CN105819537B - 一种氮丙啶衍生物废水的处理方法 - Google Patents

一种氮丙啶衍生物废水的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氮丙啶衍生物废水的处理方法。本发明针对氮丙啶衍生物工业废水处理条件苛刻，COD去除率不高和未能有效回收氮丙啶衍生物的问题。将氮丙啶衍生物废水先经过预处理去除悬浮物，将废水通过装填有高比表面积大孔吸附树脂的吸附柱，使氮丙啶衍生物吸附在大孔吸附树脂上，吸附出水为无色澄清，出水可直接达标排放；吸附了氮丙啶衍生物的吸附树脂用脱附剂脱附再生。脱附再生后的高浓度脱附液经精馏后可得到氮丙啶衍生物的混合液，同时回收脱附剂。本发明对氮丙啶衍生物废水的处理条件温和，COD去除率高，并且可高效回收氮丙啶衍生物。本发明适用于处理氮丙啶衍生物废水。

Description

一种氮丙啶衍生物废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种氮丙啶衍生物废水的处理方法，尤其涉及一种利用树脂吸附处理氮丙啶衍生物废水的方法。
背景技术
氮丙啶衍生物是重要的含氮有机杂环化合物，其毒性大，存在致癌、致畸、致突变作用。在乙醇胺气相脱水法生产氮丙啶的工业工程中，会产生甲基氮丙啶、1-(2-羟乙基)氮丙啶和1-(2-胺乙基)氮丙啶，这类氮丙啶衍生物在分离过程中混入工业废水中。混有氮丙啶衍生物的工业废水，CODcr可高达19140mg/l。在生化处理过程中，氮丙啶衍生物不能得到有效降解，出水难以达标，并在自然环境中累积，在自然环境中对人类健康和生物体构成严重威胁。
经申请人检索，未检索到有关树脂吸附处理氮丙啶衍生物废水的资料。现有技术中，对于类似的含氮有机杂环废水的处理采用催化超临界水氧化技术，如《催化超临界水氧化技术处理香料废水研究》，2011,29(2):36-39中公开了香料废水(主要是吡嗪类含氮有机杂环化合物)的一种处理方法，该方法Cu2+以为催化剂，在反应压力为25MPa，温度为420～440℃条件下，反应时间只需50s，COD去除率可达到95％。申请人采用现有技术处理CODcr为19140mg/l的氮丙啶衍生物废水，以Cu2+以为催化剂，在反应压力为25MPa，温度为440℃条件下，反应时间50s，COD去除率为93.8％。但是催化超临界水氧化技术条件苛刻，设备要求高，同时处理后的废水中氨氮浓度依然较高，并且不能回收有机物。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种条件温和、COD去除率高且可高效回收氮丙啶衍生物的氮丙啶衍生物废水的处理方法。
一种氮丙啶衍生物废水的处理方法，包括以下步骤：
(a)氮丙啶衍生物废水先经过预处理去除悬浮物，将废水在10～40℃和流速为0.5～8BV/h的条件下通过装填有高比表面积大孔吸附树脂XDA-200的吸附柱，使氮丙啶衍生物吸附在大孔吸附树脂上，吸附出水为无色澄清，出水可直接达标排放；
(b)将步骤(a)中吸附了氮丙啶衍生物的吸附树脂用脱附剂脱附再生，脱附温度为20～50℃，流速为0.3～3BV/h。脱附再生后的高浓度脱附液经精馏后可得到氮丙啶衍生物，同时回收脱附剂。
所述的氮丙啶废水来源于乙醇胺气相脱水法生产氮丙啶过程中。
所述的脱附剂为甲醇、乙醇。
所述的脱附剂为离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，当脱附剂为上述离子液体时，可以在室温20℃脱附，并且脱附流速可低至0.3BV/h。
本发明的优点和效果如下：
(1)采用本发明的方法，工艺条件温和，设备要求低。不需高温高压设备，也不需要苛刻的工艺条件。
(2)采用本发明的方法，氮丙啶衍生物废水的COD去除率>99.0％，出水可达国家排放标准，从而有效解除氮丙啶衍生物对环境的危害。
(3)采用本发明的方法，可以资源化废水中的氮丙啶衍生物，当采用离子液体为脱附剂，可高效回收氮丙啶衍生物，吸附饱和后的树脂20℃脱附，且脱附流低至0.3BV/h。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1
将25ml的XDA-200树脂(西安蓝晓科技有限公司)装入到带夹套的玻璃吸附柱中(Ф12ⅹ280mm)。将浅黄色废水预处理，废水中氮丙啶衍生物的浓度为0.72％(CODcr为19140mg/l)，吸附温度为室温10℃，将废水以8BV/h的流速通过两级上述树脂床层，处理量为150ml/批，吸附出水无色澄清，出水CODcr<120mg/l，去除率>99.37％。
实施例2
将实施例1中的处理量改为200ml/批，吸附温度为25℃，废水以4.5BV/h的流速通过树脂床层，出水CODcr分别为140mg/l，去除率分别为99.27％。处理效果略逊于实施例1。
实施例3
将25ml的XDA-200树脂(西安蓝晓科技有限公司)装入到带夹套的玻璃吸附柱中(Ф12ⅹ280mm)。废水中氮丙啶衍生物的浓度为0.55％(CODcr为14800mg/l)，吸附温度为40℃，将废水以0.5BV/h的流速通过两级XDA-200树脂床层，处理量为200ml/批，吸附出水无色澄清，出水CODcr为140mg/l，去除率99.05％。
用75ml的乙醇在40℃温度下以1.5BV/h的流速顺流通过树脂床层进行脱附，脱附下的高浓度氮丙啶衍生物乙醇溶液进行精馏分离得到氮丙啶衍生物，回收的乙醇套用做下批次的脱附剂，吸附树脂可完全恢复吸附能力。
实施例4
将100ml的XDA-200树脂(西安蓝晓科技有限公司)装入到带夹套的玻璃吸附柱中(Ф30ⅹ300mm)。废水中氮丙啶衍生物的浓度为0.55％(CODcr为14800mg/l)，吸附温度30℃，将废水以4BV/h的流速通过两级XDA-200树脂床层，处理量为800ml/批，吸附出水无色澄清，出水CODcr为320mg/l，去除率99.19％。
经吸附后的XDA-200树脂用200ml的甲醇进行脱附再生，脱附温度为50℃，脱附流速为0.5BV/h。脱附下的高浓度氮丙啶衍生物甲醇溶液进行精馏分离得到氮丙啶衍生物，回收的甲醇套用做下批次的脱附剂，吸附树脂可完全恢复吸附能力。
实施例5
选用三只吸附柱，每柱内径12mm，柱高280mm，每柱装填XDA-200树脂25ml，废水氮丙啶含量0.55％(CODcr为14800mg/l)，将废水打入吸附柱中，吸附方式采用I，II柱串联顺流吸附，吸附温度为30℃，流速为4BV/h，每批处理量为200ml，吸附出水无色澄清；然后I柱脱附再生，II柱不做脱附操作，处理第二批废水以II柱为首柱，III柱为尾柱，如此循环运行。处理第一批废水出水CODcr为340mgl，去除率99.26％。
实施例6
吸附步骤与实施例4条件相同，经吸附后的XDA-200树脂用200ml的乙醇进行脱附再生，脱附温度为50℃，脱附流速为0.5BV/h。脱附下的高浓度氮丙啶衍生物乙醇溶液进行精馏分离得到氮丙啶衍生物，回收的乙醇套用做下批次的脱附剂，吸附树脂可完全恢复吸附能力。
实施例7
吸附步骤与实施例4条件相同，经吸附后的XDA-200树脂用200ml的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐进行脱附再生，脱附温度为20℃，脱附流速为0.3BV/h。脱附下的高浓度氮丙啶衍生物1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐溶液进行精馏分离得到氮丙啶衍生物，回收的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐套用做下批次的脱附剂，吸附树脂可完全恢复吸附能力。
实施例8
将25ml的XDA-200树脂(西安蓝晓科技有限公司)装入到带夹套的玻璃吸附柱中(Ф12ⅹ280mm)。废水中氮丙啶衍生物的浓度为0.55％(CODcr为14800mg/l)，吸附温度为40℃，将废水以0.5BV/h的流速通过两级XDA-200树脂床层，处理量为200ml/批，吸附出水无色澄清，出水CODcr为90mg/l，去除率99.39％。
用75ml的乙醇在50℃温度下以3BV/h的流速顺流通过树脂床层进行脱附，脱附下的高浓度氮丙啶衍生物乙醇溶液进行精馏分离得到氮丙啶衍生物混合液，回收的乙醇套用做下批次的脱附剂，吸附树脂可完全恢复吸附能力。

Claims (2)

1.一种氮丙啶衍生物废水的处理方法，包括以下步骤：
(a)氮丙啶衍生物废水先经过预处理去除悬浮物，将废水在10～40℃和流速为0.5～8BV/h的条件下通过装填有高比表面积大孔吸附树脂XDA-200的吸附柱，使氮丙啶衍生物吸附在大孔吸附树脂上，吸附出水为无色澄清，出水可直接达标排放；
(b)将步骤(a)中吸附了氮丙啶衍生物的吸附树脂用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐脱附再生，脱附温度为20～50℃，流速为0.3～3BV/h；脱附再生后的高浓度脱附液经精馏后可得到氮丙啶衍生物，同时回收离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
2.如权利要求1所述的氮丙啶衍生物废水的处理方法，其特征在于，所述步骤(a)中氮丙啶衍生物废水来源于乙醇胺气相脱水法生产氮丙啶过程中。
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