CN102757153B - 一种12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法,首先对酸解工序废水进行酸处理、碱处理、蒸发提取出甘油水和硫酸钠盐,甘油水再进行蒸馏、脱色、过滤制得甘油,蒸发出的冷凝液作为工艺水循环使用;然后对洗涤工序产生的废水和第一部分处理后剩余废水进行中和、厌氧、兼氧、好氧、过滤、MBR膜法处理,确保水质实现循环回用和达标排放。该种12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法和现有技术相比,整体自动化程度高、生产效率高、员工劳动强度小、所需劳动力数量少、节能效果显著,有效处理12-羟基硬脂酸生产过程中产生的废水,降低生产成本,增强产品竞争力的同时,确保了废水达标排放,有效的防治污染,保护生态环境。

Description

一种12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域,具体地说是一种12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法。
背景技术
12-羟基硬脂酸是以蓖麻油为原料经加氢、皂化、酸解、洗涤、脱水、切片等工序制得的产品,它是一种常用工业润滑脂的添加剂,作为一种稠化剂参与润滑脂的反应,有着良好的稠化、固化作用。其主要用于生产耐高温优质锂基润滑脂,也可用于制取纺织润滑剂、鞋油、抛光剂、化妆品、医药品、涂料、金属加工油等,所生产的优质润滑脂被广泛应用于钢铁、机械、矿山、汽车、船舶等众多领域。
在12-羟基硬脂酸生产过程中,伴随有废水的产生,废水主要有两部分,一部分在酸解工序产生,另一部分在洗涤工序产生;酸解工序产生的废水中含有甘油、硫酸钠盐、稀酸水等物质,它们与废水形成乳浊液,难以分离、提取,甘油、硫酸钠盐又是市场紧俏的化工原料,市场需求巨大;洗涤工序产生的废水主要含有有机物质(水质COD含量高)。目前,12-羟基硬脂酸废水处理还没有成熟的技术工艺,国内生产企业多采用把酸解工序和洗涤工序两部分废水混合,采用催化、氧化分解处理的方法。这种处理方法存在很多不足,一方面导致甘油等有价值的物质得不到合理有效利用,造成资源白白浪费,减少收益;另一方面又因甘油等物质的存在大大增加了废水处理的难度,处理效果很不理想,无法实现达标排放,而且处理成本极高,企业无法承受,影响了正常的生产,高昂的处理成本,使这种处理工艺在行业中无法推广使用。
发明内容
本发明的技术任务是解决现有技术的不足,提供一种可以合理回收利用资源、废水处理效果好的12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法。
本发明的技术方案是按以下方式实现的,一种12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法,具体处理包括以下两个部分:
第一部分,对酸解工序废水回收利用处理:
A.对酸解工序废水进行酸处理:1)将含酸水用泵输送到酸处理罐内;2)加热使料液温度保持在45~55℃,在静止状态下去除水面上部的悬浮杂质;3)通入压缩空气搅拌料液,在搅拌下加入液碱,将料液pH值调节至3.7~4.3;4)加入净化剂,反应2~5分钟后,取小样进行测试,待料液合格后,泵入酸过滤机进行过滤,滤液进入B步骤处理,滤渣装袋处理;
B.对A步骤产生滤液进行碱处理:滤液进入碱处理罐后,加碱使pH值为7.3~7.8,之后经过滤机过滤,滤液进入C处理阶段,滤渣装袋处理;
C.对步骤B产生滤液进行三效蒸发:滤液进入一效蒸发器,进行初步蒸发浓缩,然后进入二效蒸发器进一步浓缩,进入三效,三效采用负压蒸发,温度控制在60~80℃,从三效出来的废水中结晶出的硫酸钠通过旋液分离器、离心机分离出固体硫酸钠,同时得到甘油水,三效蒸发一效采用直接蒸汽加热,二效用一效产生的蒸汽加热,三效用二效产生的蒸汽加热,采用DCS自动控制系统,对液位高度和料液量实行自动控制,蒸发液冷凝水收集做工艺水回用,产生的废水汇集进行第二部分处理;
D.将步骤C产生的甘油水再进行蒸馏、脱色、过滤制得甘油,其中蒸馏过程为:上述甘油水预热后进入蒸馏釜,在真空负压状态下进行蒸馏,蒸馏液在串联的冷凝器中分级冷凝,冷凝液流入储存罐中做工艺水回用,产生的废水汇集进行第二部分处理;
第二部分,对洗涤工序产生的废水和第一部分C、D步骤中产生废水进行生化处理:
E.对洗涤工序产生的废水和第一部分C、D步骤中产生废水混合,通过隔栅过滤,加入石灰进行中和处理,产生的废水进入F步骤处理,污泥收集进入污泥池处理;
F.对步骤E产生的废水进行厌氧处理,产生的废水进入G步骤处理,污泥收集进入污泥池处理;
G.对F步骤产生的废水,在兼氧池兼氧处理,产生的废水进入H步骤处理;
H.对G步骤产生的废水进行好氧处理,产生的废水进入I步骤处理,污泥回流至兼氧池;
I.对H步骤产生的废水进行过滤处理,过滤处理采用保安过滤器完成,过滤后的废水进入J步骤处理;
J.对I步骤产生的废水进行MBR膜法处理,处理后的水部分回用作循环水,部分作为排放水进行排放。
采用上述12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法,将酸解工序产生的废水和洗涤工序产生的废水分别处理,分而治之,从成本控制和废水处理效果上,都取得了良好的效果。
由于酸解工序中产生的废水含有甘油、硫酸钠盐等物质,它们与废水形成乳浊液,难以分离、提取,甘油、硫酸钠盐又是市场紧俏的化工原料,市场需求巨大,所以采用废水三效蒸发工艺,先对产生废水进行酸处理和碱处理,再蒸发浓缩分离出甘油水和硫酸钠盐,然后对甘油水进行精制得到成品甘油,整个三效蒸发工艺采用DCS(Distributed Control System)自动控制系统,也称为分布式控制系统,对液位高度和料液量实行自动控制,降低废水中COD含量的同时,回收了甘油和硫酸钠盐,蒸发过程中产生的水作为工艺用水,循环回用,产生的废水和洗涤工序产生的废水混合,进行生化处理。
由于甘油的回收,大大降低了废水中有机物的含量,硫酸钠盐的回收,使得生化过程中的微生物不会被杀死,保证了产生的废水,满足生化处理的条件,通过加石灰中和去除了水中的硫酸根,之后再进行加酸、加温保证了厌氧菌群在厌氧池中生物活性,使得固体有机物、着色剂蒽酿和某些偶氮染料等好氧微生物难以降解的有机物得到了去除,杀死废水和污泥中的寄生虫卵、病毒等,同时厌氧法不需要允氧,而且产生的沼气可作为能源。
兼氧生化工艺中,兼氧池中溶解氧含量很低,利用兼性微生物的新陈代谢作用分解和转化有机成份,这一类微生物既能够利用水中游离的分子氧,也能够在厌氧条件下,从NO3 -或CO3 2-中摄取氧,兼氧池除了能对一般有机废水进行降解处理,还能有效地去除部分COD和转化降解某些好氧微生物较难降解的有机化合物,并使之能够被好氧微生物分解掉。
好氧工艺中采用微孔曝气推流式接触氧化法工艺,通过好氧细菌的生物化学过程来降解溶解性有机物,好氧池中装填组合填料用以固着微生物,处理过程废水中C源被生物转化CO2和细胞,NH3-N被亚硝酸菌氧化成NO2 -,再由硝化菌将NO2 -氧化成NO3 -,为满足生化要求,需要向好氧池中鼓入空气,为微生物提供氧和对混合液进行搅拌,污泥回流量应为好氧池处理水量的20~50%左右。
MBR(Membrane Bio-Reactor)膜法工艺也称为膜-生物反应器,利用膜分离装置将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质有效截留,使生化反应池中的活性污泥浓度(生物量)大大提高;实现水力停留时间和污泥停留时间的分别控制,将难降解的大分子有机物质截留在反应池中不断反应、降解。通过膜分离技术大大提高了生物反应器的处理效率,生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质好且稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制。
经过上述工艺的配合,出水水质完全符合国家污水排放标准,一部分直接排放,另一部分作为园林、工艺等用水循环使用。
作为改进,所述步骤A中酸处理所述的净化剂为三氯化铁。采用本改进方案,可以更加精确的对酸处理过程加以控制,去除含酸废水中的低级脂肪酸、未皂化物、色素类物质,为后续的三效蒸发工艺实施提供必要的条件。
作为改进,所述步骤A中酸处理过程中小样检测方法是指取过滤清液10毫升于玻璃试管中,加入5%的三氯化铁溶液2滴,放置3分钟,观察有无沉淀出现。无沉淀表示合格,有沉淀需进一步进行处理,直至检测合格。采用本改进方案后,可保证加入适量三氯化铁,使得料液合格。
作为优选,所述步骤B中碱处理过程中滤液加碱直至pH值为7.5。采用本优选方案,使得滤液在一个合适pH环境中,有利于下一步的分离。
作为改进,所述步骤D中蒸馏的操作温度:180~190℃,真空压表-0.08~-0.095Mpa,冷凝器进水温度100℃,出水温度125℃。采用本改进方案后,可保证蒸馏效果达到最优。
作为改进,所述步骤F中厌氧处理采用盐酸调节厌氧进水pH为6.8~7.2。采用本改进方案后,可保证厌氧微生物在合适的酸碱环境中,保证微生物良好的生物活性。
作为改进,所述第二部分的厌氧处理中使用的厌氧微生物为厌氧产甲烷菌。采用本改进方案,可以使得厌氧菌群在本废水环境下良好生长,废水COD降解效果好。
本发明与现有技术相比所产生的有益效果是:
本发明提供的12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法具有整体自动化程度高、生产效率高、员工劳动强度小、所需劳动力数量少、节能效果明显、甘油的提纯度高和废水COD降解效果好等优点,保证了12-羟基硬脂酸生产线的正常生产,降低生产成本,增强产品竞争力的同时,确保了废水达标排放,有效的防治污染,保护了生态环境,实现可持续发展。
附图说明
附图1是本发明的处理过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明所提供的一种12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法作以下详细说明。
如附图1所示,一种12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法,具体处理过程包括以下两个部分:
第一部分,对酸解工序废水回收利用处理,其具体的操作步骤包括:
A、对酸解工序废水进行酸处理:1)将汇集池中的含酸水用液下泵输送到酸处理罐内;2)加热使料液温度保持在50℃,在静止状态下撇除水面上部的悬浮杂质;3)通入压缩空气搅拌料液,在搅拌下加入浓度为48%的液碱,将料液pH值调节至4;4)加入净化剂三氯化铁,反应3分钟后,取小样进行测试,测试方法为:取过滤清液10毫升于玻璃试管中,加入5%的三氯化铁溶液2滴,放置3分钟,观察有无沉淀出现,无沉淀表示合格,有沉淀需进一步进行处理,直至检测合格;待料液合格后,泵入酸过滤机进行过滤,滤液流入碱处理罐,滤渣沉淀物装袋处理,当发现滤液浑浊时回流重新过滤。
B、对A步骤酸处理后的滤液进行碱处理:酸处理后的滤液进入碱处理罐后,加碱使pH值为7.5,之后经过滤机过滤,滤液进入三效蒸发阶段。
C、对步骤B产生滤液进行三效蒸发:滤液进入一效蒸发器,进行初步蒸发浓缩,然后进入二效蒸发器进一步浓缩,进入三效,三效采用负压蒸发,温度控制在60~80℃,从三效出来的废水中结晶出的硫酸钠通过旋液分离器、离心机分离出固体硫酸钠,同时得到甘油水,三效蒸发一效采用直接蒸汽加热,二效用一效产生的蒸汽加热,三效用二效产生的蒸汽加热,采用DCS自动控制系统,对液位高度和料液量实行自动控制,蒸发液冷凝水收集做工艺水回用,产生的废水汇集进行第二部分处理。
在传统工艺中采用双效蒸发加单效蒸发,完全手工操作,操作复杂繁琐,整个系统不稳,造成蒸发出的甘油含量低、含盐量高,给甘油的进一步提纯增加了很大成本,蒸出的硫酸钠含量低、数量少,本实施例中采用三效蒸发的方式,增加了DCS全自动控制系统,料位高度、进出料量自动补加,减少了人工操作的随意性和不稳定性,提高了准确度,较少人为误差,提高了产品质量,整个系统运行平稳,操作温度低,保证了甘油的质量并能使硫酸钠在较低的温度下大量结晶,结晶的颗粒较大,数量更多。
D、将步骤C产生的甘油水再进行蒸馏、脱色、过滤制得甘油,蒸馏过程包括由蒸馏釜、多组串联冷凝器及罗茨泵组真空冷凝器组成的设备。粗甘油预热后进入蒸馏釜,在真空负压状态下进行蒸馏,蒸馏液在多组串联泠凝器中分级冷凝,冷凝液流入储存罐中,其中操作温度:190℃,真空压表-0.095Mpa,冷凝器进水温度100℃,出水温度125℃。
E、将步骤D产生的甘油脱色、过滤,具体是指含量达到95%以上的甘油进入脱色罐,加热保持在70℃左右,在搅拌状态下加入0.3~0.4%的活性炭,搅拌2小时后,用泵将其打入过滤机进行过滤,开始过滤时,发现滤液浑浊要回流重新过滤。滤液进入待检储罐,检验合格后灌桶包装,滤渣排掉装袋处置。
进一步的,步骤C中产生的硫酸钠盐因其价值较低,只分离、提取出来,不再进行精制。
第二部分,对洗涤工序产生的废水和第一部分C、D步骤中产生废水进行生化处理:F、对第一部分步骤C、D中产生的废水和洗涤工序产生的废水混合加入石灰进行中和处理,在足够时间的反应下中和废水中的硫酸根,反应生成微溶于水的硫酸钙,从而以硫酸钙的形式降解水中硫酸根的含量、同时在空气的氧化作用下进一步的降解水中的COD。
G、前面F步骤中和处理后的废水进行厌氧处理:首先在废水中加入盐酸调节pH值,使厌氧进水的pH值达到7,由于厌氧微生物对温度的要求也很高,要求温度在35~38摄氏度之间才能保证正常的活性;因此需要蒸汽管加热以达到厌氧池厌氧处理的温度条件36℃、通过厌氧进水提升泵定量的进入厌氧反应池,在厌氧微生物的作用下进行厌氧处理。
废水处理最重要的就是分解废水中含有的有机物,即有效降低废水的COD,厌氧处理具有效率高、节省能源的特点,在废水处理中是关键的一个环节。厌氧生物处理是在缺氧条件下,利用厌氧性微生物(包括兼性厌氧微生物)分解污水中有机污染物的方法。上述第二部分的G步骤厌氧处理中使用的厌氧微生物为厌氧产甲烷菌,厌氧微生物的选择是由实验得出,在现有技术的厌氧处理中,人们大都选用厌氧产酸菌,为此,我们提供另一种厌氧产甲烷菌,即发酵产物产生甲烷,作为对比试验。实验数据如下表:
Figure GDA0000443054790000061
通过上述实验数据可以看出,厌氧产甲烷菌对环境要求低,易生存,在2000mg/L~3500mg/L废水环境中,适应能力强、对COD分解效果好。本实施例中的废水COD在2000mg/L~3500mg/L之间,能较好满足厌氧产甲烷菌的生存条件,适宜它们的生长,因此废水处理选用厌氧产甲烷菌。
H、对G步骤厌氧处理后的废水进行兼氧处理:采用兼氧加好氧接触氧化和活性污泥法相结合的生物处理法,沉淀污泥回流至兼氧池,主要用于处理催化氧化出水,利用微生物的代谢过程来净化废水,使废水经处理后进入I步骤处理。
I、对H步骤兼氧处理后的废水进行好氧处理:好氧池是生化处理的主要设施之一,本实施例中采用微孔曝气推流式接触氧化法,通过好氧细菌的生物化学过程来降解溶解性有机物。好氧池中装填组合填料来固着微生物,处理过程废水中C源被生物转化CO2和细胞,NH3-N被亚硝酸菌氧化成NO2 -,再由硝化菌将NO2 -氧化成NO3 -,为满足生化要求,需要向好氧池中鼓入空气,为微生物提供氧和对混合液进行搅拌,污泥回流量为好氧池处理水量的20~50%左右。
J、对I步骤好氧处理后的废水进行过滤处理,过滤处理采用保安过滤器完成,保安过滤器采用上进下出、过滤器的内部的过滤填料由石英沙至底部的鹅软石分层逐级排布,停留在石英沙上面的悬浮物,可由底部的反冲洗进水由顶部冲出过滤器进入生化污泥池。
K、对J步骤过滤处理后的废水进行MBR膜法处理,MBR膜法处理结合了膜分离技术和传统的污泥法的,充分利用膜的高效截留作用,能够有效地截留硝化菌,完全保留在生物反应器内,使硝化反应保证顺利进行,有效去除氨氮,避免污泥的流失,并且可以截留一时难于降解的大分子有机物,延长其在反应器的停留时间,使之得到最大限度的分解。主要污染物的去除率可达:COD≥93%、SS=100%。产水悬浮物和浊度几近于零,处理后的水质良好且稳定。
L、待水质符合下述标准要求后,
Figure GDA0000443054790000071
一部分排放,一部分作为园林、工艺等用水循环使用。
综上所述,本实施例采用上述废水处理方法使甘油和硫酸钠盐得到了分离,污水中COD由20000mg/L降至3500mg/L以下,然后再通过生化处理,处理后COD小于45mg/L;而且MBR膜法处理占地面积减小,占地面积较传统方式节省30%,无污泥沉降性问题;选用的厌氧菌种适应性强,处理能力大,能有效生化处理污水,较传统方法每吨处理费用可降低20元,实现达标排放,防治污染,保护生态环境,企业实现了可持续发展。

Claims (6)

1.一种12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法,其特征在于:具体处理包括以下两个部分: 
第一部分,对酸解工序废水回收利用处理: 
A.对酸解工序废水进行酸处理:1)将含酸水用泵输送到酸处理罐内;2)加热使料液温度保持在45~55℃,在静止状态下去除水面上部的悬浮杂质;3)通入压缩空气搅拌料液,在搅拌下加入液碱,将料液pH值调节至3.7~4.3;4)加入净化剂,反应2~5分钟后,取小样进行测试,待料液合格后,泵入酸过滤机进行过滤,滤液进入B步骤处理,滤渣装袋处理; 
B.对A步骤产生滤液进行碱处理:滤液进入碱处理罐后,加碱使pH值为7.3~7.8,之后经过滤机过滤,滤液进入C处理阶段,滤渣装袋处理; 
C.对步骤B产生滤液进行三效蒸发:滤液进入一效蒸发器,进行初步蒸发浓缩,然后进入二效蒸发器进一步浓缩,进入三效,三效采用负压蒸发,温度控制在60~80℃,从三效出来的废水中结晶出的硫酸钠通过旋液分离器、离心机分离出固体硫酸钠,同时得到甘油水,三效蒸发一效采用直接蒸汽加热,二效用一效产生的蒸汽加热,三效用二效产生的蒸汽加热,采用DCS自动控制系统,对液位高度和料液量实行自动控制,蒸发液冷凝水收集做工艺水回用,产生的废水汇集进行第二部分处理; 
D.将步骤C产生的甘油水再进行蒸馏、脱色、过滤制得甘油,其中蒸馏过程为:上述甘油水预热后进入蒸馏釜,在真空负压状态下进行蒸馏,蒸馏液在串联的冷凝器中分级冷凝,冷凝液流入储存罐中做工艺水回用,产生的废水汇集进行第二部分处理; 
第二部分,对洗涤工序产生的废水和第一部分C、D步骤中产生废水进行生化处理: 
E.对洗涤工序产生的废水和第一部分C、D步骤中产生废水混合,通过隔栅过滤,加入石灰进行中和处理,产生的废水进入F步骤处理,污泥收集进入污泥池处理; 
F.对步骤E产生的废水进行厌氧处理,产生的废水进入G步骤处理,污泥收集进入污泥池处理; 
G.对F步骤产生的废水,在兼氧池兼氧处理,产生的废水进入H步骤处理; 
H.对G步骤产生的废水进行好氧处理,产生的废水进入I步骤处理,污泥回流至兼氧池; 
I.对H步骤产生的废水进行过滤处理,过滤处理采用保安过滤器完成,过滤后的废水进入J步骤处理; 
J.对I步骤产生的废水进行MBR膜法处理,处理后的水部分回用作循环水,部分作为排放水进行排放。 
2.根据权利要求1所述的一种12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法,其特征在于:所述步骤A中酸处理所述的净化剂为三氯化铁。 
3.根据权利要求1所述的一种12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法,其特征在于:所述步骤B中碱处理过程中滤液加碱直至pH值为7.5。 
4.根据权利要求1所述的一种12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法,其特征在于:所述步骤D中蒸馏的操作温度:180~190℃,真空压表:-0.08~-0.095MPa,冷凝器进水温度100℃,出水温度125℃。 
5.根据权利要求1所述的一种12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法,其特征在于:所述步骤F中厌氧处理采用盐酸调节厌氧进水pH值为6.8~7.2。 
6.根据权利要求1所述的一种12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法,其特征在于:所述第二部分的厌氧处理中使用的厌氧微生物为厌氧产甲烷菌。 
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