CN111807624A - 一种环氧氯丙烷皂化废水处理工艺 - Google Patents

一种环氧氯丙烷皂化废水处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及环氧氯丙烷生产技术领域，且公开了一种环氧氯丙烷皂化废水处理工艺。该环氧氯丙烷皂化废水处理工艺，通过电渗析将皂化废水中有机物和盐分CaCl2进行分离，同时对CaCl2进行浓缩，然后往高浓度CaCl2料液中加入NaOH料液制备Ca(OH)2，实现Ca(OH)2的循环利用；沉淀池上清液经过超滤、树脂罐处理后再利用双极膜系统制备NaOH料液和稀盐酸，实现NaOH的循环利用，稀盐酸作为副产品。整个工艺实现了Ca(OH)2和NaOH的循环利用，基本不产生废盐，节省了原料，还省去了废盐的处理，节约了成本，更加经济环保。

Description

一种环氧氯丙烷皂化废水处理工艺
技术领域
本发明涉及环氧氯丙烷生产技术领域，具体为一种环氧氯丙烷皂化废水处理工艺。
背景技术
环氧氯丙烷是一种重要的有机化工原料和精细化工产品，用途十分广泛，主要用于生产环氧树脂、合成甘油、氯醇橡胶、硝化甘油炸药、玻璃钢、电绝缘制品等。环氧氯丙烷生产过程中环化阶段会产生一股皂化废水，该废水含产生量大、有机物浓度高、盐分含量高、水质不稳定、难以直接生化处理，处理难度很大。
目前对于环氧氯丙烷皂化废水，主要采用多效蒸发除盐，蒸发液进生化的组合工艺，主要缺点是蒸发费用高，多效蒸发结垢严重、运行不稳定，废盐还属于危废，需要额外处理。生化法处理皂化废水难度比较打，因此也有采用高级氧化的方式，专利CN201410848343.3提出了一种处理甘油法环氧氯丙烷皂化废水的方法，采用高温高压氧化—树脂吸附—深度氧化蒸发的组合工艺，有效去除皂化废水中的高浓度有机物。此外，CN200710011998.5公开了一种处理环氧丙烷的生产废水的方法，主要包括三个步骤：(1)利用碳酸氢钙与氯化钙反应，生产碳酸氢钙与氯化铵；(2)碳酸氢钙热分解生成碳酸钙沉淀、水和二氧化碳；(3)废水中的氢氧化钙与碳酸氢钙热分解产生的二氧化碳反应，生产碳酸钙沉淀和水。该发明虽然可以去除钙离子，但是不能解决盐离子的去除问题。
发明内容
本发明提供了一种环氧氯丙烷皂化废水处理工艺，利用NaOH与皂化废水中的CaCl2反应回收利用Ca(OH)2，再利用双极膜技术将反应产生的NaCl转化为NaOH，实现NaOH的循环利用，不但节约了环氧氯丙烷的生产成本，同时免去了皂化废水中盐分的处理，既经济又环保。
本发明提供如下技术方案：
一种环氧氯丙烷皂化废水处理工艺，其包含以下操作步骤：
S1、将待处理的皂化废水(4)经过预处理之后得到CaCl2废水(5)，通入电渗析装置，利用电渗析装置进行脱盐处理，得到脱盐后废水(7)以及CaCl2浓缩料液(8)；
S2、所述脱盐后废水(7)进入生化系统，去除剩余的有机物；
S3、所述CaCl2浓缩料液(8)和后续双极膜系统的产物NaOH料液(14)在混合反应釜中混合得到NaCl和Ca(OH)2混合液(9)，然后进入沉淀池进行沉淀；
S4、所述沉淀池中沉淀后的上清液(11)依次经过超滤和树脂罐处理后形成NaCl料液(13)，再进入双极膜系统中制备NaOH料液(14)和稀盐酸(16)；
S5、将所述沉淀池中沉淀后的沉淀物(10)作为Ca(OH)2乳液(2)原料，用于二氯丙醇(1)环化工艺制备环氧氯丙烷(3)；
S6、所述双极膜系统中的产物NaCl料液(15)进入反渗透系统进行反渗透处理，反渗透产水为纯水(6)，而浓水(17)回用到双极膜系统前端与NaCl料液(13)混合。
本发明具备以下有益效果：
1、通过电渗析将皂化废水中的有机物和盐分进行分离，实现了废水的脱盐和CaCl2的浓缩，脱除盐分的废水可以直接进入生化系统。
2、通过往CaCl2中加入NaOH，生成的Ca(OH)2可以回用到环氧氯丙烷生产中，而NaCl则通过双极膜系统转化为NaOH，实现NaOH的循环利用。
3、整个工艺基本实现了Ca(OH)2和NaOH的循环利用，将原本的高盐有机废水转化为低盐甚至无盐有机废水，直接进入生化系统处理，基本解决了之前皂化废水难处理的问题，既经济又环保。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，在本发明的一个较佳实施例中，提供了一种环氧氯丙烷皂化废水处理工艺。传统的环氧氯丙烷生产过程中，在环化塔中以二氯丙醇1和Ca(OH)2乳液(2)为原料，制取环氧氯丙烷(3)。在该过程中，会产生一股皂化废水(4)，其中的主要成分为有机物和高浓度CaCl2盐分。此类高盐有机废水产生量大、有机物浓度高、盐分含量高、水质不稳定、难以直接生化处理，处理难度很大，因此本发明针对其设计了如下的处理流程：
S1、将待处理的皂化废水(4)经过预处理之后得到CaCl2废水(5)，预处理的主要目的是去除皂化废水(4)中的悬浮物，使其能够进入电渗析，此过程可以采用格栅过滤等方式实现。经过预处理的CaCl2废水(5)作为进水通入电渗析装置，同时纯水(6)作为另一股进水通入电渗析装置，利用电渗析装置进行脱盐处理，脱除的盐分由纯水(6)接收并尽量浓缩至20％以上，形成脱盐后废水(7)以及高浓度的CaCl2浓缩料液(8)。
S2、步骤S1中脱盐后废水(7)中盐分含量大大降低，其主要污染物为有机物，因此可进入后续的生化系统进行生化处理，去除剩余的有机物。生化系统的形式不限，以能够较好地处理水中有机物使其达标排放为准，可采用厂家本身已建好或者新建的水处理设施。
S3、步骤S1中得到的CaCl2浓缩料液(8)可以和后续双极膜系统的产物NaOH料液(14)在混合反应釜中混合，两者通过反应得到NaCl和Ca(OH)2混合液(9)，然后将NaCl和Ca(OH)2混合液(9)进入沉淀池进行沉淀，使其泥水分离，形成上清液(11)和沉淀物(10)。
S4、沉淀池中沉淀后的上清液(11)，主要成分为NaCl和少量未反应的Ca2+，因此经过超滤处理，过滤浓缩后得到NaCl料液12，NaCl料液12再次进入树脂罐处理，去除其中剩余的Ca2+后，形成NaCl料液(13)。再将NaCl料液(13)送入双极膜系统的料液中，通过双极膜电渗析，在碱室和酸室中分别制备得到NaOH料液(14)和稀盐酸(16)，而料液室中的出水为低浓度NaCl料液(15)。双极膜系统产生的稀盐酸(16)作为副产品利用。
S5、沉淀池中沉淀后的沉淀物(10)主要成分为Ca(OH)2，因此可将其作为Ca(OH)2乳液(2)原料，用于二氯丙醇(1)环化工艺制备环氧氯丙烷(3)。
S6、双极膜系统中的产物NaCl料液(15)，由于其浓度较低，因此送入反渗透系统进行反渗透处理，反渗透产水为纯水(6)，而低浓度NaCl料液(15)经过浓缩后得到浓水(17)，其中的NaCl含量得到提高，可以重新回用到双极膜系统前端与NaCl料液(13)混合后进行双极膜电渗析，制取酸和碱。另外，反渗透产生的纯水(6)可根据需要回用至电渗析装置和双极膜系统中。
在该环氧氯丙烷皂化废水处理工艺中，通过电渗析将皂化废水中有机物和盐分CaCl2进行分离，同时对CaCl2进行浓缩，然后往高浓度CaCl2料液中加入NaOH料液制备Ca(OH)2，实现Ca(OH)2的循环利用；沉淀池上清液经过超滤、树脂罐处理后再利用双极膜系统制备NaOH料液和稀盐酸，实现NaOH的循环利用，稀盐酸作为副产品。整个工艺实现了Ca(OH)2和NaOH的循环利用，基本不产生废盐，节省了原料，还省去了废盐的处理，节约了成本，更加经济环保。为了展示该工艺的技术效果，将其应用至不同的实际厂家工艺中，说明其经济成本和环境成本。下列应用例中的具体工艺如前所述，不再赘述。
应用例1：
某环氧氯丙烷厂家根据本发明进行工艺改造之后，原先900t/d的皂化废水经过电渗析脱盐后，进入生化系统处理，生化系统稳定运行了3个月都没有出现问题。通过循环回用节约了Ca(OH)2原料12t/d，避免了产生废盐18t/d，平均每天节省废盐处理费用6.5万元，NaOH基本实现循环利用，仅需每隔10天往系统中补充0.2t左右。
应用例2：
某环氧氯丙烷厂家根据本发明进行工艺改造之后，原先600t/d的皂化废水经过电渗析脱盐后，进入生化系统处理，生化系统稳定运行了5个月都没有出现问题。通过循环回用节约了Ca(OH)2原料8t/d，避免了产生废盐12t/d，平均每天节省废盐处理费用4.2万元，NaOH基本实现循环利用，仅需每隔10天往系统中补充0.15t左右。
应用例3：
某环氧丙烷厂家根据本发明进行工艺改造之后，原先1100t/d的皂化废水经过电渗析脱盐后，进入生化系统处理，生化系统稳定运行了6个月都没有出现问题。通过循环回用节约了Ca(OH)2原料15t/d，避免了产生废盐22t/d，平均每天节省废盐处理费用8万元，NaOH基本实现循环利用，仅需每隔10天往系统中补充0.25t左右。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种环氧氯丙烷皂化废水处理工艺，其特征在于，包含以下操作步骤：
S1、将待处理的皂化废水(4)经过预处理之后得到CaCl2废水(5)，通入电渗析装置，利用电渗析装置进行脱盐处理，得到脱盐后废水(7)以及CaCl2浓缩料液(8)；
S2、所述脱盐后废水(7)进入生化系统，去除剩余的有机物；
S3、所述CaCl2浓缩料液(8)和后续双极膜系统的产物NaOH料液(14)在混合反应釜中混合得到NaCl和Ca(OH)2混合液(9)，然后进入沉淀池进行沉淀；
S4、所述沉淀池中沉淀后的上清液(11)依次经过超滤和树脂罐处理后形成NaCl料液(13)，再进入双极膜系统中制备NaOH料液(14)和稀盐酸(16)；
S5、将所述沉淀池中沉淀后的沉淀物(10)作为Ca(OH)2乳液(2)原料，用于二氯丙醇(1)环化工艺制备环氧氯丙烷(3)；
S6、所述双极膜系统中的产物NaCl料液(15)进入反渗透系统进行反渗透处理，反渗透产水为纯水(6)，而浓水(17)回用到双极膜系统前端与NaCl料液(13)混合。
2.根据权利要求1所述的一种环氧氯丙烷皂化废水处理工艺，其特征在于：所述步骤S1中，CaCl2废水(5)在电渗析装置中至少浓缩至20％以上，得到CaCl2浓缩料液(8)。
3.根据权利要求1所述的一种环氧氯丙烷皂化废水处理工艺，其特征在于：所述步骤S1中，所述预处理为格栅过滤，用于去除皂化废水(4)中的悬浮物。
4.根据权利要求1所述的一种环氧氯丙烷皂化废水处理工艺，其特征在于：所述步骤S4中，双极膜系统产生的稀盐酸(16)作为副产品利用。
5.根据权利要求1所述的一种环氧氯丙烷皂化废水处理工艺，其特征在于：所述步骤S6中，反渗透产生的纯水(6)回用至所述电渗析装置和/或双极膜系统中。
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