CN105174578A - 一种没食子酸结晶母液废水的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了没食子酸结晶母液废水的处理方法，包括如下步骤：步骤1精密过滤；步骤2连续流体分离吸附解吸；步骤3调pH絮凝沉淀；步骤4陶瓷膜系统除杂；步骤5纳滤膜脱盐系统；步骤6蒸发系统。本发明所述的没食子酸结晶母液废水的处理方法，具有绿色环保、减少能耗、降低成本、资源回收利用及简化操作的优点。

Description

一种没食子酸结晶母液废水的处理方法

技术领域

本发明涉及没食子酸废水生产领域,特别涉及一种没食子酸结晶母液废水的处理方法。

背景技术

没食子酸又名3,4,5-三羟基苯甲酸，是一种重要的化工原料。目前国内主要采用碱法对五倍子进行水解制取，在最后结晶工艺中会产生结晶母液废水，该废水盐含量高(10％左右)、COD含量高(60000-90000mg/L)，还含有1.5％左右的没食子酸。由于该废水盐含量高，且含有没食子酸抑制剂，令该废水难以进行生化处理，目前国内生产企业尚未有有效的处理方法，生产中只能通过稀释或者在雨季时采用突然倾泻方式排入江河，造成了生态环境的破坏。

发明内容

本发明的目的在于针对目前没食子酸结晶母液废水中盐含量高且含有没食子酸难以进行生化的问题，提供一种去除没食子酸后，对废水进行脱盐，使其可进行生化处理的方法，以便能够达标排放的没食子酸结晶母液废水的处理方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：对没食子酸结晶母液废水，先经过精密过滤器过滤，然后通过连续流体分离装置吸附没食子酸，再调节pH絮凝沉淀后进行陶瓷膜除悬浮物，然后进行纳滤脱盐，纳滤浓缩液进入生化系统，纳滤透析液进行多效蒸发结晶。

具体的，本发明所述的没食子酸结晶母液废水的处理方法，包括如下步骤：

步骤1精密过滤：没食子酸结晶母液进入精密过滤器，去除结晶母液中的活性炭；

步骤2连续流体分离吸附解吸：将精密过滤后的没食子酸结晶母液进入连续流体分离装置，利用大孔吸附树脂吸附废水中残留的没食子酸，然后通过碱液进行洗脱，脱附液返回生产提取工艺；

步骤3调pH絮凝沉淀：对连续流体分离设备的吸附液加石灰调节pH至6-8，然后加入PAC和PAM进行絮凝沉淀，然后进行板框过滤，得板框过滤液；

步骤4陶瓷膜系统除杂：对板框过滤液进行陶瓷膜系统过滤，除去杂质，提高废水的澄清度，得陶瓷膜透析液和陶瓷膜浓缩液，陶瓷膜浓缩液进行生化处理；

步骤5纳滤膜脱盐系统：将陶瓷膜透析液先加水进行稀释，然后进入纳滤膜系统进行脱盐，得纳滤浓缩液和纳滤透析液，纳滤浓缩液进行生化处理；

步骤6蒸发系统：纳滤透析液通过多效蒸发器进行浓缩，最后结晶得到氯化钠固体，蒸发产生冷凝水则可以返回车间使用。

进一步，步骤1所述的精密过滤器为大流量滤芯式过滤器，其过滤孔径为0.2um，操作压力为2bar。

进一步，步骤2所述的连续流体分离技术采用连续流体分离装置，该装置内置20个分离单元，每个分离单元内填充大孔吸附树脂，其方法设计将20个分离单元设计如下：

1)吸附区：包含6个分离单元，没食子酸结晶母液首先并联进入吸附区第1、2、3分离单元，原料液经过分离单元，没食子酸被部分交换到树脂上，从1、2、3单元流出液与吸附水洗区的水洗液一并混合再进入以并联方式连接的4、5、6分离单元，流出液为吸附液；

2)吸附水洗区：包括3个分离单元，经过吸附后，各分离单元进行水洗，该区域中的3个分离单元以串联方式连接，位于吸附区后，采用正向进料方式，分离单元旋转到吸附水洗区后，夹带在树脂间的料液被水顶出，流出液与吸附区第1、2、3分离单元的流出液混合一同进入吸附区的第4、5、6分离单元；

3)脱附再生区：包含5个分离单元，分为两段，前段包含1个分离单元，后段包含4个分离单元，采用10％氢氧化钠溶液正向进入前段1个分离单元后，其流出液与脱附再生后水洗区中的流出液混合按照2并2串方式进入后段的4个分离单元，收集最后两个分离单元出液，得到含没食子酸的脱附液；

4)脱附再生水洗区：包含5个分离单元，采用串联连接正向进纯水方式，经过氢氧化钠脱附再生后，树脂通过纯水的冲洗，将分离单元中残留的氢氧化钠全部洗出，脱附再生水洗区中的流出液与脱附再生区中的前1个分离单元流出液混合；

5)反顶脱水区：包含1个分离单元，用吸附液作为该区的进料，并采用逆向进料，以顶替夹带在树脂间的水；

进一步，步骤3中所述的调pH絮凝沉淀，通过加入石灰调节料液pH至6-8，然后加入PAC和PAM进行絮凝沉淀，去除其中的悬浮物物质。

进一步，步骤4中所述的陶瓷膜系统所采用的陶瓷膜的特征为氧化铝无机膜，其分离孔径为50nm，其工作条件为温度在20～45℃，工作压力2.0～4.0bar。

进一步，步骤5中所述的纳滤系统所采用的纳滤膜的特征为聚砜、聚醚砜、复合纳滤膜，其截留分子量为200道尔顿，其工作条件为温度在20～35℃，工作压力2.0～4.0Mpa。

采用上述技术方案，本发明所述的没食子酸结晶母液废水的处理方法，具有绿色环保、减少能耗、降低成本、资源回收利用及简化操作的优点，具体表现在：

(1)通过连续流体分离技术可以回收大部分的没食子酸，是资源得到回收利用；

(2)通过陶瓷膜系统对废水进行处理，一方面可以降低废水的COD，一方面对废水进行澄清处理，且陶瓷膜系统抗污染能力强，因此其过滤过程能够保持温度；

(3)通过纳滤膜系统对废水进行脱盐，其运行成本低，脱盐率高，可以大幅降低废水中的盐含量，且能够有效截留废水中的COD；

(4)采用的连续流体分离技术进行没食子酸的吸附，其优点在于：

1)因连续生产，中转罐及配套很小，设备紧凑，易于安装在任何位置，易与旧的生产过程和设备匹配，占地仅为相同规模的10％左右；

2)相对固定床系统，树脂用量可减少约85％；由于采用逆流再生方式和接近当量比的再生剂，使再生剂的用量大幅度减少，洗涤水的用量最高可节约50-60％；

3)同时可去除或者分离具有不同特性的物质，因此可将复杂的方法简单化；

4)根据生产过程的需要随流入流体的质量和流量的变化可自动调节旋转速度；因此能保证经济上最佳状态下运行；

5)根据生产过程要求，流体的流向可联接成逆流或者并流方式；

6)由于采用多个分离单元，可灵活变更生产方法流程。

附图说明

图1本发明所述的没食子酸结晶母液废水的处理方法工艺流程图；

图2本发明所述的连续流体分离示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。

实施例

没食子酸结晶母液废水经过精密过滤器过滤后，进入连续流体分离设备，吸附其中的没食子酸，然后对吸附液调pH絮凝沉淀后，再进行陶瓷膜过滤，去除其中的悬浮物，然后陶瓷膜透析液进入纳滤系统进行脱盐，纳滤浓缩液进入生化系统，纳滤透析液进入后续多效蒸发系统。

具体操作过程如下：

一、连续流体吸附解吸

本实例所采用的树脂为大孔吸附树脂，根据没食子酸本身的特性，每根树脂的填充量为450ml,分为以下几个分段区(见图2)：

1)吸附区：包含6个分离单元，没食子酸结晶母液首先并联进入吸附区第4、5、6分离单元，原料液经过分离单元，没食子酸被部分交换到树脂上，从4、5、6单元流出液与吸附水洗区的水洗液一并混合再进入以三并的方式连接的7、8、9分离单元，流出液为吸附液；

2)吸附水洗区：包括3个分离单元，经过吸附后，各分离单元进行水洗，该区域中的3个分离单元以串联方式连接，位于吸附区后，采用正向进料方式，柱子旋转到吸附水洗区后，夹带在树脂间的料液被水顶出，流出液与吸附区第4、5、6分离单元的流出液混合一同进入吸附区的第7、8、9分离单元；

3)脱附再生区：包含5个分离单元，分为两段，前段包含1个分离单元，后段包含4个分离单元，采用10％氢氧化钠溶液正向进入前段1个分离单元后，其流出液与脱附再生后水洗区中的流出液混合按照2并2串方式进入后段的4个分离单元，收集最后两个分离单元出液，得到含没食子酸的脱附液；

4)脱附再生水洗区：包含5个分离单元，采用串联连接正向进纯水方式，经过氢氧化钠脱附再生后，树脂通过纯水的冲洗，将分离单元中残留的氢氧化钠全部洗出，脱附再生水洗区中的流出液与脱附再生区中的前1个分离单元流出液混合；

5)反顶脱水区：包含一个分离单元，用吸附液作为该区的进料，并采用逆向进料，以顶替夹带在树脂间的水；

原料液为经过精密过滤器过滤后的料液，料液呈黄色，PH在0.5左右，其中没食子酸的含量在1.5％左右，盐含量在10％左右，COD含量约6万-9万mg/L。设备转动周期为900s即15min；树脂的流量＝450/15＝30mL/min，而反应液进料量为450mL左右。树脂用量可以用树脂体积与进料体积比来表征，即30：450＝1：15，在900s/转情况下，单位树脂可处理的料液量为：15ml料液/ml树脂；采用上述方法进行没食子酸结晶母液废水处理的结果如下：

表1连续流体吸附解吸实验数据

需要说明的是，本实施例仅仅以采用20个分离单元的连续离子交换系统为实施例，进行说明本发明采用连续离子交换系统吸附没食子酸所能达到的技术效果，对于本领域的技术人员来说，根据需要设置不同数据的分离单元来实现本发明，均为本发明的保护范围。

二、陶瓷膜系统除杂

采用孔径为50nm的陶瓷膜，所用料液为调节pH絮凝沉淀后废水，温度30℃，压力2bar，共进行了3批次实验，具体结果如表2：

表2陶瓷膜过滤实验数据

从实验数据可以看出采用陶瓷膜过滤该废水具有过滤速度快，产水率高等优点，可以保证系统的连续运行。

三、纳滤膜除无机盐

采用截留分子量为200道尔顿的纳滤膜，所用料液为陶瓷膜透析液，温度控制在20-30℃，压力2Mpa，共进行了3批次实验，具体结果如表3：

表3纳滤膜除无机盐实验数据

从实验数据可以看出采用纳滤膜脱除无机盐，通过过程中加水稀释洗涤，可以使得废水中无机盐含量得到降低，保证了后续生化系统的稳定运行。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种没食子酸结晶母液废水的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1精密过滤：没食子酸结晶母液进入精密过滤器，去除结晶母液中的活性炭；

步骤2连续流体分离吸附解吸：将精密过滤后的没食子酸结晶母液进入连续流体分离装置，利用大孔吸附树脂吸附废水中残留的没食子酸，然后通过碱液进行洗脱，脱附液返回生产提取工艺；

步骤3调pH絮凝沉淀：对连续流体分离设备的吸附液加石灰调节pH至6-8，然后加入PAC和PAM进行絮凝沉淀，然后进行板框过滤，得板框过滤液；

步骤4陶瓷膜系统除杂：对板框过滤液进行陶瓷膜系统过滤，除去杂质，提高废水的澄清度，得陶瓷膜透析液和陶瓷膜浓缩液，陶瓷膜浓缩液进行生化处理；

步骤5纳滤膜脱盐系统：将陶瓷膜透析液先加水进行稀释，然后进入纳滤膜系统进行脱盐，得纳滤浓缩液和纳滤透析液，纳滤浓缩液进行生化处理；

步骤6蒸发系统：纳滤透析液通过多效蒸发器进行浓缩，最后结晶得到氯化钠固体，蒸发产生冷凝水则可以返回车间使用。

2.根据权利要求1所述的一种没食子酸结晶母液废水的处理方法，其特征在于：步骤1所述的精密过滤器为大流量滤芯式过滤器，其过滤孔径为0.2um，操作压力为2bar。

3.根据权利要求1所述的一种没食子酸结晶母液废水的处理方法，其特征在于：步骤2所述的连续流体分离技术采用连续流体分离装置，该装置内置20个分离单元，每个分离单元内填充大孔吸附树脂，其方法设计将20个分离单元设计如下：

1）吸附区：包含6个分离单元，没食子酸结晶母液首先并联进入吸附区第1、2、3分离单元，原料液经过分离单元，没食子酸被部分交换到树脂上，从1、2、3单元流出液与吸附水洗区的水洗液一并混合再进入以并联方式连接的4、5、6分离单元，流出液为吸附液；

2）吸附水洗区：包括3个分离单元，经过吸附后，各分离单元进行水洗，该区域中的3个分离单元以串联方式连接，位于吸附区后，采用正向进料方式，分离单元旋转到吸附水洗区后，夹带在树脂间的料液被水顶出，流出液与吸附区第1、2、3分离单元的流出液混合一同进入吸附区的第4、5、6分离单元；

3）脱附再生区：包含5个分离单元，分为两段，前段包含1个分离单元，后段包含4个分离单元，采用10%氢氧化钠溶液正向进入前段1个分离单元后，其流出液与脱附再生后水洗区中的流出液混合按照2并2串方式进入后段的4个分离单元，收集最后两个分离单元出液，得到含没食子酸的脱附液；

4）脱附再生水洗区：包含5个分离单元，采用串联连接正向进纯水方式，经过氢氧化钠脱附再生后，树脂通过纯水的冲洗，将分离单元中残留的氢氧化钠全部洗出，脱附再生水洗区中的流出液与脱附再生区中的前1个分离单元流出液混合；

5）反顶脱水区：包含1个分离单元，用吸附液作为该区的进料，并采用逆向进料，以顶替夹带在树脂间的水；

根据权利要求1所述的一种没食子酸结晶母液废水的处理方法，其特征在于：步骤3中所述的调pH絮凝沉淀，通过加入石灰调节料液pH至6-8，然后加入PAC和PAM进行絮凝沉淀，去除其中的悬浮物物质。

4.根据权利要求1所述的一种没食子酸结晶母液废水的处理方法，其特征在于：步骤4中所述的陶瓷膜系统所采用的陶瓷膜的特征为氧化铝无机膜，其分离孔径为50nm，其工作条件为温度在20～45℃，工作压力2.0～4.0bar。

5.根据权利要求1所述的一种没食子酸结晶母液废水的处理方法，其特征在于：步骤5中所述的纳滤系统所采用的纳滤膜的特征为聚砜、聚醚砜、复合纳滤膜，其截留分子量为200道尔顿，其工作条件为温度在20～35℃，工作压力2.0～4.0Mpa。