CN103241885A

CN103241885A - 一种分散染料的酸性废水处理方法

Info

Publication number: CN103241885A
Application number: CN2013101812774A
Authority: CN
Inventors: 胡启木; 李学坤
Original assignee: SHAOXING QICAI CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: SHAOXING QICAI CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2013-08-14

Abstract

本发明涉及一种分散染料的酸性废水处理方法，属于染料行业三废治理技术领域。首先收集工业生产上的硫酸或盐酸废水，用碱中和酸性废水到pH值5.0-7.0，加入活性炭、硅藻土或者是两者任意混合吸附剂进行吸附脱色，过滤分离吸附剂，最后对废水进行蒸发浓缩结晶，获得高品质的硫酸钠或者氯化钠盐潮品，干燥后可再利用。具有绿色环保、效率高、可行性好等优点。

Description

一种分散染料的酸性废水处理方法

技术领域

本发明涉及一种分散染料的酸性废水处理方法，属于染料行业三废治理技术领域。

背景技术

染料工业生产过程中，会产生大量的高酸度、高COD的废水，这种废水如不进行处理，将严重污染环境，传统的酸性废水治理方法是采用石灰中和，但治理成本高，且治理过程中会产生大量的硫酸钙及附着的有机物，为三废处理过程造成的二次污染，因而三废处理，尤其是废水处理一直是染料污染源治理的难题，无法得到有效、安全、清洁的处理，将会严重制约企业的发展。

近年来，不少文献中有报道将废水中的酸性进行中和处理，考虑到成本的因素，普遍采用氨水作为中和剂，这种方式一定程度上解决了废水的高酸度问题，然而，由于氨水具有弱碱性和不稳定性，而氨水为无色透明且具有刺激性气味，且易挥发，使用过程中，会给处理过程带来刺鼻的气味，造成二次污染，同时，由于氨水易挥发，挥发处的氨气（NH₃）会对人体的眼、鼻、皮肤有刺激性和腐蚀性严重时造成窒息，当氨气含量到达一定浓度后，遇火或热量会造成安全事故，在国内外使用氨的领域事故不断，特别是近年来在我国，氨已经作为重大危险源进行管理，可见使用氨进行废水治理，安全危险性极高。

有基于此，做出本发明。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种绿色环保、效率高、可行性好分散染料的酸性废水处理方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种分散染料的酸性废水处理方法，首先收集工业生产上的硫酸或盐酸废水，用碱中和酸性废水到pH值5.0-7.0，加入活性炭、硅藻土或者是两者任意混合吸附剂进行吸附脱色，过滤分离吸附剂，最后对废水进行蒸发浓缩结晶，获得高品质的硫酸钠或者氯化钠盐潮品，干燥后可再利用。具体步骤如下：

（1）收集废水：将分散染料的工业生产中产生的硫酸废水或者盐酸废水分别收集到储槽中，其中，酸性废水一般含硫酸或盐酸量0.1-10%；

（2）中和：将步骤（1）中酸性废水加入到中和装置中，并用碱中和到废水的pH值5.0-7.0，中和后的废水进入吸附脱色装置，其中，中和采用的碱为片碱、纯碱、小苏打或者这几种碱任意比例混合物；

（3）脱色吸附：将步骤（2）中和后的废水温度维持在30-80℃，同时按废水总量的0.01-10wt%添加吸附剂，吸附时间在0.1-10小时，过滤除去吸附剂，得到中和液，其中，吸附剂的添加量优选为废水总质量的0.1-10%；

（4）蒸发、浓缩、结晶：将中和液进行蒸发浓缩结晶，分离结晶物后，将母液重新送回到步骤（3）的吸附装置，除去浓缩富集的残留有机物；蒸发冷凝的热水可以重新利用。其中，中和液为氯化钠或者硫酸钠溶液，分离的结晶物为硫酸钠或氯化钠盐潮品。

其中，步骤（3）所述的吸附脱色过程是除去废水含有的有机物，整个吸附过程，当原废水中有机物的除去率达到80-90%，可认为吸附结束；没有达到目标（有机物除去率为80-90%）时，可增加0.1-1%的吸附剂继续吸附，并增加1-3小时的吸附时间，确保废水中有机物除去率达到80-90%。

其中，本发明中涉及的具体化学反应如下：

2NaOH+H₂SO₄→Na₂SO₄+2H₂O

Na₂CO₃+H₂SO₄→Na₂SO₄+H₂O+CO₂

2NaHCO₃+H₂SO₄→Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂

NaOH+HCl→NaCl+H₂O

Na₂CO₃+2HCl→2NaCl+H₂O+CO₂

NaHCO₃+HCl→NaCl+H₂O+CO₂

为实现更好的使用效果，上述技术方案中，所述的步骤（1）与步骤（2）之间还可以包括预吸附工序，预吸附工序是指向收集的酸性废水中添加吸附剂，吸附剂添加量为收集的酸性废水总质量的0.1～10%，吸附时间为0.1～10小时，待出去酸性废水中的有机物后，再进行中和步骤。具体步骤为：

a.收集：收集分散染料生产后的酸性废水；

b.预吸附：将收集的酸性废水输送至预吸附装置，同时加入送入酸性废水总质量的0.01～5%的吸附剂，连续吸附1～5小时后，过滤除去吸附剂；

c.中和：将步骤b中过滤去除吸附剂的溶液泵入中和装置，开启搅拌后，加入碱将废水中和至溶液pH值为5.0～7.0；

d.再吸附：将中和后所得中和液泵入再吸附脱色装置中，加入中和液总质量0.01～5%的吸附剂，进行脱色吸附，吸附时间为0.1～10小时，过滤除去吸附剂；

e.蒸发、浓缩结晶：将步骤d去除吸附剂的的溶液进行蒸发浓缩，分离结晶物后，将分离母液送回步骤d的再吸附脱色装置，用以除去浓缩富集的残留有机物。

在应用过程中，本发明分散染料的酸性废水处理方法还可以先进行吸附操作、后进行中和操作、最后进行蒸发、浓缩，具体步骤如下：

（a）废酸水收集：将工业生产上的0.1%-40%的硫酸或者盐酸废水收集并储存；

（b）吸附、分离：将步骤（a）收集的废酸水，输入吸附装置，加入吸附剂进行连续吸附，吸附剂添加量为待吸附酸性废水总质量的0.01-10%，吸附时间为0.1-10小时后，过滤分离吸附剂，较优的，吸附时间控制在1-3小时，吸附剂加入量为待吸附酸性废水总质量的0.01-10%；

（c）中和：将步骤（b）中去除吸附剂的溶液用碱中和至溶液pH值为5.0-7.0，其中，所用的碱为纯碱、片碱、小苏打中的一种或者几种任意比的混合物；

（d）蒸发、浓缩结晶：将步骤（c）中和后的中和液蒸发，浓缩并分离结晶物后，将分离结晶物后的母液送回到步骤（b），与后续加入的废水混合进行再次吸附，用以除去浓缩富集的残留有机物。其中结晶物为硫酸钠或者氯化钠盐，烘干后可作为工业品使用，而蒸发冷凝的热水可以洗涤、热交换等方式进一步使用到工业生产中。

本发明涉及到的技术方案中，所述的中和步骤中，碱为片碱（固体氢氧化钠）、纯碱（碳酸钠）、小苏打（碳酸氢钠）中的一种或多种的混合物，这些碱具有性能稳定、中和性好、使用方便等优点，在不影响中和效果的同时，为使投入成本降低，可采用此类碱品种的生产废碱来进行中和处理，达到循环利用的目的，既保证了中和效率，使用安全性大大提高，同时也可降低生产投入；所述的吸附、脱色吸附、预吸附、再吸附所用吸附剂均相同，吸附剂为活性炭、硅藻土中的一种或两者任意比的混合物，吸附剂的添加量为待处理溶液总质量的0.1～1%；活性炭与硅藻土混合物中，活性炭的质量/硅藻土的质量=0～1时为最佳，纯的活性炭虽然吸附效率较高，但成本较高，这对于中小型企业来讲，实际应用价值不高，采用活性炭与硅藻土混合物作为吸附剂，活性炭和硅藻土均具有良好的吸附性能，但硅藻土应用范围更广，对待处理液的要求不苛刻，同样可以满足吸附的要求，但成本大大降低；所述的酸性废水中的酸为盐酸或硫酸，盐酸或硫酸在废水中的质量百分比为0.1～40%；所述的蒸发、浓缩结晶为MVR蒸发浓缩、多效浓缩或单效浓缩，蒸发冷凝所得热水可用于工业生产的洗涤、补水或换热；结晶分离的结晶物为硫酸钠或氯化钠，分离的硫酸钠或氯化钠可直接或经烘干后作为工业品应用。

采用本发明分散染料的酸性废水处理方法，酸性废水通过吸附、中和后可除去90%以上的有机物，再经过蒸发浓缩、将结晶物（硫酸钠或者氯化钠）分离出来，干燥后可用作工业产品；浓缩母液返回到吸附系统，继续除去富集的有机物，蒸发冷凝热水可在工业生产上用于洗涤，补水、换热，在实现酸性废水处理的同时，其结晶副产物硫酸钠或氯化钠以及蒸发冷凝热水均可再次回收利用，回收利用物相应的也降低了生产和操作成本，整体废水处理过程有害物去除率高，没有二次污染，成本较低，对操作人员不会造成伤害，经济可行性好，符合绿色环保以及节能减排的要求。

附图说明

图1为本发明一种技术方案的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

将工业生产上硫酸酸性废水（含硫酸10%，COD值5000-7000mg/l）加入到中和釜中，开启搅拌，同时加入片碱中和酸性废水到溶液pH值为5.0-7.0，保持温度在50℃下加入废水总质量0.5%的活性炭吸附剂，连续搅拌2h，过滤取样检测溶液COD值降到1000-1200mg/l，有机物除去率80%以上，将滤液进行蒸发浓缩，过滤出结晶物硫酸钠盐，经检测符合硫酸钠盐行业标准，完全可以使用到活性染料的填充剂，将浓缩分离液回到吸附系统，继续吸附，蒸发的热水用于产品洗涤热水使用。

实施例2

将工业生产上盐酸酸性废水(含盐酸7%，COD值4000-5000mg/l)加入到中和釜中，开启搅拌，用碳酸钠和小苏打混合物中和酸性废水到pH值5.0-7.0，结束中和，在中和液加入水量1%活性炭和硅藻土混合吸附剂，活性炭和硅藻土的混合比（质量比）为1:1，连续搅拌1.5h，过滤分离吸附剂，取样检测溶液COD值降到500-800mg/l，吸附操作结束，将氯化钠溶液蒸发浓缩，分离得到氯化钠盐，经检测符合行业标准，完全可以用于工业生产中盐析；浓缩过滤母液回到吸附系统继续吸附；蒸发冷凝热水重新用于产品洗涤。

实施例3

将工业生产上的硫酸废水（含硫酸15%，COD值6000-7000mg/L）加入到吸附釜中，用待处理硫酸废水质量的4%的活性炭和硅藻土混合物，活性炭和硅藻土的混合比（质量比）为1:3，进行吸附，取样检测水样COD值降到500-600mg/l，吸附操作结束，分离吸附剂，滤液用片碱中和到pH值5.0-7.0，将中和液蒸发、浓缩，分离硫酸钠结晶潮品，干燥后取样检测符合工业填充剂标准，浓缩过滤母液回到吸附系统继续吸附，蒸发冷凝热水重新回用到工业其他产品的加热上，或本产品生产的补水上。

实施例4

将工业生产上的盐酸废水（含盐酸22%，COD值9000-10000mg/l）加入到吸附釜中，用盐酸废水总质量4%的活性炭进行吸附，取样检测水样COD值降到2000-2500mg/l，分离活性炭，将滤液用片碱中和到pH值5.0-7.0，再加入中和液的1%的活性炭在50℃连续吸附2h，取样检测溶液COD值降到500-600mg/l，如果不到继续加入0.1%的活性炭，到硫酸钠溶液的COD值符合要求，吸附操作结束，将所得硫酸钠溶液蒸发、浓缩分离硫酸钠结晶，干燥后取样检测符合填充剂要求，其余操作同上。

实施例5

将工业生产废水硫酸废水(含硫酸12%，COD值4000-5000mg/l)泵入吸附装置，开启搅拌，加入废水总质量2%活性炭和硅藻土混合吸附剂，活性炭和硅藻土混合比例（质量比）为1:5，搅拌吸附3h，过滤取样检测水样的COD值降到600-800mg/l，吸附操作结束，过滤出去吸附剂，将滤液用纯碱中和到pH值5.0-7.0结束。蒸发浓缩中和液，分离出硫酸钠结晶，干燥检测符合质量要求，其余同上操作。

检测数据评估

按照国家标准GB/T6009-2003，分别对上述实施案例中硫酸钠取样检测，分析结果见下表：

按照工业标准HG3255-2001，分别对实施案例中氯化钠检测分析，结果如下：

指标项目	工业标准品	实施例2	实施例4
				氯化钠质量分数，%	≥99.50	99.51	99.54
钙、镁离子质量分数，%	≤0.004	0.001	0.002
				硫酸根离子质量分数，%	≤0.174	0.087	0.079
水分，%	≤0.50	0.50	0.50

检测结果表明：采用本发明上述技术方案处理后，分散染料的酸性废水的经过蒸发后冷凝水COD值降低到400-500mg/l，有机物去除率高达90%以上，完全可以套用到工业生产上，实现污水零排放，且处理过程中，没有二次污染的带入，而回收的结晶物硫酸钠和氯化钠均可满足相关的国家标准，符合循环利用的要求。

Claims

1.一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）收集：收集分散染料生产后的酸性废水；

（2）中和：将收集的酸性废水泵入中和装置，并采用碱中和到废水的pH值为5.0~7.0；

（3）脱色吸附：将中和后的溶液泵入脱色装置中，加入所泵入总废水质量0.1~10%的吸附剂，进行脱色吸附；

（4）蒸发、浓缩结晶：将脱色吸附后并去除吸附剂的溶液进行蒸发浓缩，分离结晶物后，将分离母液送回步骤（3）的脱色装置，用以除去浓缩富集的残留有机物。

2. 根据权利要求1所述的一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于：所述的步骤（1）与步骤（2）之间还包括预吸附工序，预吸附工序是指向收集的酸性废水中添加吸附剂，吸附剂添加量为收集的酸性废水总质量的0.1~10%，吸附时间为0.1~10小时，待出去酸性废水中的有机物后，再进行中和步骤。

3.根据权利要求2所述的一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

a. 收集：收集分散染料生产后的酸性废水；

b. 预吸附：将收集的酸性废水输送至预吸附装置，同时加入送入酸性废水总质量的0.01~5%的吸附剂，连续吸附1~5小时后，过滤除去吸附剂；

c. 中和：将步骤b中过滤去除吸附剂的溶液泵入中和装置，开启搅拌后，加入碱将废水中和至溶液pH值为5.0~7.0；

d. 再吸附：将中和后所得中和液泵入再吸附脱色装置中，加入中和液总质量0.01~5%的吸附剂，进行脱色吸附，吸附时间为0.1~10小时，过滤除去吸附剂；

e. 蒸发、浓缩结晶：将步骤d去除吸附剂的的溶液进行蒸发浓缩，分离结晶物后，将分离母液送回步骤d的再吸附脱色装置，用以除去浓缩富集的残留有机物。

4.根据权利要求3所述的一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于：所述的蒸发、浓缩结晶为MVR蒸发浓缩、多效浓缩或单效浓缩，蒸发冷凝所得热水可用于工业生产的洗涤、补水或换热；结晶分离的结晶物为硫酸钠或氯化钠，分离的硫酸钠或氯化钠经烘干后作为工业品应用。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于：所述的中和步骤中，碱为片碱、纯碱、小苏打中的一种或多种的混合物。

6.根据权利要求5所述的一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于：所述的吸附剂为活性炭、硅藻土中的一种或两者任意比的混合物，吸附剂的添加量为待处理溶液总质量的0.1~1%。

7.根据权利要求6所述的一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于：所述的酸性废水中的酸为盐酸或硫酸，盐酸或硫酸在废水中的质量百分比为0.1~40%。

8.一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于，依次包括收集、吸附、中和、蒸发浓缩步骤，具体步骤如下：

（a）收集：收集分散染料生产后的酸性废水，酸性废水中的酸为盐酸或硫酸，盐酸或硫酸在废水中的质量百分比为0.1~40%；

（b）吸附：将收集的酸性废水中加入待处理酸性废水总质量0.01~10%的吸附剂，进行吸附脱色，连续吸附0.1~10小时，过滤除去吸附剂；

（c）中和：将步骤（b）中过滤去除吸附剂的溶液泵入中和装置，开启搅拌后，加入碱将废水中和至溶液pH值为5.0~7.0；

（d）蒸发、浓缩结晶：将步骤（c）中和后所得中和液进行蒸发浓缩，结晶分离结晶物后，将分离母液送回步骤（b），用以除去浓缩富集的残留有机物。

9.根据权利要求8所述的一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于：步骤（b）中，吸附剂为活性炭、硅藻土中的一种或两者任意比的混合物。

10.根据权利要求9所述的一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于：步骤（c）中，碱为片碱、纯碱、小苏打中的一种或多种的混合物。