CN105417814A - 一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水的处理方法 - Google Patents

Abstract

一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水的处理方法，首先将含氮有机物废水和lewis酸性络合萃取剂加入多级逆流络合萃取塔，塔顶得到的萃取相为负载含氮有机物的络合萃取剂，塔底得到萃余相；将多级逆流络合萃取塔塔顶得到的萃取相和反萃取剂挥发性酸溶液加入多级逆流反萃取塔，塔顶得到络合萃取剂循环使用，塔底得到含有含氮有机物的反萃取剂；将含有含氮有机物的反萃取剂加入蒸发塔中，顶部的蒸汽经过冷凝、吸收之后得到反萃取剂，循环使用，底部得到含氮有机物。本发明方法含氮有机物废水中含氮有机物的去除率达到95％以上，再经处理后可达标排放；同时得到高附加值的含氮有机中间体，实现废水的治理与资源回收相结合。

Description

一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水的处理方法

技术领域

本发明涉及一种含氮有机物废水的处理方法，特别是涉及一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水的处理方法。

背景技术

随着我国农业的迅速发展，新型杂环类杀虫剂吡蚜酮，需求量越来越大。在吡蚜酮生产过程中会产生大量的含氮有机废水，如果排入水体不仅会致使水体污染，而且会对水体中动植物造成巨大的毒害作用，最终威胁到人类生命健康，带来巨大的经济损失。

目前，国内含氮有机废液的处理方法主要有：吸附法、萃取法、浓缩法、碳化法和焚烧发、化学氧化法等。采用吸附法，例如采用活性炭吸附脱除水体中含氮有机物时，其花费较大且活性炭难以再生；采用化学氧化法均会破坏废水中含氮有机物，不利于对废水中有用化工原料的回收；采用生化法处理时间长、降解不彻底，此外，含氮有机物会使微生物中毒，对生物处理造成极大冲击，而且处理费用高；树脂吸附法能回收其中有机物原料但是工艺条件要求高，且装置投资大。

对吡蚜酮生产过程中含氮有机物废液采取有效的处理和分离，不仅可以得到附加值较高的化工原料，同时也能达到治理废水的目的，能够显著降低过程处理成本，取得较好的经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水的处理方法。所述方法采用络合萃取和反萃取相结合处理吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水，工艺步骤简单、易于实现，可以得到附加值很高的含氮有机中间体，实现废水的治理与资源回收相结合，同时经处理后的废液可以进入生化处理装置。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水的处理方法，所述方法包括如下步骤：

(1)络合萃取：将含氮有机物废水和络合萃取剂加入多级逆流络合萃取塔，所述的络合萃取剂为lewis酸性络合萃取剂，进行萃取分离之后，多级逆流络合萃取塔塔顶得到的萃取相为负载含氮有机物的络合萃取剂，多级逆流络合萃取塔塔底得萃余相为废水；

(2)萃取剂再生：将多级逆流络合萃取塔塔顶得到的萃取相和反萃取剂加入多级逆流反萃取塔，所述的反萃取剂为挥发性酸溶液，进行反萃取分离之后，多级逆流反萃取塔塔顶得到络合萃取剂循环使用，多级逆流反萃取塔塔底得到含有含氮有机物的反萃取剂；

(3)有机物回收和反萃取剂再生：将多级逆流反萃取塔塔底得到含有含氮有机物的反萃取剂加入蒸发塔中，蒸发后蒸发塔顶部的蒸汽经过冷凝之后，进入吸收装置得到反萃取剂循环使用，蒸发塔底部得到含氮有机物。

本发明的废水处理工艺采用络合萃取和反萃取相结合处理吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水，包括两次多级逆流络合萃取、一次蒸发，经过一次络合萃取，可将废水中95％以上的含氮有机物回收，再通过反萃取和蒸馏回收其中的含氮有机物组分。分离工艺简单，废液中含氮有机物的萃取率高。

所述方法中，含氮有机物废水中含有机氮的含量为0.0035mg/L-0.0045mg/L。

所述的lewis酸性络合萃取剂，由络合剂和稀释剂组成，其中络合剂选自中性含磷萃取剂、酸性含磷萃取剂和胺类萃取剂中的一种或几种。中性含磷萃取剂包括磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、三辛基氧磷,酸性含磷萃取剂包括磷酸二乙基己基酯、磷酸二丁酯、2-乙基己基磷酸单(2-乙基己基酯),胺类萃取剂包括三辛胺、3-(2-乙基己基)胺、三正己胺。稀释剂选自芳香烃或环烷烃中的一种或几种。络合剂和稀释剂的体积比为0.25～1.5。

其中，络合剂优选为酸性含磷萃取剂，芳香烃类稀释剂优选为苯、甲苯、二甲苯中的一种或几种，环烷烃优选为环己烷。

所述的挥发性酸选自择盐酸或硝酸，其浓度优选为109.38～145.84g/L。

所述的方法中，吡蚜酮生产废水经络合萃取分层后，上层为萃取相(负载萃取剂)，下层为萃余相。负载萃取相经过挥发性酸反萃取分层后，上层为经再生的萃取剂，可循环利用，下层为含有待萃物的反萃液。将含有待萃物的反萃液进行蒸发操作，将挥发酸和水全部蒸出并进行冷凝回用，剩余物即为含氮有机原料。本发明利用lewis酸性络合萃取剂将废水中含氮有机物进行回收，再利用挥发性酸的PH摆动效应，进行有机碱负载溶剂的再生，实现含氮有机物的再利用和废水的综合利用。

所述方法中，多级逆流络合萃取塔、多级逆流反萃取塔、蒸发塔、吸收装置的压力为1.013*10⁵Pa。

优选的，

所述方法中，多级逆流络合萃取塔塔顶温度(℃)为20-30，塔底温度(℃)为20-30，溶剂比为0.5-1。

所述方法中，多级逆流反萃取塔塔顶温度(℃)为20-30，塔底温度(℃)为20-30，溶剂比为0.4-0.8。

所述方法中，蒸发塔塔顶温度(℃)为70-80，塔底温度(℃)为90-110。

更优选地，所述方法中，

多级逆流络合萃取塔的理论塔板数为4，原料进料位置为第1板，络合萃取剂进料位置为第4板，搅拌时间为20-40min。

多级逆流反萃取塔的理论塔板数为3，原料进料位置为第3板，反萃取剂进料位置为第1板，搅拌时间为15-30min。

本发明所述的吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水的处理方法，首先将含氮有机物废水和络合萃取剂加入多级逆流络合萃取塔，多级逆流络合萃取塔塔顶得到负载含氮有机物的络合萃取剂，塔底得到去除含氮有机物的萃余相；将多级逆流络合萃取塔塔顶得到负载含氮有机物的络合萃取剂以及反萃取剂加入多级逆流反萃取塔，塔顶得到络合萃取剂循环使用，塔底得到包含含氮有机物的反萃取剂；将多级逆流反萃取塔塔底得到的包含含氮有机物的反萃取剂加入蒸发塔中，经过蒸发，顶部的蒸汽冷凝、吸收得到反萃取剂循环使用，蒸发塔底部得到含氮有机物。本发明的萃取分离工艺仅需要两次多级逆流络合萃取，一次蒸馏，分离工艺简单，易于工业化生产，可以提取废水中含氮有机原料，处理后的废水便于后续的生化处理。

本发明方法建立了一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物的废水处理方法，经络合萃取，可以提取废水中含氮有机原料，使处理后的废液便于后续的生化处理。络合萃取后的负载萃取相经过挥发酸的摇摆作用，使萃取剂中负载的有机物转移至反萃液中，从而使萃取剂循环使用。将反萃液进行蒸发，蒸出的挥发酸和水进行冷凝并进行循环使用，剩余物即为含氮有机原料。上述过程可以将废水中的有机中间体进行回收，同时处理后的废水可以进入工业废水处理系统；简化了生产工艺流程，分离过程能耗低。

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。

附图说明

图1吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水处理方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明所述的技术方案给予进一步详细的说明，但有必要指出以下实施例只用于对发明内容的描述，并不构成对本发明保护范围的限制。

本发明的一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水处理方法的工艺流程如图1所示。其中1为原料泵，3为多级逆流络合萃取塔，7为循环泵，8为多级逆流反萃取塔，10为物料泵，12为分布器，13为吸收装置，14为冷凝器，15为蒸发塔；工艺流程中涉及的主要物流包括2为原料含氮有机物废水，4为负载含氮有机物的络合萃取剂，5为经络合萃取后的萃余相，6为络合萃取剂，9为含有含氮有机物的反萃取剂，11为反萃取剂，16为回收的含氮有机物。

采用某农药生产企业吡蚜酮生产废水为原料，其中有机氮含量为：0.003976mg/L，PH值为5.73，外观为棕褐色不透明。该工艺的操作均在常压下进行，原料、液液萃取剂进料及出料等均用玻璃转子流量计计量，蒸发塔塔釜用盘管式电加热，吸收装置采用外循环。

采用吡蚜酮生产过程中产生的含氮有机物废水为原料，将含氮有机物废水从多级逆流络合萃取塔中上部进料，络合萃取剂从多级逆流络合萃取塔中下部加入，控制油水比为0.5～1，进行萃取分离之后，多级逆流络合萃取塔塔顶得到负载含氮有机物的络合萃取剂，多级逆流络合萃取塔塔底得到的萃余相进入污水处理系统；将多级逆流络合萃取塔塔顶得到负载含氮有机物的络合萃取剂从多级逆流反萃取塔的中下部进料，反萃取剂从多级逆流反萃取塔的中上部加入，控制油水比为0.4～0.8，进行萃取分离之后，多级逆流反萃取塔塔顶得到络合萃取剂循环使用，塔底得到含有含氮有机物的反萃取剂；将含有含氮有机物的反萃取剂从蒸发塔的底部加入，蒸发后蒸发塔塔顶的蒸汽经过冷凝器冷凝之后，进入吸收装置得到反萃取剂，循环使用，蒸发塔塔底得到含氮有机物。经过处理吡蚜酮生产过程中产生的废水从棕褐色不透明液体变为浅黄色透明液体，含氮有机物的去除率能达到95％以上。

具体地说，本发明方法步骤如下：

(1)将含氮有机物废水2和络合萃取剂6加入多级逆流络合萃取塔3，进行萃取分离之后，多级逆流络合萃取塔塔顶得到负载含氮有机物的络合萃取剂4，其萃取效率≥95％，多级逆流络合萃取塔塔底得到含氮有机物废水经过络合萃取剂萃取之后的萃余相5进入污水处理系统；

(2)将多级逆流络合萃取塔3塔顶得到负载含氮有机物的络合萃取剂4以及反萃取剂11加入多级逆流反萃取塔8，进行萃取分离之后，多级逆流反萃取塔塔顶得到络合萃取剂循环使用，多级逆流反萃取塔塔底得到含有含氮有机物的反萃取剂9，其萃取效率≥95％；

(3)将多级逆流反萃取塔塔底得到含有含氮有机物的反萃取剂9加入蒸发塔15中，经过蒸发器蒸发，蒸发塔塔顶的蒸汽经过冷凝器14冷凝之后，进入吸收装置13得到反萃取剂11，循环使用，蒸发塔塔底得到含氮有机物16。

上述分离过程的工艺条件：分离过程中各塔压力温度控制、回流比、溶剂比、进料位置、搅拌时间及塔板数见表1所示，分离结果见表2、表3所示。

表1一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水处理过程工艺条件

表2多级逆流络合萃取分离结果

表3多级逆流反萃取分离结果

分离结果如表2和表3所示，该萃取分离工艺简单、方便、易于实现，含氮有机物的回收率能够达到95％以上。

Claims (10)

1.一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水的处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)络合萃取：将含氮有机物废水和络合萃取剂加入多级逆流络合萃取塔，所述的络合萃取剂为lewis酸性络合萃取剂，进行萃取分离之后，多级逆流络合萃取塔塔顶得到的萃取相为负载含氮有机物的络合萃取剂，多级逆流络合萃取塔塔底得到萃余相；

(2)萃取剂再生：将多级逆流络合萃取塔塔顶得到的萃取相和反萃取剂加入多级逆流反萃取塔，所述的反萃取剂为挥发性酸溶液，进行反萃取分离之后，多级逆流反萃取塔塔顶得到络合萃取剂循环使用，多级逆流反萃取塔塔底得到含有含氮有机物的反萃取剂；

(3)有机物回收和反萃取剂再生：将多级逆流反萃取塔塔底得到含有含氮有机物的反萃取剂加入蒸发塔中，蒸发后蒸发塔塔顶的蒸汽经过冷凝之后，进入吸收装置得到反萃取剂循环使用，蒸发塔塔底得到含氮有机物。

2.根据权利要求1所述的一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水的处理方法，其特征在于，所述含氮有机物废水中有机氮的含量为0.0035-0.0045mg/L。

3.根据权利要求1所述的一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水的处理方法，其特征在于，所述的lewis酸性络合萃取剂，由络合剂和稀释剂组成，其中络合剂选自中性含磷萃取剂、酸性含磷萃取剂和胺类萃取剂中的一种或几种，中性含磷萃取剂包括磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、三辛基氧磷,酸性含磷萃取剂包括磷酸二乙基己基酯、磷酸二丁酯、2-乙基己基磷酸单(2-乙基己基酯),胺类萃取剂包括三辛胺、3-(2-乙基己基)胺、三正己胺；稀释剂选自芳香烃和环烷烃中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水的处理方法，其特征在于，所述络合剂为酸性含磷萃取剂，所述芳香烃稀释剂为苯、甲苯或二甲苯，所述环烷烃稀释剂为环己烷。

5.根据权利要求3所述的一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水的处理方法，其特征在于，所述的络合剂和稀释剂的质量体积比为0.25～1.5。

6.根据权利要求1所述的一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水的处理方法，其特征在于，所述挥发性酸选自择盐酸或硝酸，浓度为109.38～145.84g/L。

7.根据权利要求1所述的一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水的处理方法，其特征在于，所述多级逆流络合萃取塔、多级逆流反萃取塔、蒸发塔、吸收装置的操作压力为1.013*10⁵Pa。

8.根据权利要求1所述的一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水的处理方法，其特征在于，多级逆流络合萃取塔塔顶温度(℃)为20-30，塔底温度(℃)为20-30，溶剂比为0.5-1。

9.根据权利要求1所述的一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水的处理方法，其特征在于，多级逆流反萃取塔塔顶温度(℃)为20-30，塔底温度(℃)为20-30，溶剂比为0.4-0.8。

10.根据权利要求1所述的一种吡蚜酮生产过程中含氮有机物废水的处理方法，其特征在于，蒸发塔塔顶温度(℃)为70-80，塔底温度(℃)为90-110。