CN105271592A - 一种1,4-二羟基蒽醌生产废水的综合治理方法 - Google Patents

一种1,4-二羟基蒽醌生产废水的综合治理方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种1,4-二羟基蒽醌生产废水的综合治理方法,该方法具体包括萃取、反萃取、酸化、蒸发等步骤。1,4-二羟基蒽醌生产废水用碱调节pH值并经过滤处理后,络合萃取废水中酸性物质,负载萃取剂用碱液反萃取,再生后循环使用,反萃液经酸化过滤回收邻苯二甲酸,过滤母液返回萃取系统;萃余相转入蒸发系统,经蒸发分离得到硫酸钠副产品,蒸发冷凝水经氧化处理达标排放或回用。本发明方法不仅使1,4-二羟基蒽醌生产废水得到治理,而且实现了废水的资源化利用,实现了废水的综合治理。

Description

一种1,4-二羟基蒽醌生产废水的综合治理方法
技术领域
本发明涉及一种化工产品生产废水处理方法,具体地说就是利用络合萃取的方法,将1,4-二羟基蒽醌生产废水中邻苯二甲酸回收利用,对废水进行综合治理。
背景技术
1,4-二羟基蒽醌是一种重要的有机合成中间体,本身为分散棕GL。用于制造分散蓝SR、分散蓝B、分散深蓝RB、酸性蒽醌蓝R、弱酸艳蓝RAN、弱酸绿GS、还原灰BG、还原棕BR,以及用来生产中间体l,4-二氨基蒽醌。目前国内工业生产普遍采用对苯二酚或对氯苯酚为原料的合成路线,生产1吨1,4-二羟基蒽醌产品,要排放60多吨红棕色废水,其CODCr高达10000~25000mg/l,主要成分为邻苯二甲酸,以及少量的1,4-二羟基蒽醌及副产物,另外废水中还含有约10%的硫酸和少量硼酸。这种高污染的有机废水,不加治理直接排放不仅严重危害环境,还造成资源浪费。
当前多数1,4-二羟基蒽醌生产厂家对该废水没有有效的处理方法。采用树脂吸附的方法处理,废水中邻苯二甲酸可得到回收利用,但废水中污染物浓度高,树脂吸附饱和时间短,树脂易碎,再生困难;用这种方法处理,废水中所含高浓度硫酸钠盐没有分离,不能达到排放或回用要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种新的1,4-二羟基蒽醌生产废水的综合治理方法,该方法通过络合萃取回收废水中的邻苯二甲酸,萃取出水通过蒸发析出硫酸钠作为副产品,蒸发冷凝水经处理达标排放或回用。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种1,4-二羟基蒽醌生产废水的综合治理方法,其特点是,其步骤如下:
(1)萃取:将1,4-二羟基蒽醌生产废水用无机碱调节pH值至0.7~1.5后过滤去除机械性杂质,常压下和萃取剂按油水相比1~5∶1于常温下充分混合3~5分钟,分层后的萃余相即萃后水送蒸发工序,萃取相即负载萃取剂送反萃取工序再生;
(2)反萃取:取上述萃取相常压下与碱液40℃~80℃充分混合10~20分钟,反萃取加碱量以将pH终点值控制在8.5~9.5为准,分层后的反萃液送酸化回收工序,再生后的萃取剂循环使用于萃取工序;
(3)酸化:将上述反萃液搅拌下加入无机酸,调节物料pH值至0.7~1.5,过滤得到邻苯二甲酸固体,过滤母液返回萃取系统再次萃取处理;
(4)蒸发:上述萃余相萃后水经蒸发系统蒸发浓缩,过滤得到含水量不大于10%的结晶硫酸钠,进一步烘干加工得无水硫酸钠副产品,蒸发冷凝水经氧化处理达标排放或回用。
以上所述本发明1,4-二羟基蒽醌生产废水的综合治理方法的技术方案中,进一步优选的技术方案或技术特征如下:
在步骤(1)中,所述的无机碱可以使用现有技术中常用的无机碱,优选烧碱、石灰、纯碱、氧氧化钾或者碳酸氢钠,其中最优选的是烧碱、纯碱或石灰。
在步骤(2)中,所述的碱液可以使用现有技术中常用的无机碱液,优选烧碱、纯碱、氧氧化钾或者碳酸氢钠溶液,进一步优选质量浓度10~30%的烧碱溶液。
在步骤(3)中,所述的无机酸可以使用现有技术中常用的无机酸,优选硫酸、盐酸、硝酸或者磷酸,进一步优选硫酸或盐酸,最优选质量浓度为10%~98%的硫酸。
在步骤(1)和步骤(2)中,所述的萃取剂由由络合剂、助溶剂和稀释剂组成。络合剂选自烷基胺类中的一种或几种组成的混合物,助溶剂选自烷基氧磷类中一种或几种组成的混合物,稀释剂选自脂肪烃类、芳烃类中的一种或几种组合的混合物。所述络合剂优选烷基叔胺类;助溶剂优选磷酸酯类;所述的稀释剂优选正己烷或煤油。
发明优选的络合萃取剂具有以下优点①萃取效率高,具有高选择性。萃取剂对酸性物质分配系数高,对1,4-二羟基蒽醌生产废水的处理只需要一级萃取即达效果。②化学稳定性强,二次污染小,萃取剂不污染反萃液(邻苯二甲酸盐溶液),萃取得到的污染物得到充分利用。③萃取剂易于再生,反萃率高。增加助溶剂,萃取和反萃取没有乳化现象,萃取与反萃取过程不产生第三相,界面清晰,无溶剂夹带现象。④萃取与反萃取操作易于进行,安全系数高,成本低。
步骤(1)中,1,4-二羟基蒽醌生产废水经萃取分层后,上层为萃取相即负载萃取剂,下层为萃余相即萃后水;步骤(2)中,萃取相负载萃取剂经反萃取分层后,上层为经再生的萃取剂,返回萃取系统循环使用,下层为反萃液邻苯二甲酸盐溶液。
本发明所述方法可采用间歇操作或连续操作的方式处理。所述1,4-二羟基蒽醌生产废水,废水中有机成分主要是邻苯二甲酸,还有少量的1,4-二羟基蒽醌和1,5-二羟基蒽醌等;废水中还含有约10%的硫酸和少量硼酸,呈强酸性;废水外观呈红棕色,CODCr高达10000~25000mg/l。经过上述方法处理,回收的邻苯二甲酸可回用于生产1,4-二羟基蒽醌;萃取后出水无色透明,pH值2~4,CODCr约300mg/l左右;蒸发后出水COD约100mg/l左右,硫酸钠浓度降至4000mg/l以下,经氧化处理后可达标排放或回用。
本发明与现有技术相比,工艺合理,可以有效地实现1,4-二羟基蒽醌生产废水的综合治理与资源化利用。
附图说明
图1为本发明1,4-二羟基蒽醌生产废水的综合治理方法的一种工艺流程简图。
具体实施方式:
以下参照附图,进一步描述本发明的具体技术方案,以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明,而不构成对其权利的限制。
实施例1,参照图1,一种1,4-二羟基蒽醌生产废水的综合治理方法,其步骤如下:
(1)萃取:将1,4-二羟基蒽醌生产废水用无机碱调节pH值至0.7并过滤去除机械性杂质,常温常压下和萃取剂按油水相比1∶1充分混合5分钟,分层后的萃余相即萃后水送蒸发工序,萃取相即负载萃取剂送反萃取工序再生;
(2)反萃取:取上述萃取相常压下与碱液40℃充分混合20分钟,反萃取加碱量以将pH终点值控制在8.5为准,分层后的反萃液送酸化回收系统;再生后的萃取剂循环使用于萃取工序;
(3)酸化:将上述反萃液搅拌下加入无机酸,调节物料pH值至0.7,过滤得到邻苯二甲酸固体,过滤母液返回萃取系统再次萃取处理;
(4)蒸发:上述萃余相进入萃后水蒸发系统蒸发浓缩,过滤得到含水量不大于10%的结晶硫酸钠,进一步烘干加工得到无水硫酸钠副产品,蒸发冷凝水进入氧化系统经氧化达标排放或回用。
实施例2,参照图1,一种1,4-二羟基蒽醌生产废水的综合治理方法,其步骤如下:
(1)萃取:将1,4-二羟基蒽醌生产废水用无机碱调节pH值至1.5并过滤去除机械性杂质,常温常压下和萃取剂按油水相比5∶1充分混合3分钟,分层后的萃余相即萃后水送蒸发工序,萃取相即负载萃取剂送反萃取工序再生;
(2)反萃取:取上述萃取相常压下与碱液80℃充分混合10分钟,反萃取加碱量以将pH终点值控制在9.5为准,分层后的反萃液送酸化回收系统;再生后的萃取剂循环使用于萃取工序;
(3)酸化:将上述反萃液搅拌下加入无机酸,调节物料pH值至1.5,过滤得到邻苯二甲酸固体,过滤母液返回萃取系统再次萃取处理;
(4)蒸发:上述萃余相进入萃后水蒸发系统蒸发浓缩,过滤得到含水量不大于10%的结晶硫酸钠,进一步烘干加工得到无水硫酸钠副产品,蒸发冷凝水进入氧化系统经氧化达标排放或回用。
实施例3,参照图1,一种1,4-二羟基蒽醌生产废水的综合治理方法,其步骤如下:
(1)萃取:将1,4-二羟基蒽醌生产废水用无机碱调节pH值至1.20并过滤,常温常压下和萃取剂按油水相比3∶1充分混合4分钟,分层后的萃余相即萃后水送蒸发工序,萃取相即负载萃取剂送反萃取工序再生;
(2)反萃取:取上述萃取相常压下与碱液65℃充分混合15分钟,反萃取加碱量以将pH终点值控制在9.0为准,分层后反萃液送酸化回收系统;再生后的萃取剂循环使用于萃取工序;
(3)酸化:将上述反萃液搅拌下加入无机酸,调节物料pH值至1.2,过滤得到邻苯二甲酸固体,过滤母液返回萃取系统再次萃取处理;
(4)蒸发:上述萃余相进入萃后水蒸发系统蒸发浓缩,过滤得到含水量不大于10%的结晶硫酸钠,进一步烘干加工得到无水硫酸钠副产品,蒸发冷凝水进入氧化系统经氧化达标排放或回用。
实施例4,在实施例1-3任何一项所述的工艺的步骤(1)中,所述的无机碱选自烧碱、石灰、纯碱、氧氧化钾或者碳酸氢钠。
实施例5,在实施例1-4任何一项所述的工艺的步骤(2)中,所述的碱液选自烧碱、纯碱、氧氧化钾或者碳酸氢钠溶液。
实施例6,在实施例1-4任何一项所述的工艺的步骤(2)中,所述的无机碱液为质量浓度为10%~30%的烧碱溶液。
实施例7,在实施例1-6任何一项所述的工艺的步骤(3)中,所述的无机酸选自硫酸、盐酸、硝酸或者磷酸。
实施例8,在实施例1-6任何一项所述的工艺的步骤(3)中,所述的无机酸为质量浓度10%~98%的硫酸。
实施例9,在实施例1-8任何一项所述的工艺中,所述络合剂选自烷基胺类中的一种或几种组成的混合物,助溶剂选自烷基氧磷类中一种或几种组成的混合物,稀释剂选自脂肪烃类、芳烃类中的一种或几种组合的混合物。
实施例10,在实施例1-8任何一项所述的工艺中,所述络合剂优选烷基叔胺类;助溶剂优选磷酸酯类;所述的稀释剂优选正己烷或煤油。
实施例11,间歇操作式:1,4-二羟基蒽醌生产废水的综合治理方法实验一。
江苏某1,4-二羟基蒽醌生产厂生产废水中硫酸含量12%,CODCr达21000mg/l,废水红棕色不透明。废水加入固体烧碱调节pH值至1.25,并过滤后送萃取工序。
(1)萃取:将一定容积的上述1,4-二羟基蒽醌生产废水用泵输送至间歇萃取釜内,按油水相比1∶1加入相同容积的萃取剂,常温下搅拌5分钟充分混合,再静置0.5小时,分层后下层萃余相即萃后水排出送蒸发工序,萃取后的萃后水pH值2.5左右。上层油层为萃取相即负载萃取剂,留在釜内待反萃取再生。
(2)反萃取:开启萃取釜搅拌,搅动上述萃取相负载萃取剂,开蒸汽加热至60℃,同时缓慢加入25%烧碱溶液,碱液加量以釜内pH值为准,控制反萃取终点pH值在9.0,碱液加完后继续搅拌20分钟,静置0.5小时分层,排出下层反萃液即邻苯二甲酸钠溶液至酸化回收系统,上层油层为再生后的萃取剂,循环使用于下次萃取操作。
(3)酸化回收:将一定量反萃液加入酸化釜,开启搅拌,缓慢滴加质量浓度98%浓硫酸,取样测pH值,控制溶液pH值在1左右。反应结束后,冷却至常温,搅拌下进行过滤,得到邻苯二甲酸固体,滤液用泵送回萃取系统再次处理。
(4)蒸发:将上述萃余相萃后水用泵输送至MVR蒸发器,真空蒸发浓缩至一定浓度,开始不断析出无水硫酸钠结晶,用离心机过滤出硫酸钠晶体,进一步烘干加工为无水硫酸钠副产品,过滤出的蒸发浓缩水返回蒸发器继续蒸发浓缩。蒸发冷凝水经降温至35℃后送入氧化池加入氧化剂氧化处理达标排放或回用。
实施例12,连续操作式:1,4-二羟基蒽醌生产废水的综合治理方法实验二。
湖北某1,4-二羟基蒽醌生产厂1,4-二羟基蒽醌生产废水中硫酸含量10%左右,有机物的含量比较高,CODCr达25000mg/l,废水红棕色不透明。废水中加入生石灰调节pH值至0.85,并过滤后送萃取工序。
(1)萃取:将预处理后的1,4-二羟基蒽醌生产废水和萃取剂用泵输送,经流量计调节流量,按油水相比2∶1经静态混合器充分混合,连续流入带搅拌装置萃取器,常温下搅拌反应时间3分钟;连续流入分层器,静置分层时间30分钟,经分层后,下层萃余相萃后水连续送至蒸发工序,上层油层为萃取相负载萃取剂,连续输送至负载萃取剂贮罐。
(2)反萃取:将负载萃取剂和质量浓度25%NaOH溶液分别用泵输送,经流量计调节流量,经过预热器预热,连续流入带加热搅拌装置的反萃器,保持温度在55℃,充分搅拌混合10分钟后,控制反萃取终点pH值在9.5,连续流入带加热保温装置的分层器,静置分层时间30分钟,分层后,下层的反萃液即邻苯二甲酸钠溶液连续送至酸化回收系统,上层油层为反萃后再生的萃取剂,连续输送至萃取剂贮罐,循环使用于萃取工序。
(3)酸化回收:将一定量反萃液加入酸化釜,开启搅拌,缓慢滴加质量浓度96%浓硫酸,取样测pH值,控制溶液pH值在1左右。反应结束后,冷却至常温,搅拌下进行过滤,得到邻苯二甲酸固体,滤液用泵送回萃取系统再次处理。
(4)蒸发:来自萃取工序的萃余相萃后水,经热交换器加热,用泵送入三效顺流蒸发系统,连续蒸发浓缩,结晶析出无水硫酸钠固体,离心过滤,烘干加工成为无水硫酸钠副产品,过滤出的蒸发浓缩水返回蒸发器继续蒸发浓缩。蒸发冷凝水经降温至35℃后连续送入氧化池加入氧化剂氧化处理达标排放或回用。

Claims (8)

1.一种4-二羟基蒽醌生产废水的综合治理方法,其特征在于,其步骤如下:
(1)萃取:将1,4-二羟基蒽醌生产废水用无机碱调节pH值至0.7~1.5后过滤,常压下和萃取剂按油水相比1~5∶1于常温下充分混合3~5分钟,分层后的萃余相即萃后水送蒸发工序,萃取相即负载萃取剂送反萃取工序再生;
(2)反萃取:常压下将上述萃取相与碱液40℃~80℃充分混合10~20分钟,反萃取加碱量以将pH终点值控制在8.5~9.5为准,分层后的反萃液送酸化回收工序,再生后的萃取剂循环使用于萃取工序;
(3)酸化:将上述反萃液搅拌下加入无机酸,调节物料pH值至0.7~1.5,过滤得到邻苯二甲酸固体,过滤母液返回萃取系统再次萃取处理;
(4)蒸发:上述萃余相萃后水经蒸发系统蒸发浓缩,过滤得到含水量不大于10%的结晶硫酸钠,进一步烘干加工得无水硫酸钠副产品,蒸发冷凝水经氧化达标排放或回用。
2.根据权利要求1所述的综合治理方法,其特征在于:在步骤(1)中,所述的无机碱选自烧碱、石灰、纯碱、氧氧化钾或者碳酸氢钠。
3.根据权利要求1所述的综合治理方法,其特征在于:在步骤(2)中,所述的碱液选自烧碱、纯碱、氧氧化钾或者碳酸氢钠溶液。
4.根据权利要求4所述的综合治理方法,其特征在于:在步骤(2)中,所述的碱液为质量浓度10~30%的烧碱溶液。
5.根据权利要求1所述的综合治理方法,其特征在于:在步骤(3)中,所述的无机酸选自硫酸、盐酸、硝酸或者磷酸。
6.根据权利要求5所述的综合治理方法,其特征在于:在步骤(3)中,所述的无机酸为质量浓度为10%~98%的硫酸。
7.根据权利要求1所述的综合治理方法,其特征在于:在步骤(1)和步骤(2)中,所述的萃取剂为络合萃取剂,它由络合剂、助溶剂和稀释剂组成;所述的络合剂选自烷基胺类中的一种或几种组成的混合物;助溶剂选自烷基氧磷类一种或几种组成的混合物;稀释剂选自脂肪烃类、芳烃类中的一种或几种组合的混合物。
8.根据权利要求7所述的综合治理方法,其特征在于:所述络合剂选自烷基叔胺类;所述助溶剂选自磷酸酯类;所述的稀释剂选自正己烷或煤油。
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