CN103435222B - 一种含磷荧光增白剂废水的处理方法 - Google Patents

一种含磷荧光增白剂废水的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含磷荧光增白剂废水的处理方法，主要包括下列步骤：酸化，蒸馏，离心，生化处理，臭氧氧化等，还能够对废水中可利用的副产品进行了回收再加工。荧光增白剂生产废水经过该工艺处理后，可达排放标准。本发明所提供的荧光增白剂废水的处理工艺，特别适用于处理联苯类荧光增白剂生产废水的处理，效果良好，运行维护成本低廉，管理方便，易于推广。

Description

一种含磷荧光增白剂废水的处理方法
技术领域
本发明专利涉及一种含磷荧光增白剂废水的处理方法，具体是一种含有荧光增白剂4,4′-双-(2-磺酸钠苯乙烯基)联苯废水的处理方法。
背景技术
二苯乙烯基联苯型荧光增白剂，由于其水溶性好，对棉织物、聚酯纤维、蛋白纤维、醋酸纤维等有良好的增白效果，同时也是优良的洗涤剂、洗衣液、化妆品等的增白添加剂，被得到广泛的应用。国内外使用最广泛的二苯乙烯基联苯型荧光增白剂是4,4′-双-(2-磺酸钠苯乙烯基)联苯(以下简称：FB-351)。
在生产FB-351的后处理纯化过程中，为了提高产品的回收率，需加入大量的无机盐进行盐析，加上反应所生成的副产物有机磷酸盐，过滤产生的废水中就包含了未完全蒸出的有机溶剂、有机磷酸盐和大量的无机盐类，形成含磷荧光增白剂废水。
目前，对于含磷荧光增白剂废水的处理方法很多，主要分为三类：铁碳微电解、湿式催化氧化、臭氧氧化法、芬顿氧化法等物化处理方法，A/O工艺、生物接触氧化法等传统生化处理方法，及物化-生化联合处理方法。物化处理方法能有效降低废水中的难降解有机污染，但成本较高；传统生化处理工艺难以承受高盐度、强生化毒性和高生物抑制性，对难降解有机物的去除效果较差；生化-物化联合方法是近年来荧光增白剂废水处理方法的主要发展方向，但却很难平衡处理效果和处理成本、物化阶段有机去除与生化阶段反硝化有机碳源供给等之间的矛盾。
对含有FB-351的废水来说，传统的物化处理方法无法对其中部分有机物进行氧化；若采用生化处理，废水中含有的高浓度盐分，对生物酶或菌类会形成较大破坏，会降低其对废水中有机质的分解和降解；另外，由于无机盐类的高度稳定性，很难发生氧化分解和降解。因此，采用目前工业上广泛使用技术对这类废水进行处理，都无法获得满意的处理效果。
专利CN101423313A公开了一种荧光增白剂废水的处理方法，通过铁碳还原，水解酸化，好氧生物处理，臭氧氧化等方式对废水处理，该方法工艺简单，处理成本低，但不适用于高盐废水的处理。
专利CN101830601A公开了一种荧光增白剂生产废水的生物处理系统及其方法，通过混凝沉淀、厌氧水解酸化、好氧氧化、硝化反应及膜生物反应器，降低废水中的化学耗氧量及氨氮，该方法巧妙结合生物膜反应器和膜生物反应器的工艺特点，能有效去除高浓度难降解有机物和氨氮，且运行维护成本较低，但该方法同样不适用于高含量的废水处理。
专利CN202038886A公开了一种高浓度工业氨氮废水处理系统，采用废水预热器、输送泵、恒温结晶分离器及多效蒸发器对高浓度氨氮废水进行处理，该方法污染少，成本较低，但若采用该方法对含FB-351废水进行处理，会对多效蒸发器管道造成堵塞，不适用于含FB-351的废水处理。
因此，若采用工业上广泛使用的化学、生物废水处理技术对FB-351生产废水进行处理，都无法获得满意的效果。目前，国内针对该类废水处理的研究比较少，至今尚无非常成功的实例，可见，研究FB-351废水的处理，对解决水污染问题、保护环境等具有重大的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含磷荧光增白剂废水的处理方法，该处理方法成本低，效果良好，且对反应生成的副产物进行再利用，通过化学反应使之生成可用的化工原料。
本发明提供的一种含磷荧光增白剂废水的处理方法，首先对废水进行酸化；再通过粗馏、过滤；粗馏出的废水再进行精馏，低沸点的馏分进行好氧生物处理，再经过臭氧氧化，使其达到排放标准，高沸点的馏分进行化学反应，生产可用的化工原料；固体工业废渣可工业再利用或进行填埋处理。具体的工艺包括以下步骤：
(1)将含有4,4′-双-(2-磺酸钠苯乙烯基)联苯的废水通过污水泵，打入酸化釜中，加盐酸调节pH＝2.0～4.0；酸化釜中的停留时间≥2h；
(2)将酸化釜中的物料转入蒸馏釜中，升温至100℃-110℃，在-0.06～-0.1Mpa压力下，对废水进行粗馏浓缩，经过冷凝器，将粗馏分全部收集到精馏釜；
(3)将蒸馏釜中的物料浓缩到固体含量达到50％-85％后，转入离心机进行固液分离，离心滤液进入精馏釜，产生的固体盐类废渣工业再利用或填埋处理；
(4)精馏釜中物料通过多效蒸发系统进行蒸馏，110℃以下的低沸点馏分进入好氧生物处理池中；高沸点馏分进入反应釜中；
(5)好氧生物处理池中采用生物接触氧化法和活性污泥法，填料采用组合式填料，嚗气量按气水重量比为18：1，水力停留时间为10h-15h，温度控制在30℃，去除废水中的有机物后排放；
(6)反应釜中，高沸点馏分的主要成份是磷酸二乙酯，加入碳酸二乙酯，在50℃条件下，反应3.0h-4.0h，生成磷酸三乙酯。
在步骤(1)中，优先选择pH＝2.5。
磷酸三乙酯可用作高沸点溶剂、橡胶及塑料的增塑剂，也用作制备农药杀虫剂的原料、乙基化试剂等，将其作为有用化工原料出售。
本发明提供一种含磷荧光增白剂废水的处理方法，其特点在于：
(1)通过粗馏、精馏等蒸馏方式，将可进行生化反应的馏分与废水中的其他组分分离，再通过臭氧氧化的方式，将化学耗氧量降至100mg/L以下，达到排放的标准；
(2)采用目前最为节能、高效的多效蒸发系统对废水进行蒸馏浓缩，降低了蒸馏过程中的蒸汽能耗；
(3)将反应生成的副产物磷酸二乙酯钠进行再利用，通过一步简单的化学反应，将其转变为有使用价值的化工原料产品(磷酸三乙酯)，在解决环保问题的同时，充分利用了其商业价值，所得到的产品在化工领域有较宽的应用范围；
(4)工艺流程简单可靠，设备占地面积小，投资相对较低，建设周期短，处理量较大。
综上所述，FB-351废水经过该工艺处理后，出水化学耗氧量＜100mg/L，氨氮＜10mg/L，可达标排放。本发明专利相比于传统的生化、化学法废水处理，不仅有效解决了传统含盐类荧光增白剂废水处理过程面临的问题，同时将反应中主要的副产物进行再利用，变废为宝，使得处理成本大大降低。以1.5t/h的处理能力为例，本系统的综合运行成本为85元/t，远低于一般蒸发系统处理的120元/t，成本大大降低，既环保，又高效。
附图说明
图1是生产工艺流程简图。
具体实施方式
下面结合具体实例，进一步阐述本发明。
实施例1：
(1)将含磷荧光增白剂废水2.5吨，通过污水泵打入酸化釜中，加23kg盐酸调节pH＝2.5，搅拌2.5h；
(2)将酸化釜中的酸性物料通过转料泵转入蒸馏釜中，升温至100℃-110℃，在-0.07Mpa压力下，对废水进行粗馏，馏分通过冷凝器全部收集到精馏釜；
(3)当酸化釜中的物料浓缩到固体含量达到75％后，转入离心机进行固液分离，离心滤液进入精馏釜，产生的固体盐类废渣装袋集中处理；
(4)精馏釜中物料通过多效蒸发系统进行蒸馏，110℃以下的低沸点馏分进入好氧生物处理池；高沸点馏分的其主要成份是磷酸二乙酯，进入反应釜中；
(5)好氧生物处理池中采用生物接触氧化法和活性污泥法，填料采用组合式填料，嚗气量按气水重量比为18：1，水力停留时间为10h-15h，温度控制在30℃，去除废水中的有机物后排放；
(6)步骤(4)中制成的高沸点馏分约236kg进入反应釜中，加入碳酸二乙酯180kg，在50℃条件下，反应3.0h-4.0h，生成磷酸三乙酯。
实施例2：
(1)将含磷荧光增白剂废水2.5吨，通过污水泵打入酸化釜中，加23kg盐酸调节pH＝3.0搅拌2.0h；
(2)将酸化釜中的酸性物料通过转料泵转入蒸馏釜中，升温至100℃-110℃，在-0.08Mpa压力下，对废水进行粗馏，馏分通过冷凝器全部收集到精馏釜；
(3)当酸化釜中的物料浓缩到固体含量达到70％后，转入离心机进行固液分离，离心滤液进入精馏釜，产生的固体盐类废渣装袋集中处理；
(4)精馏釜中物料通过多效蒸发系统进行蒸馏，110℃以下的低沸点馏分进入好氧生物处理池；高沸点馏分的其主要成份是磷酸二乙酯，进入反应釜中；
(5)好氧生物处理池中采用生物接触氧化法和活性污泥法，填料采用组合式填料，嚗气量按气水重量比为18：1，水力停留时间为10h-15h，温度控制在30℃，去除废水中的有机物后排放；
(6)步骤(4)中形成的高沸点馏分约230kg进入反应釜中，加入碳酸二乙酯175kg，在50℃条件下，反应3.0h-4.0h，生成磷酸三乙酯。

Claims (2)

1.一种含磷荧光增白剂废水的处理方法，按以下步骤处理：
(1)将含有4,4′-双-(2-磺酸钠苯乙烯基)联苯的废水通过污水泵，打入酸化釜中，加盐酸调节pH＝2.0～4.0；酸化釜中的停留时间≥2h；
(2)将酸化釜中的物料转入蒸馏釜中，升温至100℃-110℃，在-0.06～-0.1Mpa压力下，对废水进行粗馏浓缩，经过冷凝器，将粗馏分全部收集到精馏釜；
(3)将蒸馏釜中的物料浓缩到固体含量达到50％-85％后，转入离心机进行固液分离，离心滤液进入精馏釜，产生的固体盐类废渣工业再利用或填埋处理；
(4)精馏釜中物料通过多效蒸发系统进行蒸馏，110℃以下的低沸点馏分进入好氧生物处理池中；高沸点馏分进入反应釜中；
(5)好氧生物处理池中采用生物接触氧化法和活性污泥法，填料采用组合式填料，嚗气量按气水重量比为18：1，水力停留时间为10h-15h，温度控制在30℃，去除废水中的有机物后排放；
(6)反应釜中，高沸点馏分的主要成份是磷酸二乙酯，加入碳酸二乙酯，在50℃条件下，反应3.0h-4.0h，生成磷酸三乙酯。
2.根据权利要求1所述的一种含磷荧光增白剂废水的处理方法，其特征在于：在步骤(1)中，pH＝2.5。
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