CN105800887A - Cmc废水处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种CMC废水处理的方法。具体在于1）含盐废水通过MVR蒸发，去除80%的无机盐,剩下的是含盐10‑15%，水分在40‑50%及35‑50%的有机物，这种溶液的化学需氧量COD高达30万mg/L以上，简称母液；2）在配水池里面将母液配制成化学需氧量COD8000‑1万mg/L溶液，然后将配制好的废水抽人厌氧池；3）废水在厌氧池内进行72小时厌氧处理然后废水溢流进入PACT池；4）废水在PACT池停留60个小时进行曝气处理，然后废水溢流进入接触氧化池；5）废水在接触氧化池停留72小时进行曝气处理，要求温度在30‑40℃，PH值小于9；6）从接触氧化池里排出的废水COD小于500mg/L。优点是设计巧妙，工艺完善，CMC废液经处理后，盐分被有效地脱除、产生一部分达到工业回用水标准的再生水，剩余的浓缩废液用于进一步的化学处理，得到有较高经济价值的化工产品。

Description

CMC废水处理的方法
技术领域
本发明涉及CMC废水处理领域，具体涉及一种CMC废水处理的方法。
背景技术
羧甲基纤维素钠，简称CMC，是纤维素的羧甲基化衍生物，又名纤维素胶，是最主要的离子型纤维素胶。CMC于1918年由德国首先制得，并于 1921 年获得专利而见诸于世，此后便在欧洲实现商业化生产。当时只为粗产品，用作胶体和粘结剂。1936-1941 年，对 CMC工业应用的研究相当活跃，并发表了几个具有启发性的专利。第二次世界大战期间，德国将CMC 用于合成洗涤剂。CMC 的工业化生产开始于二十世纪三十年代德国 IGFarbenindustrie AG。此后，生产工艺、生产效率和产品质量逐步有了明显的改进。1947年，美国 FDA 根据毒物学研究证明：CMC 对生理无毒害作用，允许将其用于食品加工业中作添加剂，起增稠作用。CMC 因具有许多特殊性质：其吸湿程度与大气温度和相对湿度有关，当到达平衡后，就不再吸湿；
CMC水溶液具有优良的粘结、增稠、乳化、悬浮、成膜、保护胶体、保持水分、抗酶解以及代谢惰性等性能；CMC水溶液与锡、银、铝铅、铁、铜及某些重金属相遇时，会发生沉淀反应，CMC水溶液与钙、镁、食盐共存时，不会产生沉淀，但会降低CMC水溶液的粘度。CMC水溶液遇到酸时，会析出酸式CMC沉淀。但耐酸型CMC对酸溶液具有一定的抵抗力；CMC水溶液与水溶性动物胶、甘油乙二醇、山梨醇、阿拉伯胶、果胶以及可溶性淀粉等水溶液，均能互混共溶，CMC固状物在、苯、乙酸酯类、四氯化碳、蓖麻油、玉米油、花生油、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、三氯乙烷，汽油、甲乙酮、甲苯、二甲苯、松节油等物如增稠、粘结、成膜、持水、乳化、悬浮等，而得到广泛应用。近年来，不同品质的 CMC 被用于工业和人们生活的不同领域中，广泛应用于石油、化工、洗涤剂、陶瓷、卷烟、印染、纺织、食品、医药、电焊条等行业，有“工业味精”之称。 CMC的用途非常广泛、无毒、无腐蚀、对人体无害，不污染环境、粘结力强、不霉变、不生虫，可作为乳化剂、增稠剂、稳定剂、上浆剂、成膜剂、粘结剂等。
CMC行业产生的唯一污染物是废水，特点为高盐、高COD(20000～40000mg/L)。每生产1吨CMC，大约要产生2.5～3吨的废液，CMC生产废水的处理一直是世界范围内的一个重要课题，发达国家尤为重视。如日本采用双氧水处理工艺，德国采用树脂交换法，但依然存在各自的缺点，未能实现地表水的零排放。我国在这方面还未见成熟的技术专利，与发达国家相比尚有加大的差距。在节能减排、保护环境，特别是保护水体系已经上升成为我国国家战略的今天，解决这一问题显得非常重要。
CMC的生产工艺采用溶剂法，在洗涤过程中产生洗涤废水，其高额的处理成本让国内外所有的企业都无法接受，目前行业的处理方式都是将废水交给废水处理企业，混在其他工业废水中再进一步处理。CMC生产工艺中的废水处理急需工艺和技术方法的创新。其排放物的回收和综合利用会给企业带来可观的经济效益。
我国处于经济快速增长期，目前CMC产品正在以较高的年增长率发展。预计中国在近5年内需求会增长到80～100万吨，市场的成长性良好，因此CMC产业排放物的回收利用凸显了实施的迫切性和必要性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种CMC废水处理的方法，设计完善，使用方便，CMC废液经处理后，盐分被有效地脱除、产生一部分达到工业回用水标准的再生水，剩余的浓缩废液用于进一步的化学处理，得到有较高经济价值的化工产品。
为了达到上述发明目的，本发明提出了以下技术方案：
CMC废水处理的方法，将纤维素（精制棉）、碱、氯乙酸、乙醇按比例投入捏合机进行碱化和醚化反应，然后用50-75%的乙醇溶液进行洗涤，物料经过离心压榨，分成两部分：固体物料烘干、粉碎、包装成CMC成品；含乙醇的液体物料进行乙醇回收，剩下的是含盐废水；具体在于
1）含盐废水通过MVR蒸发，去除80%的无机盐（NaCl）,剩下的是含盐（NaCl）10-15%，水分在40-50%及35-50%的有机物，这种溶液的化学需氧量COD高达30万mg/L以上，简称母液；
2）在配水池里面将母液配制成化学需氧量COD8000-1万mg/L溶液，要求是COD：N：P=300：7：1，氯化钠含量小于1%，PH值小于7.2；然后将配制好的废水抽人厌氧池；
3）废水在厌氧池内进行72小时厌氧处理，要求温度大于30℃，溶解氧小于0.5mg/L，然后废水溢流进入PACT池；
4）废水在PACT池停留60个小时进行曝气处理，要求温度小于40℃，PH值小于9，然后废水溢流进入接触氧化池；
5）废水在接触氧化池停留72小时进行曝气处理，要求温度在30-40℃，PH值小于9；
6）从接触氧化池里排出的废水COD小于500mg/L。
所述的厌氧池的厌氧处理方法是将
（1）水解阶段：高分子有机物分解成小分子；废水中的有机物质纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖；分解后的这些小分子进行下一步的分解；
（2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到微生物体内转化成更为简单的化合物，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生；
（3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质；
（4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
所述的PACT池的处理方法是：在池内投入活性炭与回流的含碳污泥一起曝气，处理微生物难以降解的有毒有害的有机污染物，防止氨氮指标的反弹，提高难以降解有机物的去除效果。
所述的接触氧化池的处理方法是一种以挂膜法为主，兼有活性污泥的生物处理装置，通过提供氧源，使污水中的有机物被微生物吸附、降解，使废水得到净化。
本发明的优点是设计巧妙，工艺完善，CMC废液经处理后，盐分被有效地脱除、产生一部分达到工业回用水标准的再生水，剩余的浓缩废液用于进一步的化学处理，得到有较高经济价值的化工产品。
具体实施方式
CMC废水处理的方法，将纤维素（精制棉）、碱、氯乙酸、乙醇按比例投入捏合机进行碱化和醚化反应，然后用50-75%的乙醇溶液进行洗涤，物料经过离心压榨，分成两部分：固体物料烘干、粉碎、包装成CMC成品；含乙醇的液体物料进行乙醇回收，剩下的是含盐废水；具体在于
1）含盐废水通过MVR蒸发，去除80%的无机盐（NaCl）,剩下的是含盐（NaCl）10-15%，水分在40-50%及35-50%的有机物，这种溶液的化学需氧量COD高达30万mg/L以上，简称母液；
2）在配水池里面将母液配制成化学需氧量COD8000-1万mg/L溶液，要求是COD：N：P=300：7：1，氯化钠含量小于1%，PH值小于7.2；然后将配制好的废水抽人厌氧池；
3）废水在厌氧池内进行72小时厌氧处理，要求温度大于30℃，溶解氧小于0.5mg/L，然后废水溢流进入PACT池；所述的厌氧池的厌氧处理方法是将（1）水解阶段：高分子有机物分解成小分子；废水中的有机物质纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖；分解后的这些小分子进行下一步的分解；（2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到微生物体内转化成更为简单的化合物，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生；（3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质；（4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质；
4）废水在PACT池停留60个小时进行曝气处理，要求温度小于40℃，PH值小于9，然后废水溢流进入接触氧化池；所述的PACT池的处理方法是：在池内投入活性炭与回流的含碳污泥一起曝气，处理微生物难以降解的有毒有害的有机污染物，防止氨氮指标的反弹，提高难以降解有机物的去除效果。
5）废水在接触氧化池停留72小时进行曝气处理，要求温度在30-40℃，PH值小于9；所述的接触氧化池的处理方法是一种以挂膜法为主，兼有活性污泥的生物处理装置，通过提供氧源，使污水中的有机物被微生物吸附、降解，使废水得到净化；
6）从接触氧化池里排出的废水COD小于500mg/L。
CMC废水中羟基乙酸钠提取方法，具体在于以下步骤：提取母液，CMC含盐废水通过MVR蒸发器蒸发，去除80%的无机盐,剩下的是含盐10-15%，水分在35-50%的有机物，得到母液；母液中35-50%的有机物其中90%是羟基乙酸钠；将母液的PH值用氢氧化钠调节到10，60℃左右趁热过滤，用乙醇溶剂从液体中提取，得到粗品羟基乙酸钠固体；然后再用硫酸酸化并作催化剂，用甲醇（1份酸化料3份甲醇）进行酯化，得到羟基乙酸甲酯，最后水解转化为纯度达到70%的羟基乙酸溶液。
MVR蒸发、乙醇、酸化、酯化、水解、含盐废水→母液→粗品羟基乙酸钠→羟基乙酸甲酯→70%羟基乙酸溶液；
反应原理：
（1）2HOCH2COONa+H2SO4→2HOCH2COOH+Na2SO4；
（2）HOCH2COOH+CH3OH→HOCH2COOCH3+H2O；
（3）HOCH2COOCH3→HOCH2COOH+CH3OH。

Claims (4)

1.CMC废水处理的方法，将纤维素、碱、氯乙酸、乙醇按比例投入捏合机进行碱化和醚化反应，然后用50-75%的乙醇溶液进行洗涤，物料经过离心压榨，分成两部分：固体物料烘干、粉碎、包装成CMC成品；含乙醇的液体物料进行乙醇回收，剩下的是含盐废水；其特征在于
1）含盐废水通过MVR蒸发，去除80%的无机盐,剩下的是含盐10-15%，水分在40-50%及35-50%的有机物，这种溶液的化学需氧量COD高达30万mg/L以上，简称母液；
2）在配水池里面将母液配制成化学需氧量COD8000-1万mg/L溶液，要求是COD：N：P=300：7：1，氯化钠含量小于1%，PH值小于7.2；然后将配制好的废水抽人厌氧池；
3）废水在厌氧池内进行72小时厌氧处理，要求温度大于30℃，溶解氧小于0.5mg/L，然后废水溢流进入PACT池；
4）废水在PACT池停留60个小时进行曝气处理，要求温度小于40℃，PH值小于9，然后废水溢流进入接触氧化池；
5）废水在接触氧化池停留72小时进行曝气处理，要求温度在30-40℃，PH值小于9；
6）从接触氧化池里排出的废水COD小于500mg/L。
2.根据权利要求1所述的CMC废水处理的方法，其特征是所述的厌氧池的厌氧处理方法是将
（1）水解阶段：高分子有机物分解成小分子；废水中的有机物质纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖；分解后的这些小分子进行下一步的分解；
（2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到微生物体内转化成更为简单的化合物，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生；
（3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质；
（4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
3.根据权利要求1所述的CMC废水处理的方法，其特征是所述的PACT池的处理方法是：在池内投入活性炭与回流的含碳污泥一起曝气，处理微生物难以降解的有毒有害的有机污染物，防止氨氮指标的反弹，提高难以降解有机物的去除效果。
4.根据权利要求1所述的CMC废水处理的方法，其特征是所述的接触氧化池的处理方法是一种以挂膜法为主，兼有活性污泥的生物处理装置，通过提供氧源，使污水中的有机物被微生物吸附、降解，使废水得到净化。
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