CN107253807A - 一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺 - Google Patents

一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺。本发明在生化处理装置前，增加靶向固定床吸附装置，通过靶向固定床吸附装置进行吸附，得到的低有机物浓度的过流液进入简单生化处理装置；固定床靶向吸附后的吸附树脂，通过层析、解吸工艺，得到含有有机物的层析液、解吸液；吸附剂层析后，蒸馏脱溶媒回用，釜残液得到高附加值有机物；吸附剂解吸后，蒸馏脱溶媒回用，釜残液得到高浓度有机杂质，可经焚烧处理后排放。本发明解决废液中含有难生化有机物时造成的生化处理效果不佳现象；实现了资源化循环利用，减少了排污、降低了污染，节约了有机废液的处理成本，并产生了经济效益，实现了清洁生产。

Description

一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种生产废水的处理方法，特别是一种有机难生化废水的预处理方法。
背景技术
有机难生化废水，是一种难以进行生化处理的工业有机废水，由于其通常具有COD较高、BOD较低的特点，或是存在会抑制微生物生长的有机物，可生化性较差。为实现后续处理，一般需要通过预处理工艺来提高废水的BOD与COD的比值，并除去对微生物生长有抑制作用的有机物，以期提高废水的可生化性能。典型的有机难生化废水有制药废水、造纸废水、石化废水、焦化废水、纺织印染废水、食品废水。
目前，工业化可行的有机难生化废水的预处理方法，有化学法和物理法。化学法一般以投入化学试剂为主，这一方法使得废水在处理中极易造成二次污染，同时，由于试剂成本较高，且无法回收废水中高附加值的有机物，导致了资源的浪费；物理法一般以萃取、浓缩、吸附处理为主，然而物理法易造成有机溶剂的挥发污染、吸附剂的大量消耗和吸附树脂再生困难，存在能耗大、成本高、工艺复杂的问题。上述问题使得有机难生化废水的环保处理成本较高、循环效益较差。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)靶向固定床吸附
将高浓度有机废水，通过靶向固定床吸附装置进行吸附，液相中的难生化有机物吸附到该装置中的树脂上，流下含有低浓度、可有效生化有机物的过流液，经生化处理后，达标排放；
(2)层析解吸
采用醇溶液对已吸附饱和的靶向固定床吸附装置进行层析和解吸，得到层析液和解吸液；
(3)蒸馏
将步骤(2)得到的层析液和解吸液分别采用普通蒸馏塔进行蒸馏，得到气相和釜残液，气相经冷凝后得到醇，回到步骤(2)中循环使用；
(4)蒸发结晶
层析液经蒸馏后得到的釜残液，冷却结晶，得到高附加值有机物成品；
解吸液经蒸馏后得到的釜残液，冷却结晶，得到难生化、高燃烧值的有机废物，经焚烧处理后排放。
所述步骤(1)中靶向固定床吸附装置的进料方式分为底部进料或顶部进料；靶向固定床吸附装置的吸附速度为0.5～1BV/H，吸附温度20～35℃。
所述步骤(2)中树脂被污染时采用碱溶液或碱和次氯酸钠的混合溶液对靶向固定床吸附装置进行强制再生，流下的废水经生化处理后，达标排放；或用酸溶液对靶向固定床吸附装置进行强制再生，流下的废水经生化处理后，达标排放。
所述步骤(2)中解吸速度为0.4-0.6BV/H，解吸温度为20-55℃。
所述步骤(2)中层析时采用的醇为甲醇或乙醇中的一种，质量分数为0％～60％；解吸时采用的醇为甲醇或乙醇中的一种，质量分数为40％～100％；所述碱溶液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种，质量分数为1％～2％；所述次氯酸钠溶液的质量分数为0.05％～1％。所述酸溶液中的酸为盐酸、硝酸、硫酸中的一种，质量分数为1％～2％。
所述靶向固定床吸附装置由若干组，每组规格相同的树脂柱组成，其中树脂柱中的大孔树脂是在大孔吸附树脂基材上进行涂层修饰而成，不同的修饰涂层，可对不同的有机物进行定向吸附。
所述大孔吸附树脂基材为H-103型、XAD-1型、XAD-7型、HP-20型、CAD-30型、CAD-40型、CAD-45型、CAD-47型、HT-PA、HT-PB、HT-B、HT-312型、HT-1600型中的一种。
所述靶向固定床吸附装置设有两套，一套运行时，另一套进行再生。
可再生靶向吸附技术(RTA，Renewable Targeted Adsorption)，即通过高效吸附剂进行选择性定向吸附，脱除高浓度废水中的有机物，并实现废水的脱色、除味、降COD；对于吸附饱和的高效吸附剂，可以通过层析、解吸、强制再生工艺对其进行再生，达到循环使用的目的；针对层析、解析后得到的浓缩有机物，可以通过分离、提纯工艺，实现废水中有机物的循环再利用。
本发明将可再生靶向吸技术应用于有机难生化废水的处理，具体是指在生化处理装置前，增加靶向固定床吸附装置，通过靶向固定床吸附装置进行吸附，得到的低有机物浓度的过流液进入简单生化处理装置；固定床靶向吸附后的吸附树脂，通过层析、解吸工艺，得到含有有机物的层析液、解吸液；吸附剂层析后，蒸馏脱溶媒回用，釜残液得到高附加值有机物；吸附剂解吸后，蒸馏脱溶媒回用，釜残液得到高浓度有机杂质，可经焚烧处理后排放。
本发明的上述技术方案与现有技术相比，具有以下优点：
RTA靶向固定床吸附装置的定向吸附，以分离循环为核心，经层析、解吸、蒸馏工艺，从高浓度有机废液中分离出难生化有机废物，提高了生化处理装置的处理效率，确保了生化处理工艺可以持续进行，解决了废液中含有难生化有机物时造成的生化处理效果不佳现象；同时，从高浓度结晶母液中回收到了纯净有机物，实现了资源化循环利用，减少了排污、降低了污染，节约了有机废液的处理成本，并产生了经济效益，实现了清洁生产；此外，层析液、解吸液经蒸馏冷凝后，得到的层析、解析剂可以循环利用；而因脱附不完全而被污染的树脂可以进行强制脱附再生，解决了一般吸附树脂脱附不净的问题。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图详细说明本发明，但本发明并不局限于具体实施例。
实施例1
本实施例中将一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺应用于处理难生化己内酰胺生产废水的清洁生产中，包括以下步骤：
(1)采用甲苯法制备己内酰胺生产工艺中产生的难生化有机废水，将流下含己内酰胺、甲苯、乙酸及其他杂质(为少量苯甲酸、六氢苯甲酸、硝基对苯二甲酸)的高浓度难生化有机废水送入可再生靶向吸附固定床装置进行靶向吸附；
(2)将经可再生靶向吸附固定床装置吸附后流下低浓度易生化的过流液送入生化处理装置进行处理；
(3)将已吸附饱和己内酰胺、甲苯、乙酸的可再生靶向固定床吸附装置，采用质量分数0％～60％的乙醇进行梯度层析，得到层析液分别送入蒸馏塔内，蒸馏结晶再经后续处理后得到己内酰胺、甲苯和乙酸成品，气相经冷凝后得到乙醇，返回可再生靶向固定床吸附装置层析回用；
(4)将经层析后的可再生靶向固定床吸附装置，采用质量分数40％～60％的乙醇进行解吸，得到解吸液送入蒸馏塔内，蒸馏后气相经冷凝后得到乙醇，返回可再生靶向固定床吸附装置解吸回用，釜残液得到高燃烧值高浓度有机杂质，去焚烧装置进行焚烧转化为无害气体；
(5)适当时采用质量分数1.1％的氢氧化钾溶液对乙醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生，流下废水经生化处理后，达标排放。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置、蒸馏塔与生化装置串联使用。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置设有两套，一套运行时另一套进行再生。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置是由2个同一规格的树脂柱组成，树脂柱中填料基材为HT-PA型大孔吸附树脂。
实施例2
本实施例中所述的一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺的各步骤均与实施例1中相同，不同点为：用质量分数1.4％的硫酸溶液对乙醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生。
实施例3
本实施例中将一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺应用于处理难生化丙烯腈生产废水的清洁生产中，包括以下步骤：
(1)采用丙烯氨氧化法制备丙烯腈生产工艺中产生的有机废水，将流下含丙烯腈、乙腈和其他有机杂质(为少量丙烯醛和丙烯酸)的高浓度难生化有机废水送入可再生靶向吸附固定床装置进行靶向吸附；
(2)将经可再生靶向吸附固定床装置吸附后流下低浓度易生化的过流液送入生化处理装置进行处理；
(3)将已吸附饱和丙烯腈和乙腈的可再生靶向固定床吸附装置，采用质量分数0％～60％的乙醇进行梯度层析，得到层析液分别送入蒸馏塔内，蒸馏结晶后得到丙烯腈和乙腈成品，气相经冷凝后得到乙醇，返回可再生靶向固定床吸附装置层析回用；
(4)将经层析后的可再生靶向固定床吸附装置，采用质量分数60％～100％的乙醇进行解吸，得到解吸液送入蒸馏塔内，蒸馏后气相经冷凝后得到乙醇，返回可再生靶向固定床吸附装置解吸回用，釜残液得到高燃烧值高浓度有机杂质，去焚烧装置进行焚烧转化为无害气体；
(5)适当时采用质量分数1.4％的氢氧化钠溶液对乙醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生，流下废水经生化处理后，达标排放。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置、蒸馏塔与生化装置串联使用。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置设有两套，一套运行时另一套进行再生。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置是由2个同一规格的树脂柱组成，树脂柱中填料基材为HT-B型大孔吸附树脂。
实施例4
本实施例中所述的一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺的各步骤均与实施例3中相同，不同点为：用质量分数1.6％的硫酸溶液对乙醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生。
实施例5
本实施例中将一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺应用于处理难生化吡啶生产废水的清洁生产中，包括以下步骤：
(1)将采用乙醛、甲醛、液氨高温合成吡啶生产工艺中产生的有机废水，经蒸馏塔气提装置分离出气相氨，将流下含液相吡啶和3-甲基吡啶的高浓度难生化有机废水送入可再生靶向吸附固定床装置进行靶向吸附；
(2)将经可再生靶向吸附固定床装置吸附后流下低浓度易生化的过流液送入生化处理装置进行处理；
(3)将已吸附饱和吡啶、3-甲基吡啶的可再生靶向固定床吸附装置，采用质量分数90％的甲醇进行解吸，得到解吸液送入蒸馏塔内，釜残吡啶、3-甲基吡啶回到生产工艺的吡啶精馏塔中；气相经冷凝后得到甲醇，返回可再生靶向固定床吸附装置循环使用；
(4)适当时采用质量分数1.2％的氢氧化钾溶液对甲醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生，流下废水经生化处理后，达标排放。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置、蒸馏塔与生化装置串联使用。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置设有两套，一套运行时另一套进行再生。
本实施例中，可再生靶向固定床吸附装置是由2个同一规格的树脂柱组成，树脂柱中填料基材为HT-PB型大孔吸附树脂。
实施例6
本实施例中所述的一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺的各步骤均与实施例5中相同，不同点为：用质量分数1.5％的盐酸溶液对甲醇再生后的可再生靶向吸附装置进行强制再生。

Claims (8)

1.一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)靶向固定床吸附
将高浓度有机废水，通过靶向固定床吸附装置进行吸附，液相中的难生化有机物吸附到该装置中的树脂上，流下含有低浓度、可有效生化有机物的过流液，经生化处理后，达标排放；
(2)层析解吸
采用醇溶液对已吸附饱和的靶向固定床吸附装置进行层析和解吸，得到层析液和解吸液；
(3)蒸馏
将步骤(2)得到的层析液和解吸液分别采用普通蒸馏塔进行蒸馏，得到气相和釜残液，气相经冷凝后得到醇，回到步骤(2)中循环使用；
(4)蒸发结晶
层析液经蒸馏后得到的釜残液，冷却结晶，得到高附加值有机物成品；
解吸液经蒸馏后得到的釜残液，冷却结晶，得到难生化、高燃烧值的有机废物，经焚烧处理后排放。
2.根据权利要求1所述的一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺，其特征在于，所述步骤(1)中靶向固定床吸附装置的进料方式分为底部进料或顶部进料；靶向固定床吸附装置的吸附速度为0.5～1BV/H，吸附温度20～35℃。
3.根据权利要求1所述的一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中树脂被污染时采用碱溶液或碱和次氯酸钠的混合溶液对靶向固定床吸附装置进行强制再生，流下的废水经生化处理后，达标排放；或用酸溶液对靶向固定床吸附装置进行强制再生，流下的废水经生化处理后，达标排放。
4.根据权利要求1所述的一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中解吸速度为0.4-0.6BV/H，解吸温度为20-55℃。
5.根据权利要求1所述的一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中层析时采用的醇为甲醇或乙醇中的一种，质量分数为0％～60％；解吸时采用的醇为甲醇或乙醇中的一种，质量分数为40％～100％；所述碱溶液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种，质量分数为1％～2％；所述次氯酸钠溶液的质量分数为0.05％～1％。所述酸溶液中的酸为盐酸、硝酸、硫酸中的一种，质量分数为1％～2％。
6.根据权利要求1至5任一所述的一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺，其特征在于，所述靶向固定床吸附装置由若干组，每组规格相同的树脂柱组成，其中树脂柱中的大孔树脂是在大孔吸附树脂基材上进行涂层修饰而成，不同的修饰涂层，可对不同的有机物进行定向吸附。
7.根据权利要求6所述的一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺，其特征在于，所述大孔吸附树脂基材为H-103型、XAD-1型、XAD-7型、HP-20型、CAD-30型、CAD-40型、CAD-45型、CAD-47型、HT-PA、HT-PB、HT-B、HT-312型、HT-1600型中的一种。
8.根据权利要求1至5任一所述的一种可再生靶向吸附预处理有机难生化废水的清洁生产工艺，其特征在于，所述靶向固定床吸附装置设有两套，一套运行时，另一套进行再生。
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