CN112062103B - 一种高cod废硫酸的提纯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高COD废硫酸的提纯方法,属于废酸提纯技术领域。本发明在废硫酸中加入吸附树脂进行吸附,吸附后的溶液加入氧化剂硝酸依次进行低温氧化、高温氧化,最后进行负压浓缩。本发明为制药行业产生的高浓度有机废酸提供了一种有效提纯方法,与现有技术相比,本发明提供的提纯方法,能够回收医药生产过程中产生的高COD废酸,实现废酸有效提纯,且设备要求简单,试剂可循环利用,成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种高COD废硫酸的提纯方法,属于废酸提纯技术领域。
背景技术
近年来,随着医药工业飞速的发展,制药废水已成为严重的污染源之一,制药废水具有成分复杂,有机污染物种类多、浓度高,COD值和BOD值高且波动性大,色度深,含有难生物降解和毒性物质等特点,是较难处理的工业废水之一。现有技术中虽然也有一些针对高COD废弃物的处理方法,但都存在一些难以解决的问题。如专利CN109231664A中公开了一种高含盐量和高COD制药废水的综合处理工艺,该专利通过蒸馏-微电解-芬顿氧化-絮凝-厌氧处理-好氧处理-絮凝沉淀处理高含盐量和高COD制药废水,工艺复杂且耗时长;专利CN107285453A中公开了高COD污水的二氧化氯催化氧化处理工艺,该专利以二氧化氯溶液为氧化剂,以载铜活性炭催化剂为催化剂,组成催化氧化体系,对高COD污水进行催化氧化处理,但对废水中COD不能完全去除,去除率仅达到50.97%,且使用二氧化氯作为氧化剂存在产生氯气造成二次污染的风险。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题,本发明提供了一种高COD废硫酸的提纯方法。本发明提供的提纯方法,能够回收医药生产过程中产生的高COD废酸,实现废酸有效提纯,且设备要求简单,试剂可循环利用,成本较低。
本发明的技术方案如下:
一种高COD废硫酸的提纯方法,包括以下步骤:
(1)在废硫酸中加入树脂进行吸附,吸附后过滤,得到过滤液;所述树脂的添加量为1%-5%(m/V);
(2)按废硫酸与硝酸溶液的体积比为1:0.5-1的量,在步骤(1)得到的过滤液中加入浓度为20%-30%的硝酸溶液(以硝酸作为氧化剂),在40-50℃条件下低温氧化反应2-3h,将废硫酸中的有机物初步氧化分解成小分子有机物;
(3)将经步骤(2)低温氧化后的溶液升温至70-90℃,高温氧化反应1-2h,得到混酸,即硫酸与硝酸混合酸,且废硫酸中的有机物分解为二氧化碳,部分硝酸转化为氮氧化物;
(4)对步骤(3)得到的混酸进行负压浓缩,使硫酸与硝酸分离,得到提纯后的硫酸,分离所得的硝酸可作为氧化剂重新返至步骤(2)使用。
进一步地,所述提纯方法还包括:将步骤(1)中吸附后的树脂加入硫化剂溶液进行脱附再生,得到脱附液(树脂可重复使用);将步骤(3)中的氮氧化物使用脱附液进行吸收转化,氮氧化物转化为氮气,硫化钠溶液转化为单质硫沉淀与碱性硝酸钠溶液,将pH调至5-7,硫化钠溶液中的有机物析出,过滤浓缩即可得到硝酸钠结晶。
进一步地,所述废硫酸的酸度为20%-30%,COD含量为20-50g/L。
进一步地,步骤(1)中,所述吸附树脂为WS-105B吸附树脂。
进一步地,步骤(1)中,所述吸附的时间为0.5-1h。
进一步地,步骤(4)中,所述负压浓缩的条件为80-100℃,-0.08--0.09MPa。
进一步地,所述硫化剂溶液的浓度为5%-10%(m/v)。
本发明有益的技术效果在于:
第一,加入树脂进行预处理,防止后续氧化还原反应产生过多氮氧化物,且树脂可再生循环使用,降低处置成本;且WS-105B为一种特定类型的大孔吸附树脂,其孔径与功能性官能团与普通树脂不同,主要适用于吸附废液中大分子有机物,且其再生脱附效果较好,循环使用寿命长。
第二,树脂脱附液可用作氮氧化物吸收剂,经过反应转化及pH调节可将有机物析出。
第三,加入硝酸作为氧化剂,使硝酸与硫酸协同氧化有机物,且氧化过程采用低温与高温两步氧化,提高氧化效率。
第四,以硝酸作氧化剂,可在处理过程中循环使用,可降低处置成本。
第五,吸附后的树脂经过硫化剂脱附后,可直接转入氮氧化物吸收池中作为吸收剂,吸收饱和后的溶液调节pH至中性后过滤即可将脱附的有机污染物与盐溶液分离开来,本发明提供的废酸提纯方法为系统性整体处理方法,通过各处理步骤充分利用达到降低处理成本的效果。
附图说明
图1:本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明进行具体描述。
本发明所使用的WS-105B吸附树脂购于陕西蓝深特种树脂有限公司。
本发明中提及的“%”均指代质量体积百分比(m/V),单位为g/mL。
本发明的工艺流程图如图1所示。
实施例1
一种高COD废硫酸的提纯方法,包括以下步骤:
(1)取某制药公司工业生产过程产生的高COD废硫酸200mL,其中,废硫酸酸度22%,COD含量为27.64g/L;加入2g WS-105B吸附树脂,吸附0.5h后过滤,测定过滤液COD含量为6.72g/L;
(2)过滤液与200mL浓度为20%的硝酸溶液混合,在40℃条件下低温氧化反应2h,将废硫酸中的有机物初步氧化分解成小分子有机物;
(3)将经步骤(2)低温氧化后的溶液升温至70℃,高温氧化反应1h,得到混酸,即硫酸与硝酸混合酸,且废硫酸中的有机物分解为二氧化碳,部分硝酸转化为氮氧化物;待冷却后测定溶液COD含量为30.4ppm;
(4)在-0.08Mpa,80℃条件下进行负压浓缩,可得到纯度为99.8%的硫酸与硝酸,硝酸可重用作氧化剂。
所述提纯方法还包括:将步骤(1)中吸附后的树脂加入50mL浓度为5%的硫化钠溶液进行脱附再生,搅拌0.5h后过滤得到脱附液(树脂可烘干后重复使用);将步骤(3)中的氮氧化物使用脱附液进行吸收转化,氮氧化物转化为氮气,可见黄色气体消失,硫化钠溶液转化为单质硫沉淀与碱性硝酸钠溶液,加入硝酸将pH调至6,硫化钠溶液中的有机物析出,过滤浓缩即可得到纯度为99.6%的硝酸钠结晶。
实施例2
一种高COD废硫酸的提纯方法,包括以下步骤:
(1)取某制药公司工业生产过程产生的高COD废硫酸200mL,其中,废硫酸酸度28%,COD含量为38.94g/L;加入5g WS-105B吸附树脂,吸附1h后过滤,测定过滤液COD含量为9.87g/L;
(2)过滤液与180mL浓度为25%的硝酸溶液混合,在45℃条件下低温氧化反应1.5h,将废硫酸中的有机物初步氧化分解成小分子有机物;
(3)将经步骤(2)低温氧化后的溶液升温至80℃,高温氧化反应1.5h,得到混酸,即硫酸与硝酸混合酸,且废硫酸中的有机物分解为二氧化碳,部分硝酸转化为氮氧化物;待冷却后测定溶液COD含量为41.3ppm;
(4)在-0.09Mpa,90℃条件下进行负压浓缩,可得到纯度为99.3%的硫酸与硝酸,硝酸可重用作氧化剂。
所述提纯方法还包括:将步骤(1)中吸附后的树脂加入50mL浓度为7%的硫化钠溶液进行脱附再生,搅拌1h后过滤得到脱附液(树脂可烘干后重复使用);将步骤(3)中的氮氧化物使用脱附液进行吸收转化,氮氧化物转化为氮气,可见黄色气体消失,硫化钠溶液转化为单质硫沉淀与碱性硝酸钠溶液,加入硝酸将pH调至5,硫化钠溶液中的有机物析出,过滤浓缩即可得到纯度为99.4%的硝酸钠结晶。
实施例3
一种高COD废硫酸的提纯方法,包括以下步骤:
(1)取某制药公司工业生产过程产生的高COD废硫酸100mL,其中,废硫酸酸度30%,COD含量为48.73g/L;加入1.5g WS-105B吸附树脂,吸附0.5h后过滤,测定过滤液COD含为12.34g/L;
(2)过滤液与300mL浓度为30%的硝酸溶液混合,在50℃条件下低温氧化反应2h,将废硫酸中的有机物初步氧化分解成小分子有机物;
(3)将经步骤(2)低温氧化后的溶液升温至100℃,高温氧化反应2h,得到混酸,即硫酸与硝酸混合酸,且废硫酸中的有机物分解为二氧化碳,部分硝酸转化为氮氧化物;待冷却后测定溶液COD含量为46.3ppm;
(4)在-0.08Mpa,100℃条件下进行负压浓缩,可得到纯度为99.7%的硫酸与硝酸,硝酸可重用作氧化剂。
所述提纯方法还包括:将步骤(1)中吸附后的树脂加入120mL浓度为7%的硫化钠溶液进行脱附再生,搅拌1h后过滤得到脱附液(树脂可烘干后重复使用);将步骤(3)中的氮氧化物使用脱附液进行吸收转化,氮氧化物转化为氮气,可见黄色气体消失,硫化钠溶液转化为单质硫沉淀与碱性硝酸钠溶液,加入硝酸将pH调至7,硫化钠溶液中的有机物析出,过滤浓缩即可得到纯度为99.5%的硝酸钠结晶。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可做各种的改动与修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (4)
1.一种高COD废硫酸的提纯方法,其特征在于,所述提纯方法包括以下步骤:
(1)在废硫酸中加入树脂进行吸附,吸附后过滤,得到过滤液;所述树脂的添加量为1%-5%;将步骤(1)中吸附后的树脂加入硫化剂溶液进行脱附再生,得到脱附液;所述树脂为WS-105B吸附树脂;所述硫化剂溶液为硫化钠溶液,浓度为5%-10%;
(2)按废硫酸与硝酸溶液的体积比为1:0.5-1的量,在步骤(1)得到的过滤液中加入浓度为20%-30%的硝酸溶液,在40-50℃条件下低温氧化反应2-3h,将废硫酸中的有机物初步氧化分解成小分子有机物;
(3)将经步骤(2)低温氧化后的溶液升温至70-90℃,高温氧化反应1-2h,得到混酸,即硫酸与硝酸混合酸,且废硫酸中的有机物分解为二氧化碳,部分硝酸转化为氮氧化物;氮氧化物使用脱附液进行吸收转化,氮氧化物转化为氮气,硫化钠溶液转化为单质硫沉淀与碱性硝酸钠溶液,将pH调至5-7,硫化钠溶液中的有机物析出,过滤浓缩即可得到硝酸钠结晶;
(4)对步骤(3)得到的混酸进行负压浓缩,使硫酸与硝酸分离,得到提纯后的硫酸,分离所得的硝酸作为氧化剂重新返至步骤(2)使用。
2.根据权利要求1所述的提纯方法,其特征在于,所述废硫酸的酸度为20%-30%,COD含量为20-50g/L。
3.根据权利要求1所述的提纯方法,其特征在于,步骤(1)中,所述吸附的时间为0.5-1h。
4.根据权利要求1所述的提纯方法,其特征在于,步骤(4)中,所述负压浓缩的条件为80-100℃,-0.08 ~ -0.09MPa。
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