CN104529033B - 一种用盐析法处理己内酰胺废水的方法 - Google Patents

一种用盐析法处理己内酰胺废水的方法 Download PDF

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Abstract

本发明创造提供一种用盐析法处理己内酰胺废水的方法，首先通过盐析和絮凝作用使得废水中部分有机物沉淀下来，然后可将反应后的废水和沉淀进一步分别进行生化和焚烧处理。本发明创造的工艺方法能耗低，投资少，运行费用低，且能够有效并快速地对大量己内酰胺废水进行处理。

Description

一种用盐析法处理己内酰胺废水的方法
技术领域
本发明创造属于化工领域生产废水处理技术领域，具体涉及一种用盐析法处理己内酰胺生产过程中产生的废水的工艺方法。
背景技术
己内酰胺是一种重要的应用广泛的化工生产原料，但其生产废水难以处理已是长期困扰行业生产的突出问题。己内酰胺生产废水中污染物包括环己酮、环己烷、环己醇、苯、环己酮肟、有机酸、己内酰胺、氨氮等，具有有机物种类多、成分复杂、毒性大、含量高、COD值高、难生化降解等特点。
传统的己内酰胺废水处理方法主要以焚烧法、生化法以及膜处理法为主。焚烧法通常的做法是通过蒸发浓缩把有机物含量提升至50％～75％，然后通入焚烧炉燃烧分解，由于水含量比较高，因此需要消耗大量的燃料，运行费用非常高。生化法多为厌氧-好氧微生物组成的污水处理系统，该方法对污水的水质具有一定的要求，例如COD＜6000mg/L等，此外，还存在废水的停留时间长，处理效率低的缺点，不利于高COD、排放量大的废水的处理。膜处理法是将高效的膜分离技术与传统的低成本物化方法结合，对己内酰胺废水拟采用预处理和纳滤、反渗透两级膜过程的新工艺，代替了传统利用生化装置处理己内酰胺废水的工艺。此法虽然能处理己内酰胺废水并具有较好的去除率，但由于己内酰胺废水所含杂质复杂，膜的清洗和维护成为主要问题。
为了进一步提高己内酰胺废水的处理效果，在采用上述方法对己内酰胺废水进行处理的工艺过程中往往预先进行预处理过程，主要包括氧化处理过程或絮凝处理过程。氧化处理过程一般采用强氧化剂，如臭氧、双氧水、高锰酸钾等，产生自由基氧化降解废水中的有机物，该过程虽然能够提高废水的可生化性，减小其对生化系统的冲击，但是，该过程不仅所需的氧化剂剂量大、耗时耗力，且废水可生化性提高的效果有限。絮凝处理过程一般是通过絮凝剂将废水中的颗粒杂质沉降下来，但一般仅限于大颗粒的悬浮物，絮凝剂用量较大但絮凝效果不佳，COD下降有限。
发明内容
本发明创造针对现有处理己内酰胺废水工艺的不足，提供一种能耗低，投资少，运行费用低，且能够有效并快速地对大量己内酰胺废水进行处理的工艺方法。
本发明创造采用的技术方案包括下述步骤：(1)盐析：向反应器中加入无机盐，在不断通入己内酰胺废水和/或回流液体的同时不断蒸出水分，废水中的有机物不断的通过盐析作用以絮状物的形式析出；(2)絮凝：将含絮状物的废水不断通入溢流槽，向溢流槽加入絮凝剂，使废水中包含絮状物在内的悬浮物絮凝沉淀，溢流槽上层液体回流至反应器；(3)当反应器中废水COD富集至一定浓度时，将其全部或部分排出。
其中，所述步骤(1)中反应器内盐的含量保持在5wt％～50wt％，优选为20wt％～40wt％，还优选为25wt％～40wt％，更优选为30wt％～40wt％；纯水含量保持在50wt％～80wt％，优选为55wt％～75wt％，更优选为55wt％～70wt％。
进一步，所述步骤(1)的操作温度为30-80℃，操作压力为-0.1～-0.08Mpa。适当的温度和低压能够加速无机盐的溶解和水分的快速蒸发，促进盐析作用过程。
进一步，所述步骤(1)中无机盐优选硫酸铵。
进一步，所述步骤(1)中还可以包含搅拌步骤，搅拌速率可以为100r/min～1000r/min。适当的搅拌能够促进无机盐在废水中均匀快速地溶解，促进絮状物快速均匀析出。
进一步，所述步骤(2)中絮凝剂的加入量为3～20g/t废水。
进一步，所述步骤(2)中絮凝剂优选为聚丙烯酰胺。
进一步，所述步骤(3)中废水COD富集至300,000～600,000mg/L时，可以进行排出。
本发明创造的方法中还包括对所述步骤(2)中絮凝后形成的下层沉淀进行处理的工序A，所述工序A可以是能够对所述下层沉淀进行处理的任何一个或多个工艺方法或步骤，包括结合现有技术中使用或改进的掩埋、脱水焚烧、循环再利用、生物降解等。由于下层沉淀有机物种类复杂，且干燥后水含量极低，非常适用于焚烧处理，无需再使用专用的焚烧设备，普通锅炉即可满足需求，因此所述工序A优选为脱水焚烧。
本发明创造的方法中还包括对所述步骤(3)中排出的废水进行处理的工序B，所述工序B可以是能够对排出的废水进行处理的任何一个或多个工艺方法或步骤，包括现有技术中使用或改进的提纯回收某些化学物质的工艺方法、生化处理或膜处理等。由于排出的废水中已通过絮凝作用去除了相当一部分对生化系统有冲击作用的有机物，且使需处理的总废水量大大降低，因此所述工序B优选为稀释后进行生化处理。进一步，在稀释生化处理前还可以先经过脱氨处理回收氨气。
本发明说明书和权利要求书中所述的“反应器”和“溢流槽”并非用于限制本发明中盐析和絮凝过程所进行反应的具体设备，也并非本发明中盐析和絮凝过程所用到的反应设备的专有名词，仅为表述方便的目的体现反应过程是在一定的反应空间或设备内进行，凡是能够达到本发明盐析和絮凝过程目的的装置或设备均包含在本发明的保护范围制备，这种对“反应器”和“溢流槽”的理解被认为在本领域技术人员的知识范围内。
本发明说明书和权利要求书中所述的“不断”并非用于限制液体的进入过程是“一刻不停”的，而是指体系的反应进程是一直在进行的，进程中的某些步骤或操作则可以是连续的，也可以是间歇的，如废水通入反应器的进程可以是不间断的连续通入，也可以是间歇性的通入。
本发明创造具有的优点和积极效果是：通过盐析和絮凝作用能够使废水中的COD在短时间内降低40％以上，一方面大大降低了后续待处理的废水总量，减小后续处理系统尤其是生化系统的负荷，另一方面减小了部分毒害物质对后续处理系统尤其是生化系统的冲击，使处理后的废水能够在后续处理过程中进一步完全降解至达到相应的排放标准，提高后续处理系统及整个处理工艺过程的处理效率；絮凝后的下层沉淀经干燥后水含量低至0.1wt％-1wt％，能够直接在普通锅炉内进行燃烧处理，焚烧后无残留，无需再投入专用的焚烧设备；本发明创造采用的处理工艺流程简单，在节省设备投资、设备维护的同时提高处理效率，能够在短时间内对大量的己内酰胺废水进行快速处理，满足工业生产和环境保护的需要。
具体实施方式
为了使本发明实习的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明，而不会限制本发明。
实施例1：
己内酰胺废水进入反应器，加入硫铵使其浓度维持32wt％～38wt％，控制反应器温度60℃，压力-0.08Mpa，搅拌速率800r/min，纯水含量保持在57wt％～63wt％，停留20min后进入沉降系统，向溢流槽内以10g/t废水的量加入絮凝剂沉降分层，将上层液回流至反应器，多次回流直至系统内各项指标达到稳定。此时反应器中废水不断通入，水分不断蒸发，絮状物不断析出，溢流槽内不断通入含有絮状物的废水且沉降作用不断进行，上层清液不断回流至反应器，反应器中COD不断富集。系统内各项指标稳定后测得回流废水中COD去除率为60wt％。对溢流槽内下层沉淀进行干燥脱水，压饼后直接送至锅炉进行焚烧，焚烧后无残留。当反应器中废水COD富集至300,000～600,000mg/L时，将系统内的废水全部排出，并重新通入己内酰胺废水进行循环反应。排出的废水经过脱氨处理回收氨气，稀释后送生化池处理。
实施例2：
己内酰胺废水进入反应器，加入硫铵使其浓度维持18wt％～23wt％，控制反应器温度40℃，压力-0.08Mpa，搅拌速率800r/min，纯水含量保持在67wt％～73wt％，停留20min后进入沉降系统，向溢流槽内以15g/t废水的量加入絮凝剂沉降分层，将上层液回流至反应器，多次回流直至系统内各项指标达到稳定。此时反应器中废水不断通入，水分不断蒸发，絮状物不断析出，溢流槽内不断通入含有絮状物的废水且沉降作用不断进行，上层清液不断回流至反应器，反应器中COD不断富集。系统内各项指标稳定后测得回流废水中COD去除率为40wt％。对溢流槽内下层沉淀进行干燥脱水，压饼后直接送至锅炉进行焚烧，焚烧后无残留。当反应器中废水COD富集至300,000～600,000mg/L时，将系统内的废水全部排出，并重新通入己内酰胺废水进行循环反应。排出的废水经过脱氨处理回收氨气，稀释后送生化池处理。
对于年产20万吨己内酰胺装置排出的废水，采用现有的处理己内酰胺废水的焚烧法，需要燃料油约12000吨/年，液化石油气约200吨/年，每年助燃剂花费几千万，而且需要另外单独投资焚烧炉设备，增加投资几百万。采用本发明的工艺流程，所用的无机盐价格便宜，且通过循环使用，每年消耗量少，约3000吨/年，价值仅为100万；所产生的污泥有机物含量高，水含量少，送到一般的热电锅炉就能燃烧，不需要专门的焚烧炉和大量助燃剂。
综上所述仅为发明的较佳实施例而己，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (12)

1.一种用盐析法处理己内酰胺废水的方法，包括下述步骤：(1)盐析：向反应器中加入无机盐，在不断通入己内酰胺废水和/或回流液体的同时不断蒸出水分，废水中的有机物不断的通过盐析作用以絮状物的形式析出；(2)絮凝：将含絮状物的废水不断通入溢流槽，向溢流槽加入絮凝剂，使废水中包含絮状物在内的悬浮物絮凝沉淀，溢流槽上层液体回流至反应器；(3)当反应器中废水COD富集至一定浓度时，将其全部或部分排出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中反应器内盐的含量保持在5wt％～50wt％，纯水含量保持在50wt％～80wt％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)的操作温度为30-80℃，操作压力为-0.1～-0.08MPa。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中无机盐优选硫酸铵。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中还可以包含搅拌步骤，搅拌速率为100r/min～1000r/min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中絮凝剂的加入量为3～20g/t废水。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中絮凝剂优选为聚丙烯酰胺。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中废水COD富集至300,000～600,000mg/L时，可以进行排出。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括对所述步骤(2)中絮凝后形成的下层沉淀进行处理的工序A，所述工序A是能够对所述下层沉淀进行处理的任何一个或多个工艺方法或步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述工序A为脱水焚烧。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括对所述步骤(3)中排出的废水进行处理的工序B，所述工序B可以是能够对排出的废水进行处理的任何一个或多个工艺方法或步骤。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述工序B为脱氨→稀释→生化处理工序。
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