萃取柱中固萃剂在饱和后选用60-110℃醋酸进行再生。

所述的离子交换树脂为三级离子交换树脂，选自苯乙烯系阳离子交换树脂、丙烯酸系阳离子交换树脂或酚醛系阳离子交换树脂中的一种或几种。

所述的离子交换树脂饱和后采用5～10％的氢溴酸进行再生。

固萃系统中使用固萃剂对PTA母固水中有机物质进行有选择截留，对TA、醋酸等产品和溶剂无截留能力，对BA、PT酸、4-CBA的截留效率达到99％以上，通入高温醋酸进行再生，醋酸温度在60-110℃。再生液引入PTA工艺的醋酸回收工段，将再生液中的BA、PT酸、醋酸进行分离；三段离交工艺分别对PTA母固水中金属离子分级截留，一级离子交换树脂用来去除Fe、Ni、Cr等微量金属离子，二级离子交换树脂用来回收Co、Mn等有价值的金属离子，三级离子交换树脂用来去除PTA母固水中的Na，截留率都达到99.9％以上。离子交换树脂使用5％氢溴酸进行再生，一、三级离子交换树脂再生液直接通入生化系统处理，二级离子交换树脂再生液直接回粗对苯二甲酸(CTA)氧化工段，做为生产过程中的催化剂。

本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1、本发明的方法中使用的金属过滤器过滤精度达到0.2μm，水中悬浮物质的截留率达到了99％以上。

2、本发明的方法中固萃系统对PTA母固水中有机物质有选择性的截留，TA、醋酸分别为PTA生产过程中的产品和溶剂，这两种物质留在水中，可以直接回到系统，很大程度上节省了PTA生产厂商的运行成本；而对水中的BA、PT酸、4-CBA等有较强的截留效果，可达99％以上；固萃系统使用高温醋酸进行再生，再生液直接回PTA生产工艺中的醋酸回收工艺，通过精馏将醋酸、BA、PT酸、4-CBA进行分离，其中BA具有极高的经济价值，客观上增加了生产厂家的利润。

3、本发明的方法通过分级离子交换，一方面确保出水中不含有金属离子，另一方面将水中有价值的Co、Mn单独截留，树脂饱和后加入氢溴酸再生，形成Co、Mn催化剂，直接引入到PTA氧化工段使用。

4、本发明的方法对PTA母固水中有价值物质进行资源化利用，同时也进一步实现了PTA行业零污染排放的目标，对整个石化行业具有跨时代意义，极具推广和应用价值。

5、本发明的方法操作简单，占地少，运行费用低，对PTA生产企业污水的综合治理具有重要的现实意义。

附图说明

图1是综合利用PTA母固水的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

工艺流程见图1，首先将PTA母固水降温至40℃，降温后的PTA母固水输送到过滤器中，过滤器精度为0.2μm，过滤方式为内过滤水中悬浮颗粒被外滤式过滤器中滤芯截留，形成致密的滤饼层，清液则通过滤芯，渗透液进入固相萃取柱，当渗透液通过固萃剂苯乙烯系大孔树脂床层时，水中溶解的有机物被固萃剂截留，金属离子仍然保留在水中，固萃后出水流进三级离子交换树脂，废水通过离子交换树脂床层时，水中的金属离子被分级交换，一级离子交换树脂苯乙烯系阳离子交换树脂用来去除Fe、Ni、Cr等微量金属离子，二级离子交换树脂丙烯酸系阳离子交换树脂用来回收Co、Mn等有价值的金属离子，三级离子交换树脂酚醛系阳离子交换树脂用来去除PTA母固水中的Na。经过处理后的PTA母固水达到PTA生产用水标准。固萃剂再生液采用60℃醋酸，解析液回醋酸回收系统，离子交换树脂再生液采用5％氢溴酸，二级离子交换树脂再生液回氧化系统。系统运行过程中出水水质监测结果见表1、固相萃取树脂再生液监测结果见表2和二级离子交换树脂再生液进行取样分析，结果见表3。

实施例2

将PTA母固水降温至45℃，降温后的PTA母固水输送到过滤器中，过滤器精度为0.2μm，过滤方式为外过滤，水中悬浮颗粒被内滤式过滤器中滤芯截留，形成致密的滤饼层，清液则通过滤芯，渗透液进入固相萃取柱，当渗透液通过固萃剂二乙烯苯系大孔树脂床层时，水中溶解的有机物被固萃剂截留，金属离子仍然保留在水中，固萃后出水流进三级离子交换树脂，废水通过离子交换树脂床层时，水中的金属离子被分级交换，一级离子交换树脂丙烯酸系阳离子交换树脂用来去除Fe、Ni、Cr等微量金属离子，二级离子交换树脂酚醛系阳离子交换树脂用来回收Co、Mn等有价值的金属离子，三级离子交换树脂苯乙烯系阳离子交换树脂用来去除PTA母固水中的Na。经过处理后的PTA母固水达到PTA生产用水标准。

固萃剂再生液采用85℃醋酸，解析液回醋酸回收系统，离子交换树脂再生液采用8％氢溴酸，二级离子交换树脂再生液回氧化系统。系统运行过程中出水水质监测结果见表1、固相萃取树脂再生液监测结果见表2和二级离子交换树脂再生液进行取样分析，结果见表3。

实施例3

将PTA母固水降温至50℃，通过泵将降温后的PTA母固水输送到过滤器中，过滤器精度为0.2μm，过滤方式为外过滤，水中悬浮颗粒被外滤式过滤器中滤芯截留，形成致密的滤饼层，清液则通过滤芯，渗透液进入固相萃取柱，当渗透液通过固萃剂聚丙烯酸系大孔树脂床层时，水中溶解的有机物被固萃剂截留，金属离子仍然保留在水中，固萃后出水流进三级离子交换树脂，废水通过离子交换树脂床层时，水中的金属离子被分级交换，一级离子交换树脂酚醛系阳离子交换树脂用来去除Fe、Ni、Cr等微量金属离子，二级离子交换树脂苯乙烯系阳离子交换树脂用来回收Co、Mn等有价值的金属离子，三级离子交换树脂丙烯酸系阳离子交换树脂用来去除PTA母固水中的Na。经过处理后的PTA母固水达到PTA生产用水标准。

固萃剂再生液采用110℃醋酸，解析液回醋酸回收系统，离子交换树脂再生液采用10％氢溴酸，二级离子交换再生液回氧化系统。系统运行过程中出水水质监测结果见表1、固相萃取树脂再生液监测结果见表2和二级离子交换树脂再生液进行取样分析，结果见表3。

表1

表2

	醋酸(％)	TA(％)	4-CBA(％)	BA(％)	PT酸(％)	水(％)
							实施例1	82.90	0.44	0.28	3.5	3.15	9.73
实施例2	84	1.32	0.16	2.95	2.23	9.34
							实施例3	83.66	0.86	0.3	3.03	2.85	9.3

表3

	Co(％)	Mn (％)	Na(％)	Fe(％)	Cr(％)	Ni(％)
							实施例1	1.57	1.44	0	0	0	0
实施例2	1.23	1.14	0.16	0.05	0	0
							实施例3	1.06	0.98	0.23	0	0	0

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种综合利用PTA母固水的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，将PTA母固水降温至40-50℃，输送到过滤器中，水中悬浮颗粒被过滤器中滤芯截留，形成致密的滤饼层，清液则通过滤芯形成渗透液，然后进入固相萃取柱，出水流经离子交换树脂，达到PTA生产用水水质。

2.根据权利要求1所述的综合利用PTA母固水的方法，其特征在于：所述的过滤器为金属滤芯式过滤器，过滤精度为0.2μm，过滤方式选自内过滤或外过滤中的一种。

3.根据权利要求1所述的综合利用PTA母固水的方法，其特征在于：所述的固相萃取柱中固萃剂选自苯乙烯系大孔树脂、二乙烯苯系大孔树脂或聚丙烯酸系大孔树脂中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的综合利用PTA母固水的方法，其特征在于：所述的固相萃取柱中固萃剂在饱和后选用60-110℃醋酸进行再生。

5.根据权利要求1所述的综合利用PTA母固水的方法，其特征在于：所述的离子交换树脂为三级离子交换树脂。

6.根据权利要求5所述的综合利用PTA母固水的方法，其特征在于：所述的离子交换树脂选自苯乙烯系阳离子交换树脂、丙烯酸系阳离子交换树脂或酚醛系阳离子交换树脂中的一种或几种。

7.根据权利要求5所述的综合利用PTA母固水的方法，其特征在于：所述的离子交换树脂饱和后采用5～10％的氢溴酸进行再生。