CN102838240B - 羧甲司坦生产废水回收方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种羧甲司坦生产废水回收方法及系统。本发明系统包括双极膜电渗析脱盐系统和回收系统,所述的回收系统为酸浓缩回收系统、碱浓缩回收系统和羧甲司坦浓缩结晶系统。采用上述系统,可将羧甲司坦生产废水中的盐转化为相应的酸和碱,以脱除羧甲司坦生产废水中的盐,所得的酸和碱可直接或进一步处理后分别回用于羧甲司坦生产工艺中;利用羧甲司坦浓缩结晶系统进一步回收废水中的羧甲司坦。采用本发明方法处理羧甲司坦生产废水,避免了有机物污染、盐污染、氨氮污染;而且,回收的酸和碱可回用到羧甲司坦的生产工艺中,实现了零排放;回收的羧甲司坦提高了羧甲司坦产率,还可以弥补本发明方法的成本。
Description
技术领域
本发明属于制药化工领域,尤其涉及一种羧甲司坦生产废水回收方法及系统。
背景技术
羧甲司坦又称羧甲半胱氨酸(Carbocisteine),分子式为C5H9NO4S,白色结晶性粉末。羧甲司坦是粘痰调节剂,主要在细胞水平影响支气管腺体的分泌,使低粘度的唾液粘蛋白分泌增加,而高粘度的岩藻粘蛋白产生减少,因而使痰液的粘滞性降低,易于溶出。羧甲司坦用于慢性支气管炎、支气管哮喘等疾病引起的痰液粘稠、咯痰困难和痰阻塞气管等;亦可用于防治手术后咯痰困难和肺炎合并症;也可用于小儿非化脓性中耳炎,有预防耳聋效果。
羧甲司坦生产废水与典型的氨基酸生产法废水类似,具有有机物浓度高、盐含量(如铵根离子、氯离子)高和氨氮高等特点。针对此类废水目前有物理化学法、生物法等处理方法,物理化学方法,药剂耗量大,同时产生二次污染;过高的氨氮和氯离子对微生物的抑制作用和高COD,则使生物法处理难度大,效果差。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题,本发明针对羧甲司坦生产废水含有高含量盐和高价值羧甲司坦的特点,提供了一种处理效果优、处理成本低的羧甲司坦生产废水回收方法及系统。
本发明提供了一种羧甲司坦生产废水处理系统,包括相互连通的双极膜电渗析脱盐系统和回收系统,所述的回收系统包括酸浓缩回收系统和碱浓缩回收系统中的至少一种和羧甲司坦浓缩结晶系统。
针对上述羧甲司坦生产废水处理系统,本发明给出以下三种具体的处理系统:
第一类处理系统的双极膜电渗析脱盐系统是由双极膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜交替排列组成的酸室、碱室、盐室三隔室双极膜电渗析系统,简称为BP-A-C/BMED双极膜电渗析系统。所述的BP-A-C/BMED双极膜电渗析系统包括正、负电极、极室和位于正、负电极之间依次交替排列的阴离子交换膜、双极膜和阳离子交换膜,依次交替排列的阴离子交换膜、双极膜和阳离子交换膜之间依次交替构成碱室、酸室和盐室;酸浓缩回收系统与酸室相连通,所述的碱浓缩回收系统与碱室相连通,所述的羧甲司坦浓缩结晶系统与盐室相连通。
第二类处理系统的双极膜电渗析脱盐系统是由双极膜、阴离子交换膜交替排列组成的碱/盐室、酸室两隔室双极膜电渗析系统,简称为BP-A/BMED双极膜电渗析系统,所述的BP-A/BMED双极膜电渗析系统包括正、负电极、极室和位于正、负电极之间依次交替排列的阴离子交换膜和双极膜,依次交替排列的阴离子交换膜和双极膜之间依次交替构成酸室和碱/盐室。本类系统还包括有分离碱和羧甲司坦的分离系统,所述的酸浓缩回收系统与酸室相连通,碱/盐室、分离碱和羧甲司坦的分离系统、羧甲司坦浓缩结晶系统依次相连通,碱/盐室、分离碱和羧甲司坦的分离系统、碱浓缩回收系统依次相连通,羧甲司坦浓缩结晶系统还与双极膜电渗析脱盐系统的碱/盐室直接相连通。
第三类处理系统的双极膜电渗析脱盐系统是由双极膜、阳离子交换膜交替排列组成的酸/盐室、碱室两隔室双极膜电渗析系统,简称为BP-C/BMED双极膜电渗析系统,所述的BP-C/BMED双极膜电渗析系统包括正、负电极、极室和位于正、负电极之间依次交替排列的阳离子交换膜和双极膜,依次交替排列的阳离子交换膜和双极膜之间依次交替构成碱室和酸/盐室。本类系统还包括有分离酸和羧甲司坦的分离系统,所述的碱浓缩回收系统与碱室相连通,酸/盐室、分离酸和羧甲司坦的分离系统、羧甲司坦浓缩结晶系统依次相连通,酸/盐室、分离酸和羧甲司坦的分离系统、酸浓缩回收系统依次相连通,羧甲司坦浓缩结晶系统还与双极膜电渗析脱盐系统的酸/盐室直接相连通。
上述分离碱和羧甲司坦的分离系统可以采用减压膜蒸馏器;分离酸和羧甲司坦的分离系统可以采用扩散渗析器或减压蒸馏器;羧甲司坦浓缩结晶系统为羧甲司坦结晶器。
本发明还提供了采用上述处理系统的羧甲司坦生产废水回收方法。
采用第一类处理系统的羧甲司坦生产废水回收方法包括步骤:
1)将羧甲司坦生产废水泵入盐室,向极室中加入电解液;为了节省能耗,可向酸室中加入酸溶液作为初始溶液,向碱室中加入碱溶液或盐溶液作为初始溶液,所加入的酸溶液的优选浓度为0.01~0.2mol/L,所加入的碱溶液或盐溶液的优选浓度为0.01~0.2mol/L;加入的酸溶液的溶质与羧甲司坦生产废水中欲脱除的盐具有相同的阴离子或阴离子团,所加入的碱或盐溶液的溶质与羧甲司坦生产废水中欲脱除的盐具有相同的阳离子或阳离子团。
2)在正负电极之间施加直流电流,所施加的直流电流的电流密度优选为300~1500A/m2,对羧甲司坦生产废水进行电渗析脱盐,酸室得到酸溶液,碱室得到碱溶液,盐室得到脱盐后的羧甲司坦水溶液;所得到的酸为与羧甲司坦生产废水中所含盐的阴离子或阴离子相对应的酸,所得到的碱为与羧甲司坦生产废水中所含盐的阳离子或阳离子相对应的碱。
3)终止电渗析脱盐后,进行如下回收步骤,该回收步骤可参见图4:
a、将酸室和碱室中所得酸溶液和碱溶液经浓缩后回收;
b、检测盐室所得羧甲司坦溶液的浓度,当浓度大于预设浓度值时,采用羧甲司坦结晶器将所得羧甲司坦溶液经浓缩后结晶,否则,将所得羧甲司坦溶液返回双极膜电渗析脱盐系统,重新执行步骤1)~2)。
上述终止电渗析脱盐的条件为:
在线监测盐室的电导率,当盐室的电导率为1~30mS/cm时终止电渗析脱盐。
双极膜中水解离成氢离子和氢氧根离子,氢离子进入酸室,氢氧根离子进入碱室,羧甲司坦生产废水中盐的阴离子或阴离子团透过阴离子交换膜进入酸室,与酸室中的氢离子结合成酸;羧甲司坦生产废水中盐的阳离子或阳离子团透过阳离子交换膜进入碱室,与碱室中的氢氧根离子结合成碱;从而达到脱除羧甲司坦生产废水中的盐的目的。羧甲司坦由于其低迁移数特点,因此大部分保留在盐室中。
采用第二类处理系统的羧甲司坦生产废水回收方法包括步骤:
1)将羧甲司坦生产废水泵入碱/盐室,向极室中加入电解液;为了节省能耗,向酸室中加入酸溶液作为初始溶液,所加入酸溶液的优选浓度为0.01~0.2mol/L;加入的酸溶液的溶质与羧甲司坦生产废水中欲脱除的盐具有相同的阴离子或阴离子团。
2)在正负电极之间施加直流电流,所施加的直流电流的电流密度优选为300~1500A/m2,对羧甲司坦生产废水进行电渗析脱盐,酸室得到酸溶液,碱/盐室得到脱盐后的羧甲司坦和碱的混合溶液;所得到的酸为与羧甲司坦生产废水中所含盐的阴离子或阴离子相对应的酸,所得到的碱为与羧甲司坦生产废水中所含盐的阳离子或阳离子相对应的碱。
3)终止电渗析脱盐后,进行如下回收步骤,该回收步骤可参见图5:
a、将酸室中所得酸溶液经浓缩后回收;
b、采用减压膜蒸馏法分离碱/盐室所得混合溶液得到碱溶液和羧甲司坦溶液,将分离得到的碱溶液经浓缩后回收;检测分离所得羧甲司坦溶液的浓度,当浓度大于预设浓度值时,采用羧甲司坦结晶器将所得羧甲司坦溶液经浓缩后结晶,否则,将所得羧甲司坦溶液返回双极膜电渗析脱盐系统,重新执行步骤1)~2)。
上述终止电渗析脱盐的条件为:
在线监测碱/盐的电导率,当碱/盐室的电导率为2~30mS/cm时终止电渗析脱盐。
双极膜中水解离成氢离子和氢氧根离子,氢离子进入酸室,氢氧根离子进入碱/盐室,羧甲司坦生产废水中盐的阴离子或阴离子团透过阴离子交换膜进入酸室,与酸室中的氢离子结合成酸;羧甲司坦生产废水中盐的阳离子或阳离子团在碱/盐室中与氢氧根离子结合成碱;羧甲司坦由于其低迁移数特点,因此大部分保留在碱/盐室中。电渗析分离开始后,在碱/盐室生产碱,形成碱、羧甲司坦生产废水的混合溶液,随着电渗析分离的继续进行,碱/盐室中碱浓度升高,羧甲司坦生产废水中盐浓度降低,羧甲司坦和所生产的碱保留在碱/盐室中。
采用第三类处理系统的羧甲司坦生产废水回收方法包括步骤:
1)将羧甲司坦生产废水泵入酸/盐室,向极室中加入电解液;为了节省能耗,可向碱室中加入碱或盐溶液作为初始溶液,所加入碱或盐溶液的优选浓度为0.01~0.2mol/L;加入的碱或盐溶液的溶质与羧甲司坦生产废水中欲脱除的盐具有相同的阴离子或阴离子团。
2)在正负电极之间施加直流电流,所施加的直流电流的电流密度优选为300~1500A/m2,对羧甲司坦生产废水进行电渗析脱盐,碱室得到碱溶液,酸/盐室得到脱盐后的羧甲司坦和酸的混合溶液;所得到的酸为与羧甲司坦生产废水中所含盐的阴离子或阴离子相对应的酸,所得到的碱为与羧甲司坦生产废水中所含盐的阳离子或阳离子相对应的碱。
3)终止电渗析脱盐后,进行如下回收步骤,该回收步骤可参见图5:
a、将碱室中所得碱溶液经浓缩后回收;
b、采用扩散渗析法或减压蒸馏法分离碱/盐室所得混合溶液得到碱溶液和羧甲司坦溶液,将分离得到的碱溶液经浓缩后回收;检测分离所得羧甲司坦溶液的浓度,当浓度大于预设浓度值时,将所得羧甲司坦溶液经浓缩后结晶,否则,将所得羧甲司坦溶液返回双极膜电渗析脱盐系统,重新执行步骤1)~2)。
上述终止电渗析脱盐的条件为:
在线监测酸/盐的电导率,当酸/盐中盐的转化率达到25%~90%时,终止电渗析脱盐。
双极膜中水解离成氢离子和氢氧根离子,氢离子进入酸/盐室,氢氧根离子进入碱盐室,羧甲司坦生产废水中盐的阳离子或阳离子团透过阳离子交换膜进入碱室,与碱室中的氢氧根离子结合成碱;羧甲司坦生产废水中盐的阴离子或阴离子团在酸室中与氢离子结合成酸;羧甲司坦由于其低迁移数特点,因此大部分保留在酸/盐室中。电渗析分离开始后,在酸/盐室生产酸,形成酸、羧甲司坦生产废水的混合溶液,随着电渗析分离的继续进行,酸/盐室中酸浓度升高,羧甲司坦生产废水中盐浓度降低,羧甲司坦和所生产的酸保留在酸/盐室中。
上述羧甲司坦生产废水回收方法中的步骤1)和2)可以作为单独方法用来脱除羧甲司坦生产废水中所含的盐。
因此,本发明还提出了一种羧甲司坦生产废水的双极膜电渗析脱盐方法,该方法采用了上述的双极膜电渗析脱盐系统,包括步骤:
1)将羧甲司坦生产废水泵入盐室、碱/盐室或酸/盐室,向极室中注入电解质溶液;
2)在正负电极之间施加直流电流,所施加的直流电流的电流密度优选为300~1500A/m2,对羧甲司坦生产废水进行电渗析脱盐。
为了节省能耗,在步骤1)中将酸溶液泵入酸室作为初始溶液,将碱或盐溶液泵入碱室作为初始溶液,所述的酸溶液的溶质与羧甲司坦生产废水中欲脱除的盐具有相同的阴离子或阴离子团,所述的碱或盐溶液的溶质与羧甲司坦生产废水中欲脱除的盐具有相同的阳离子或阳离子团。所述的酸、碱室的初始酸溶液、初始碱溶液、初始盐溶液的优选浓度为0.01~0.2mol/L。
结束步骤2)的电渗析脱盐的条件为“
在线监测盐室、酸/盐室或碱/盐室的电导率,当盐室的电导率为1~30mS/cm、或碱/盐室的电导率为2~30ms/cm、或酸/盐室盐的转化率达到25%~90%时,终止电渗析脱盐。
双极膜在直流电场下解离水成为氢离子和氢氧根离子,氢离子与羧甲司坦生产废水中的阴离子或阴离子团(例如氯离子)结合成酸,氢氧根离子与羧甲司坦生产废水中的阳离子(例如铵根离子)结合成碱,羧甲司坦由于其低迁移数,在电场作用下很少迁移。本发明基于上述原理构建了双极膜与阴、阳离子交换膜交替排列的BP-A-C/BMED、BP-A/BMED、BP-C/BMED双极膜电渗析系统,双极膜和阴、阳离子交换膜中间以隔板隔开,形成相应的隔室,即工作区域。通过上述双极膜电渗析系统,羧甲司坦生产废水中的盐和双极膜解离出的氢离子和氢氧根离子结合得到相应的酸和碱,在上述三种类型的双极膜电渗析系统中,羧甲司坦分别保留在脱除了大部分盐的淡水中、碱/盐室的碱和盐溶液中、酸/盐室的酸和盐溶液中。
与现有技术相比,本发明具有以下优点和有益效果:
1、羧甲司坦生产废水中含有大量的氯化铵或其他的盐,并残留一定浓度的羧甲司坦,直接排放将给水体带来严重的有机物污染、盐污染和氨氮污染。因此,采用本发明方法可以将羧甲司坦生产废水中的盐大部分转化成对应的酸和碱,从而消除了盐污染;当所含的盐为氯化铵等铵盐时,铵离子转化成氨水,可以降低氨氮污染;本发明方法可以将羧甲司坦生产废水中的羧甲司坦回收,可以消除有机物污染。同时,转化的酸和碱可回用于羧甲司坦的生产工艺或其他生产工艺中,节约成本的同时还可减少羧甲司坦生产废水的排放量;回收的羧甲司坦提高了羧甲司坦产率。
2、本发明处理方法无需额外添加化学物质,条件温和;且回收物质为羧甲司坦、酸和碱,羧甲司坦是生产过程的产品,回收的羧甲司坦可提高单位原料的产品产率;酸和碱可回用于羧甲司坦或其他产品的生产过程,可减少生产过程单位产品的原料消耗;回收的羧甲司坦、酸和碱所产生的价值可部分或全部弥补废水处理运行成本和建设成本。
3、本发明方法易于实现自动化,本发明系统占地面积小,而且本发明方法可以实现羧甲司坦生产废水的零排放和少排放,发展潜力巨大。
附图说明
图1为酸室、碱室、盐室三隔室双极膜电渗析(BP-A-C/BMED)系统的结构及工作原理示意图;
图2为酸/盐室、碱室两隔室双极膜电渗析(BP-C/BMED)系统的结构及工作原理示意图;
图3为碱/盐室、酸室两隔室双极膜电渗析(BP-A/BMED)系统的结构及工作原理示意图;
图4为本发明用于羧甲司坦生产废水的处理系统的具体实施的结构示意图;
图5为本发明用于羧甲司坦生产废水的处理系统的具体实施的结构示意图;
图6为分离羧甲司坦和碱的混合溶液的工艺流程图;
图7为分离羧甲司坦和酸的混合溶液的第一种工艺流程图;
图8为分离羧甲司坦和酸的混合溶液的第二种工艺流程图。
图中:1-阳离子交换膜,2-双极膜,3-阴离子交换膜。
具体实施方式
图1~3所示的工作原理均是以含义氯化铵的羧甲司坦生产废水为例。下面结合具体实施例并参考图1~3对本发明进一步详细的说明,仅在于说明本发明而决不限制本发明。
实施例1
以双极膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜依次交替排列构成的三隔室6单元BP-A-C/BMED双极膜电渗析系统,参见图1,其中膜有效面积842cm2。本实施例所试验的羧甲司坦生产废水中氯化铵和羧甲司坦含量分别为2mol/L和1g/L,电导率为171mS/cm。向盐室泵入羧甲司坦生产废水碱室以浓度为0.05mol/L的氨水溶液作为初始溶液,酸室以浓度为0.05mol/L的盐酸溶液作为初始溶液,极室溶液为0.5mol/L的氯化钠溶液。在膜面流速为3cm/s、外加恒定电压16V的条件下,采用间歇式操作模式,用氨水调节盐室的pH在2~3之间,当盐室电导率降到1~30mS/cm时,终止电渗析分离。
上述间歇式操作模式指料液一次性加入料液水箱、随后循环运行直到试验终止的模式。
碱室中的氨水浓度为1.66mol/L,酸室中的盐酸浓度为0.92mol/L,平均单位能耗为200W.h/mol,平均电流效率15%,羧甲司坦生产废水中的羧甲司坦有85%保留在脱除部分氯化铵的淡水中。
实施例2
以双极膜与阳离子交换膜交替排列构成两隔室五单元的BP-C/BMED双极膜电渗析系统,参见图2,其中膜有效面积735cm2,隔板厚度为0.132cm。本实施例所试验的羧甲司坦生产废水中氯化铵和羧甲司坦含量分别为0.5mol/L和
1g/L。向酸/盐室泵入羧甲司坦生产废水,碱室以浓度为0.05mol/L的氨水溶液作为初始溶液,极室为0.5mol/L的氯化钠溶液。在膜面流速为3cm/s、电流密度为500A/m2条件下,采用间歇式操作模式,并在线监测碱室和酸/盐室中的pH值和电导率。在酸/盐室盐的转化率近50%时,终止电渗析分离。
碱室中的氨水浓度为0.36mol/L,酸/盐室中的盐酸浓度为0.27mol/L,平均单位能耗为600W.h/mol,电流效率为20~25%;羧甲司坦生产废水中的羧甲司坦有90%保留在酸/盐室中。
实施例3
本实施例所采用的双极膜电渗析系统同实施例2。本实施例所试验的羧甲司坦生产废水中氯化铵和羧甲司坦含量分别为2mol/L和1g/L。向酸/盐室泵入羧甲司坦生产废水,碱室以浓度为0.05mol/L的氨水溶液作为初始溶液,极室为0.5mol/L的氯化钠溶液。在膜面流速为3cm/s、电流密度为500A/m2条件下,采用间歇式操作模式,并在线监测碱室和酸/盐室中的pH值和电导率。在酸/盐室盐的转化率40%时,终止电渗析分离。
碱室中的氨水浓度为0.62mol/L,酸/盐室中的盐酸浓度为0.55mol/L,平均单位能耗为350W.h/mol,电流效率为28%;羧甲司坦生产废水中的羧甲司坦有90%保留在酸/盐室中。
实施例4
以双极膜与阴离子交换膜交替排列构成两隔室五单元的BP-A/BMED双极膜电渗析系统,参见图3,其中膜有效面积7×21cm2,隔板厚度为0.132cm。本实施例所试验的羧甲司坦生产废水中氯化铵和羧甲司坦含量分别为0.5mol/L和1g/L。向碱/盐室泵入2L的羧甲司坦生产废水,酸室以浓度为0.1mol/L盐酸溶液作为初始溶液,极室为0.5mol/L的氯化钠溶液。在膜面流速为3cm/s、电流密度为500A/m2条件下,采用间歇式操作模式,并在线监测酸室和碱/盐室中的pH值和电导率。在碱/盐室电导率为8.2mS/cm时,终止电渗析分离。
酸室中的盐酸浓度为0.41mol/L,碱/盐室中的氨水浓度为0.31mol/L。本次电渗析过程平均单位能耗(每脱除1mol盐消耗的能量)为125W.h/mol,平均电流效率为47%,羧甲司坦生产废水中的羧甲司坦有69%保留在碱/盐室中。
实施例5
本实施例所采用的双极膜电渗析系统同实施例4。本实施例所试验的羧甲司坦生产废水中氯化铵和羧甲司坦含量分别为1mol/L和1g/L。向碱/盐室泵入羧甲司坦生产废水,酸室以浓度为0.1mol/L盐酸溶液作为酸室的初始溶液,极室为0.5mol/L的氯化钠溶液。在膜面流速为3cm/s、电流密度为500A/m2条件下,采用间歇式操作模式,并在线监测酸室和碱/盐室中的pH值和电导率。在碱/盐室电导率为13.8mS/cm时,终止电渗析分离。
酸室中的盐酸浓度为0.65mol/L,碱/盐室中的氨水浓度为0.64mol/L,平均单位能耗为114W.h/mol,电流效率为42%;羧甲司坦生产废水中的羧甲司坦有92%保留在碱/盐室中。
本发明中,注入极室电解质溶液不仅限于氯化钠溶液,采用其他的电解质溶液均是可行的,例如硫酸铵。酸室和碱室中并不一定要注入酸溶液、碱溶液或盐溶液,仅注入清水也是可行的。实施例1~5中均是利用磁力泵来控制膜面流速,但是并不局限于仅以磁力泵作为流体输送动力,实施例1~5双极膜电渗析装置也可采用单级或多级连续式操作模式。
本发明方法不仅限于处理含氯化铵的羧甲司坦生产废水,同样适用于含有氯化钠、硫酸钠或硫酸铵等盐的羧甲司坦生产废水。
Claims (6)
1.一种羧甲司坦生产废水的双极膜电渗析脱盐方法,其特征在于,
采用相互连通的双极膜电渗析脱盐系统和回收系统进行双极膜电渗析脱盐;
所述的回收系统包括酸浓缩回收系统和碱浓缩回收系统中的至少一种和羧甲司坦浓缩结晶系统;
所述的双极膜电渗析脱盐系统为:
①包括正、负电极、极室和位于正、负电极之间依次交替排列的阳离子交换膜、双极膜和阴离子交换膜,依次交替排列的阳离子交换膜、双极膜和阴离子交换膜之间依次交替构成碱室、酸室和盐室;酸浓缩回收系统与酸室相连通,碱浓缩回收系统与碱室相连通,羧甲司坦浓缩结晶系统与盐室相连通;
或,②包括正、负电极、极室和位于正、负电极之间依次交替排列的阴离子交换膜和双极膜,依次交替排列的阴离子交换膜和双极膜之间依次交替构成酸室和碱/盐室,酸浓缩回收系统与酸室相连通,碱/盐室、分离碱和羧甲司坦的分离系统、羧甲司坦浓缩结晶系统依次相连通,碱/盐室、分离碱和羧甲司坦的分离系统、碱浓缩回收系统依次相连通,羧甲司坦浓缩结晶系统还与碱/盐室直接连通;
或,③包括正、负电极、极室和位于正、负电极之间依次交替排列的阳离子交换膜和双极膜,依次交替排列的阳离子交换膜和双极膜之间依次交替构成碱室和酸/盐室,碱浓缩回收系统与碱室相连通,酸/盐室、分离酸和羧甲司坦的分离系统、羧甲司坦浓缩结晶系统依次相连通,酸/盐室、分离酸和羧甲司坦的分离系统、酸浓缩回收系统依次相连通,羧甲司坦浓缩结晶系统还与酸/盐室直接连通;
所述的双极膜电渗析脱盐方法包括步骤:
1)将羧甲司坦生产废水泵入盐室、碱/盐室或酸/盐室,向极室中注入电解质溶液;
2)在正负电极之间施加直流电流,对羧甲司坦生产废水进行电渗析脱盐。
2.权利要求1所述的羧甲司坦生产废水的双极膜电渗析脱盐方法,其特征在于:
步骤1)中将酸溶液泵入酸室作为初始溶液,将碱或盐溶液泵入碱室作为初始溶液,所述的酸溶液的溶质与羧甲司坦生产废水中欲脱除的盐具有相同的阴离子或阴离子团,所述的碱或盐溶液的溶质与羧甲司坦生产废水中欲脱除的盐具有相同的阳离子或阳离子团。
3.权利要求1所述的羧甲司坦生产废水的双极膜电渗析脱盐方法,其特征在于:
在步骤2)中,在线监测盐室、碱/盐室或酸/盐室的电导率,当盐室的电导率为1~30mS/cm、或碱/盐室的电导率为2~30ms/cm、或酸/盐室盐的转化率达到25%~90%时,终止电渗析脱盐。
4.一种羧甲司坦生产废水回收方法,其特征在于,
采用相互连通的双极膜电渗析脱盐系统和回收系统进行双极膜电渗析脱盐;
所述的回收系统包括酸浓缩回收系统和碱浓缩回收系统中的至少一种和羧甲司坦浓缩结晶系统;
所述的双极膜电渗析脱盐系统为:
①包括正、负电极、极室和位于正、负电极之间依次交替排列的阳离子交换膜、双极膜和阴离子交换膜,依次交替排列的阳离子交换膜、双极膜和阴离子交换膜之间依次交替构成碱室、酸室和盐室;酸浓缩回收系统与酸室相连通,碱浓缩回收系统与碱室相连通,羧甲司坦浓缩结晶系统与盐室相连通;
或,②包括正、负电极、极室和位于正、负电极之间依次交替排列的阴离子交换膜和双极膜,依次交替排列的阴离子交换膜和双极膜之间依次交替构成酸室和碱/盐室,酸浓缩回收系统与酸室相连通,碱/盐室、分离碱和羧甲司坦的分离系统、羧甲司坦浓缩结晶系统依次相连通,碱/盐室、分离碱和羧甲司坦的分离系统、碱浓缩回收系统依次相连通,羧甲司坦浓缩结晶系统还与碱/盐室直接连通;
或,③包括正、负电极、极室和位于正、负电极之间依次交替排列的阳离子交换膜和双极膜,依次交替排列的阳离子交换膜和双极膜之间依次交替构成碱室和酸/盐室,碱浓缩回收系统与碱室相连通,酸/盐室、分离酸和羧甲司坦的分离系统、羧甲司坦浓缩结晶系统依次相连通,酸/盐室、分离酸和羧甲司坦的分离系统、酸浓缩回收系统依次相连通,羧甲司坦浓缩结晶系统还与酸/盐室直接连通;
所述的羧甲司坦生产废水回收方法包括步骤:
1)将羧甲司坦生产废水泵入盐室、碱/盐室或酸/盐室,向极室中注入电解质溶液;
2)在正负电极之间施加直流电流,对羧甲司坦生产废水进行电渗析脱盐,酸室得到酸溶液,碱室得到碱溶液,盐室、酸/盐室、碱/盐室分别得到脱盐后的羧甲司坦水溶液、脱盐后的羧甲司坦和酸的混合溶液、脱盐后的羧甲司坦和碱的混合溶液;所述的酸为与羧甲司坦生产废水中所含盐的阴离子或阴离子相对应的酸,所述的碱为与羧甲司坦生产废水中所含盐的阳离子或阳离子相对应的碱;
3)终止电渗析脱盐后,根据所采用的处理系统进行如下回收步骤:
a、将酸室和/或碱室中所得酸溶液或碱溶液经浓缩后回收;
b、检测盐室所得羧甲司坦溶液的浓度,当浓度大于预设浓度值时,将所得羧甲司坦溶液经浓缩后结晶,否则,将所得羧甲司坦溶液返回双极膜电渗析脱盐系统,重新执行步骤1)~2);
c、分离酸/盐室或碱/盐室所得混合溶液得到酸或碱溶液和羧甲司坦溶液,将分离得到的酸或碱溶液经浓缩后回收;检测分离所得羧甲司坦溶液的浓度,当浓度大于预设浓度值时,将所得羧甲司坦溶液经浓缩后结晶,否则,将所得羧甲司坦溶液返回双极膜电渗析脱盐系统,重新执行步骤1)~2)。
5.权利要求4所述的羧甲司坦生产废水回收方法,其特征在于:
步骤1)中将酸溶液泵入酸室作为初始溶液,将碱或盐溶液泵入碱室作为初始溶液,所述的酸溶液的溶质与羧甲司坦生产废水中欲脱除的盐具有相同的阴离子或阴离子团,所述的碱或盐溶液的溶质与羧甲司坦生产废水中欲脱除的盐具有相同的阳离子或阳离子团。
6.权利要求4所述的羧甲司坦生产废水回收方法,其特征在于:
步骤2)中,在线监测各工作区域的电导率,当盐室的电导率为1~30mS/cm、或碱/盐室的电导率为2~30ms/cm、或酸/盐室盐的转化率达到25%~90%时,终止电渗析脱盐。
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