CN102936052A

CN102936052A - 一种羧甲基纤维素生产废水资源化处理方法

Info

Publication number: CN102936052A
Application number: CN2012104942949A
Authority: CN
Inventors: 刘云; 董元华; 聂荣; 孙含元
Original assignee: Institute of Soil Science of CAS
Current assignee: Institute of Soil Science of CAS
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2032-11-28
Also published as: CN102936052B

Abstract

一种羧甲基纤维素生产废水资源化处理方法，处理步骤为：先配置混合有机溶剂，所述混合有机溶剂由萃取剂、助剂和稀释剂的混合制成，其中萃取剂在混合有机溶剂中的体系百分数30-60%，助剂在混合有机溶剂中的体积百分数1-30%，稀释剂在混合有机溶剂中的体系百分数40-70%，混合有机溶剂先与酸按照体积比63:1-45:1进行搅拌混合，然后与废水混合，混合有机溶剂与废水的体积比为1:3-4:1，静置分层，下层溶液为处理后废水，上层混合有机溶剂再与反萃取剂混合，静置分层，上层溶剂为再生有机溶剂，下层溶液为含有氯乙酸的反萃取剂溶液。有机溶剂经过碱液反萃取后，反萃取率达到95%以上，能够回收氯乙酸的产品。

Description

一种羧甲基纤维素生产废水资源化处理方法

技术领域

本发明属于环境修复技术领域，具体涉及一种羧甲基纤维素生产废水资源化处理方法。

背景技术

羧甲基纤维素是以纤维素、烧碱和氯乙酸为主要原料制成的一种高聚合纤维素醚，简称CMC，化合物分子量从几千到百万不等，是一种大分子化学物质。我国目前CMC生产企业近百家，总产量超过30万吨/年，而且近年来CMC的需求呈现快速增长的趋势。羧甲基纤维素生产过程中产生一定量高浓度有机化工废水，废水中既含有纤维素、羧甲基纤维素等大分子物质，又含有羟乙酸钠、氯乙酸、乙醇、乙醇钠以及无机盐等小分子物质，COD为20000-25000 mg/L，可利用价值最高的物质为乙醇酸钠，其含量约为5-10%。该废水可生化性差，采用常规的处理方法难以达到排放标准。对于该类废水报道较多的是采用微电解-UASB-接触氧化处理，但其处理效果仍然有限。专利201010137783.X公开了一种羧甲基纤维废水的处理技术，采用蒸馏-多效蒸发、脱盐技术-浓缩液后处理技术。专利201110283544.X公开了一种羧甲基纤维素废水的资源化处理方法，采用超滤-反渗透-蒸发进行浓缩结晶。上述方法处理工艺复杂，成本也相对较高。目前，该类废水的处理工程示例国内鲜有报道。

发明内容

解决的技术问题：本发明针对羧甲基纤维素废水，提供了一种操作方便、工艺简单，高效去除废水COD、实现资源回收的处理工艺。

技术方案：

一种羧甲基纤维素生产废水资源化处理方法，处理步骤为：先配制混合有机溶剂，所述混合有机溶剂由萃取剂、助剂和稀释剂组成，其中萃取剂在混合有机溶剂中的体系百分数30-60%%，助剂在混合有机溶剂中的体积百分数1-30%%，稀释剂在混合有机溶剂中的体系百分数40-70%，所述的萃取剂包括N235、N204、TiOA、N1923、N503中的一种或两种以上混合物，所述的助剂包括5-13个碳的脂肪醇或磷酸三丁酯（TBP），所述的稀释剂为磺化煤油、航空煤油或甲苯中的一种，混合有机溶剂先与酸按照体积比63:1-45:1进行搅拌混合，然后与废水混合，混合有机溶剂与废水的体积比为1:3-4:1，静置分层，下层溶液为处理后废水，上层混合有机溶剂再与反萃取剂混合，上层混合有机溶剂与反萃取剂的体积比为7:1-15:1，静置分层，上层溶液为再生有机溶剂，下层溶液为含有氯乙酸的反萃取剂溶液。

所述酸为硫酸或盐酸，硫酸或盐酸的浓度≥5%wt。

所述的反萃取剂为碱液，碱液循环使用，当碱液pH小于7时加入碱性物质至溶液pH≥9。

所述的碱性物质与碱液的溶质相同，为片碱、纯碱、氢氧化钙、氧化钙、氢氧化钾或碳酸钾。

有益效果：

本发明在应用于羧甲基纤维素废水处理中，由于废水大部分有机物含有羟基、羧基等官能团，而络合萃取对于这类物质的分离具有高效性和高选择性。因此采用萃取方法处理羧甲基纤维素废水，COD的去除率能达80%以上。有机溶剂经过碱液反萃取后，反萃取率达到95%以上，能够回收氯乙酸的产品。

具体实施方式

上述实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。

实施例1：

选取江苏某羧甲基纤维素生产废水，COD为25383mg/L。按体积百分比，N204占24%，N503占6%，C13醇占24%，磺化煤油占46%，搅拌混匀，制成混合有机溶剂。混合有机溶剂与浓硫酸混合，其体积比63:1。废水与混合有机溶剂混合搅拌，其体积比1:2，搅拌，静置分层。下层为处理后废水，COD去除率为85%。上层为混合有机溶剂，上层混合有机溶剂与20%wt的氢氧化钠搅拌，其体积比为10:1，静置分层，下层为含有乙醇酸浓缩碱液，上层为再生有机溶剂，其反萃率达到99%以上。

实施例2：

选取江苏某羧甲基纤维素生产废水，COD为25383mg/L。按体积百分比，TiOA占11%，N503占11%，异辛醇占28%，磺化煤油占50%，搅拌混匀，制成混合有机溶剂。混合有机溶剂与浓硫酸混合，其体积比60：1。废水与混合有机溶剂混合搅拌，其体积比1:3，搅拌，静置分层。下层为处理后废水，COD去除率为90%。上层为混合有机溶剂，上层混合有机溶剂与22%wt的氢氧化钠搅拌，其体积比为15：1，静置分层，下层为含有乙醇酸浓缩碱液，上层为再生有机溶剂，其反萃率达到97%以上。

实施例3：

选取江苏某羧甲基纤维素生产废水，COD为25383mg/L。按体积百分比，N1923占26%，N503占7%，正辛醇占5%，磺化煤油占62%，搅拌混匀，制成混合有机溶剂。混合有机溶剂与浓硫酸混合，其体积比50：1。废水与混合有机溶剂混合搅拌，其体积比1:2，搅拌，静置分层。下层为处理后废水，COD去除率为90%。上层为混合有机溶剂，上层混合有机溶剂与22%wt的氢氧化钾搅拌，其体积比为8：1，静置分层，下层为含有乙醇酸浓缩碱液，上层为再生有机溶剂，其反萃率达到96%以上。

实施例4：

选取江苏某羧甲基纤维素生产废水，COD为25383mg/L。按体积百分比，N235占14%， N503占7%，正辛醇占23%，磺化煤油占56%，搅拌混匀，制成混合有机溶剂。混合有机溶剂与浓硫酸混合，其体积比45：1。废水与混合有机溶剂混合搅拌，其体积比1:2，搅拌，静置分层。下层为处理后废水，COD去除率为96%。上层为混合有机溶剂，上层混合有机溶剂与22%wt的氢氧化钾搅拌，其体积比为7：1，静置分层，下层为含有乙醇酸浓缩碱液，上层为再生有机溶剂，其反萃率达到95%以上。

实施例5：

选取江苏某羧甲基纤维素生产废水，COD为25383mg/L。按体积百分比，N235占30%，正辛醇占1%，甲苯占69%，搅拌混匀，制成混合有机溶剂。混合有机溶剂与浓硫酸混合，其体积比55：1。废水与混合有机溶剂混合搅拌，其体积比1:2，搅拌，静置分层。下层为处理后废水，COD去除率为86%。上层为混合有机溶剂，上层混合有机溶剂与22%wt的氢氧化钾搅拌，其体积比为18：1，静置分层，下层为含有乙醇酸浓缩碱液，上层为再生有机溶剂，其反萃率达到97%以上。

实施例6：

选取江苏某羧甲基纤维素生产废水，COD为25383mg/L。按体积百分比，N235占34%，TBP占3%，航空煤油占63%，搅拌混匀，制成混合有机溶剂。混合有机溶剂与浓盐酸混合，其体积比25：1。废水与混合有机溶剂混合搅拌，其体积比1:4，搅拌，静置分层。下层为处理后废水，COD去除率为89%。上层为混合有机溶剂，上层混合有机溶剂与22%wt的氢氧化钾搅拌，其体积比为10：1，静置分层，下层为含有乙醇酸浓缩碱液，上层为再生有机溶剂，其反萃率达到96%以上。

实施例7：

选取江苏某羧甲基纤维素生产废水，COD为25383mg/L。按体积百分比，N503占40%，磺化煤油占60%，搅拌混匀，制成混合有机溶剂。混合有机溶剂与浓盐酸混合，其体积比45：1。废水与混合有机溶剂混合搅拌，其体积比1:4，搅拌，静置分层。下层为处理后废水，COD去除率为87%。上层为混合有机溶剂，上层混合有机溶剂与22%wt的碳酸钠搅拌，其体积比为10：1，静置分层，下层为含有乙醇酸浓缩碱液，上层为再生有机溶剂，其反萃率达到95%以上。

实施例8：

选取江苏某羧甲基纤维素生产废水，COD为25383mg/L。按体积百分比，N235占20%，N503占7%，正庚醇占13%，煤油占60%，搅拌混匀，制成混合有机溶剂。混合有机溶剂与浓盐酸混合，其体积比30：1。废水与混合有机溶剂混合搅拌，其体积比1:3，搅拌，静置分层。下层为处理后废水，COD去除率为89%。上层为混合有机溶剂，上层混合有机溶剂与15%wt的碳酸钾搅拌，其体积比为8：1，静置分层，下层为含有乙醇酸浓缩碱液，上层为再生有机溶剂，其反萃率达到96%以上。

实施例9：

选取江苏某羧甲基纤维素生产废水，COD为25383mg/L。按体积百分比，N235占10%，N503占17%，正庚醇占13%，煤油占60%，搅拌混匀，制成混合有机溶剂。混合有机溶剂与浓硫酸混合，其体积比63：1。废水与混合有机溶剂混合搅拌，其体积比3:1，搅拌，静置分层。经过3级萃取后，下层为处理后废水，COD去除率为96%。上层为混合有机溶剂，上层混合有机溶剂与15%wt的碳酸钠搅拌，其体积比为8：1，静置分层，下层为含有乙醇酸浓缩碱液，上层为再生有机溶剂，其反萃率达到96%以上。

Claims

1.一种羧甲基纤维素生产废水资源化处理方法，其特征在于处理步骤为：先配制混合有机溶剂，所述混合有机溶剂由萃取剂、助剂和稀释剂组成，其中萃取剂在混合有机溶剂中的体系百分数30-60%，助剂在混合有机溶剂中的体积百分数1-30%，稀释剂在混合有机溶剂中的体系百分数40-70%，所述的萃取剂包括N235、N204、TiOA、N1923、N503中的一种或两种以上混合物，所述的助剂包括5-13个碳的脂肪醇或磷酸三丁酯（TBP），所述的稀释剂为磺化煤油、航空煤油或甲苯中的一种，混合有机溶剂先与酸按照体积比63:1-45:1进行搅拌混合，然后与废水混合，混合有机溶剂与废水的体积比为1:3-4:1，静置分层，下层溶液为处理后废水，上层混合有机溶剂再与反萃取剂混合，上层混合有机溶剂与反萃取剂的体积比为7:1-15:1，静置分层，上层溶液为再生有机溶剂，下层溶液为含有氯乙酸的反萃取剂溶液。

2.如权利要求1所述的一种羧甲基纤维素生产废水资源化处理方法，其特征在于所述酸为硫酸或盐酸，硫酸或盐酸的浓度≥5%wt。

3.如权利要求1所述的一种羧甲基纤维素生产废水资源化处理方法，其特征在于所述的反萃取剂为碱液，碱液循环使用，当碱液pH小于7时加入碱性物质至溶液pH≥9。

4.如权利要求3所述的一种羧甲基纤维素生产废水资源化处理方法，其特征在于所述的碱性物质与碱液的溶质相同，为片碱、纯碱、氢氧化钙、氧化钙、氢氧化钾或碳酸钾。