CN103787442A - 过氧化二异丙苯缩合废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种过氧化二异丙苯缩合废水的处理方法，其包括如下步骤：调节缩合废水的pH值至1-6；用N-503在异丙苯中的5-15%的溶液作为萃取剂体系对缩合废水进行液液萃取；使处理过的废水进入常压蒸馏塔后分离，蒸馏液经冷凝后回收。经三级或四级逆流萃取处理过的缩合废水，脱酚率可达到99.5%以上，蒸馏后COD除去率高。经过上述“萃取-蒸馏”预处理的过氧化二异丙苯的缩合废水去水处理厂处理，水处理厂处理容易处理，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种过氧化二异丙苯缩合废水的处理方法。
背景技术
过氧化二异丙苯（DCP）是一种有机过氧化物交联剂，主要用作各种烯烃类聚合物及共聚物（如聚乙烯、氯化聚乙烯、硅橡胶等）的交联剂，也可用作聚苯乙烯的聚合引发剂，或者是不饱和聚酯树脂的固化剂。经DCP交联后，聚合物的物理性质大为改善，其抗热性、耐化学性、耐压性、抗裂性及机械强度均有所增加。DCP广泛应用于电线电缆、制鞋、建材等行业。近年来随着高分子材料市场的不断扩大，DCP的需求量逐年增加，市场潜力巨大。
工业上生产DCP是以异丙苯为原料，使其通过氧化反应生成过氧化氢异丙苯，并使部分过氧化氢异丙苯通过还原反应生成二甲基苄醇，然后二甲基苄醇与过氧化氢异丙苯进行缩合反应生成DCP。在上述缩合反应过程中以及洗涤过程中会产生过氧化二异丙苯缩合废水。DCP缩合废水的综合COD高达约24000-30000mg/l，酚含量高达约18000-30000mg/l，还含有二甲基苄醇、异丙苯、丙酮、乙醇、过氧化氢异丙苯、苯甲酸等有机物。所述废水对环境的污染极大，芳环很难降解。
在现有技术中，一般不在装置内对所述缩合废水进行处理，而是直接去水处理厂处理。导致水处理厂处理成本高，难度大，同时还存在在污水二级生化处理过程中产生难闻的硫化氢气味的问题。因此迫切需要一种简便易行的DCP缩合废水预处理方法，以降低水处理厂的处理难度和处理成本。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种过氧化二异丙苯缩合废水处理方法。
具体地，本发明提供了一种过氧化二异丙苯缩合废水处理方法，所述方法的步骤包括：以N-503在异丙苯中浓度为5-15vol%、优选10-15vol%的溶液作为萃取剂体系；调节DCP缩合废水的pH值至1-6、优选2-5、更优选2-3；用所述萃取剂体系对DCP缩合废水进行液液萃取；和使处理过的废水进入常压蒸馏塔蒸馏，蒸馏液经冷凝后回收。
在本发明的一个实施方案中，所述调节DCP缩合废水的pH值的步骤包括使用工厂中废碱酸析后的酸性废水来调节DCP缩合废水的pH值。
在本发明的一个实施方案中，所述液液萃取步骤包括控制DCP缩合废水与萃取剂体系的体积比DCP缩合废水：萃取剂体系≤1、优选为1:1-1.5、更优选为1：1。
在本发明的一个实施方案中，所述液液萃取步骤包括使用萃取剂体系对DCP缩合废水进行三级或四级逆向萃取。以三级逆向萃取为例，所述液液萃取步骤包括：使DCP缩合废水进入第一沉降槽进行第一级萃取，经分离后，废水从底部出去；使来自第一沉降槽底部的废水进入第二沉降槽进行第二级萃取，经分离后，废水从底部出去；使来自第二沉降槽底部的废水进入第三沉降槽进行第三级萃取，经分离后，废水从底部出去；其中萃取剂体系的走向与DCP缩合废水相反，萃取剂体系首先进入第三沉降槽执行所述第三级萃取，经分离后，萃取液从顶部出去，使来自第三沉降槽顶部的萃取液进入第二沉降槽执行所述第二级萃取，经分离后，萃取液从顶部出去；使来自第二沉降槽顶部的萃取液进入第一沉降槽执行所述第一级萃取，经分离后，萃取液从顶部出去。四级逆流萃取的过程与三级逆流萃取类似。
在本发明的一个实施方案中，所述液液萃取步骤包括：使DCP缩合废水与来自第二沉降槽顶部的萃取液形成的第一混合液；第一混合液进入第一沉降槽，经分离后，废水从底部出去与来自第三沉降槽的萃取液混合，形成第二混合液；第二混合液进入第二沉降槽，经分离后，废水从底部出去与萃取剂体系混合，形成第三混合液；第三混合液进入第三沉降槽，经分离后，废水从底部出去；其中萃取剂体系与DCP缩合废水进行逆流萃取，萃取剂体系和来自第二沉降槽底部的废水混合后首先进入第三沉降槽，经分离后，从第三沉降槽顶部出去，和来自第一沉降槽底部的废水混合后进第二沉降槽，再经分离后，从第二沉降槽顶部出去，和混合废水混合后进第一沉降槽，经分离后，从第一沉降槽顶部出去。
在本发明的一个实施方案中，所述蒸馏步骤包括控制蒸馏塔釜温度在90-105℃，将气相经冷却器和冷凝器经冷凝后回收馏出液。
在本发明的一个实施方案中，可以将最终的萃取液直接用作萃取剂体系重复使用，也可以将其用氢氧化钠溶液洗涤再生后作为萃取剂体系重复使用。
在本发明的一个实施方案中，本发明的方法还包括控制最终的萃取液的pH值为2-4的步骤。
N-503是一种已知的酚萃取剂，当单独使用它来处理DCP缩合废水时，效果并不好，处理过的废水COD仍非常高。发明人经过大量实验发现，使用N-503与异丙苯的混合溶液作萃取剂时，对DCP缩合废水显示了极好的处理效果。而且实验表明，N-503浓度高，萃取效果好，当N-503浓度达到10%以上时，一次脱酚率达到97%以上，故一般要求配置N-503 - 异丙苯萃取剂体系时浓度控制在5-15%，当体系中N-503的含量下降到5%以下时，萃取效果降低，此时必须补充新鲜N-503或者对所述萃取剂体系加以再生，以保证萃取效果。
缩合废水的pH值对萃取效果有影响, 缩合废水必须在酸性条件下萃取。装置运行结果表明，酸性越强，脱酚效果越好，当pH≦5时,pH值的变化对CODcr、酚的去除率影响不大。缩合废水的入口pH值为2-3时，出口pH值为2-4时，萃取效果最好。
本发明的过氧化二异丙苯缩合废水预处理方法具有以下有益效果：缩合废水中主要污染物质苯酚、二甲基苄醇、异丙苯、丙酮、乙醇等去除效率高，经处理后废水COD小于5000mg/l,酚小于100mg/l，能有效降低水处理厂的处理难度和处理成本，环境效益和经济效益显著。
具体实施方式
实施例1
配置浓度为10%的N-503 - 异丙苯萃取剂体系。用废碱酸析后的酸性废水调节DCP缩合废水的pH值至2。使用所述萃取剂体系对DCP缩合废水进行三级逆向萃取，具体步骤包括：使DCP缩合废水与来自第二沉降槽顶部的萃取液形成的第一混合液；第一混合液进入第一沉降槽，经分离后，废水从底部出去与来自第三沉降槽的萃取液混合，形成第二混合液；第二混合液进入第二沉降槽，经分离后，废水从底部出去与新鲜萃取剂体系和/或来自氢氧化钠洗涤槽的萃取剂体系混合，形成第三混合液；第三混合液进入第三沉降槽，经分离后，废水从底部出去；其中萃取剂体系与DCP缩合废水进行逆流萃取，萃取剂体系和来自第二沉降槽底部的废水混合后首先进入第三沉降槽，经分离后，从第三沉降槽顶部出去，和来自第一沉降槽底部的废水混合后进第二沉降槽，再经分离后，从第二沉降槽顶部出去，和混合废水混合后进第一沉降槽，经分离后，从第一沉降槽顶部出去。对萃取处理过的废水进行简单蒸馏，控制蒸馏塔釜温度在102℃，使气相经冷却器和冷凝器经冷凝后回收馏出液。其中使来自第一沉降槽顶部的萃取液去氢氧化钠洗涤槽洗涤再生，再生后作为新鲜萃取剂重复使用。且其中控制缩合废水与萃取剂的体积比为1:1。
实施例2
其步骤和条件与实施例1相同，只是用废碱酸析后的酸性废水调节DCP缩合废水的pH值至2.5。
实施例3
其步骤和条件与实施例1相同，只是使用所述萃取剂体系对DCP缩合废水进行四级逆向萃取。
实施例4
其步骤和条件与实施例2相同，只是使用所述萃取剂体系对DCP缩合废水进行四级逆向萃取。
处理效果检测：
对按照实施例1-4处理前后的废水进行了检测，检测结果如下：
表1 萃取前后DCP缩合废水中的酚含量变化
| 实施例 | 萃取前的酚含量（mg/l） | 萃取后的酚含量（mg/l） |
| 1 | 17988 | 38.25 |
| 2 | 20796 | 62.62 |
| 3 | 19695 | 31.44 |
| 4 | 28723 | 52.58 |
结果表明，经过本发明的方法处理之后，DCP废水中的酚污染大幅度下降。
表2 简单蒸馏前后DCP缩合废水的COD变化
| 实施例 | 蒸馏前的COD值（mg/l） | 蒸馏后的COD值（mg/l） |
| 1 | 26350 | 4120 |
| 2 | 27860 | 3540 |
| 3 | 26870 | 3620 |
| 4 | 29380 | 3780 |
结果表明，经过本发明的方法处理之后，废水中污染物大幅度下降。
Claims (8)
1. 一种过氧化二异丙苯(DCP)缩合废水处理方法，其特征在于：使用N-503在异丙苯中浓度为5-15vol%的溶液作为萃取剂体系对DCP缩合废水进行液液萃取。
2. 根据权利要求1所述的方法，其步骤包括：调节DCP缩合废水的pH值至1-6、优选2-5、更优选2-3；使用N-503在异丙苯中浓度为5-15vol%、优选10vol%左右的溶液作为萃取剂体系对DCP缩合废水进行液液萃取；和使处理过的废水进入常压蒸馏塔蒸馏，蒸馏液经冷凝后回收。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中所述调节DCP缩合废水的pH值的步骤包括使用工厂中废碱酸析后的酸性废水来调节DCP缩合废水的pH值。
4. 根据权利要求1或2所述的方法，其中所述液液萃取步骤包括控制DCP缩合废水与萃取剂体系的体积比DCP缩合废水：萃取剂体系≤1、优选为1:1-1.5、更优选为1：1。
5. 根据权利要求1或2所述的方法，其中所述液液萃取步骤包括使用萃取剂体系对混合废水进行三级或四级逆向萃取。
6. 根据权利要求2或5所述的方法，其中所述蒸馏步骤包括控制蒸馏塔釜温度在90-105℃，将气相经冷却器和冷凝器经冷凝后回收馏出液。
7. 根据权利要求1或2所述的方法，其还包括将最终的萃取液直接或者用氢氧化钠溶液洗涤后作为新鲜萃取剂重复利用的步骤。
8. 根据权利要求1或2所述的方法，其还包括控制最终的萃取液的pH值为酸性、优选为2-4的步骤。
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