CN112551773B - 橡胶促进剂ns生产废水资源化处理工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于橡胶废水处理技术领域，具体涉及一种橡胶促进剂NS生产废水资源化处理工艺及装置。本发明所述的橡胶促进剂NS生产废水资源化处理工艺，是将废水调节至中性后，进入大孔树脂吸附单元进行吸附，吸附后的废水进入两级电解催化氧化单元进行处理；吸附后的树脂进行脱附，脱附液经过精馏回收脱附剂和叔丁胺；精馏残液和电解后的废水均回用于合成单元。本发明所述的橡胶促进剂NS生产废水资源化处理工艺，设计科学合理，操作便捷，实现了原料的再回收，降低了生产成本，节能环保安全，具有显著的经济效益；同时本发明提供了一种橡胶促进剂NS生产废水资源化处理装置。

Description

橡胶促进剂NS生产废水资源化处理工艺及装置
技术领域
本发明属于橡胶废水处理技术领域，具体涉及一种橡胶促进剂NS生产废水资源化处理工艺及装置。
背景技术
橡胶促进剂NS(TBBS)的合成一般是通过促进剂M(2-硫醇基苯并噻唑)与叔丁胺在氧化剂存在下进行缩合。目前工业合成普遍采用次氯酸钠做氧化剂，工艺比较完善。在水相添加少量表面活性剂可促使M充分分散增溶，从而提高收率。
促进剂NS合成废水主要是来源于氧化剂次氯酸钠约占总水量的75％，因为工业用次氯酸钠有效氯含量大多在10％左右，其余大部分水中和后进入到废水中，所以废水中主要含无机盐为氯化钠，有机物为叔丁胺、促进剂M和促进剂NS，其含氯化钠量为10％左右，COD13000mg/L。
促进剂NS合成废水常规的处理工艺为：将废水pH用氢氧化钠调节至12左右，然后采用负压蒸氨工艺去除来源于叔丁胺的游离氨，然后芬顿氧化氧化后进入蒸发器脱盐，脱出盐作为危废处理，蒸馏液进入生化系统进行处理后排放。
常规处理工艺不但工艺复杂，而且消耗大量的化学试剂和蒸汽，运行费用高，还产生大量的危险废物。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种橡胶促进剂NS生产废水资源化处理工艺，其设计科学合理，操作便捷，实现了原料的再回收，降低了生产成本，节能环保安全，具有显著的经济效益；同时本发明提供了一种橡胶促进剂NS生产废水资源化处理装置。
本发明所述的橡胶促进剂NS生产废水资源化处理工艺，是将废水调节至中性后，进入大孔树脂吸附单元进行吸附，吸附后的废水进入两级电解催化氧化单元进行处理；吸附后的树脂进行脱附，脱附液经过精馏回收脱附剂和叔丁胺；精馏残液和电解后的废水均回用于合成单元。
优选的，吸附单元所用的树脂为H103和D101，质量比为1:1-3:1，进一步优选为2:1。
所述的大孔树脂吸附单元包括3个吸附柱，其中2个用于吸附工作，1个用于再生。
优选的，吸附流速为1-4BV/h，进一步优选为3BV/h；单次处理量为18-25BV，进一步优选为20BV。
优选的，脱附剂为甲醇，其浓度为0.5mol/L；脱附流速为1BV/h，每个吸附柱脱附剂每次用量为2.0BV。
所述电催化氧化单元采用二级串联方式。优选的，第一级电催化阳极板采用钛基涂铱钽涂层，阴极为钛网；第二级电催化阳极板采用钛基涂钌涂层，阴极为钛网。
优选的，电催化设备的极板间距为3cm，电流密度为150-300A/m2，进一步优选为200A/m2。
优选的，每一级电催化氧化的水力停留时间为30-90min，进一步优选为60min。
所述的橡胶促进剂NS生产废水资源化处理装置，pH调节罐与吸附柱A、吸附柱B、吸附柱C、吸附出水池、一级电解装置、二级电解装置依次相连；吸附柱A、吸附柱B、吸附柱C分别与脱附剂储罐相连；吸附柱A、吸附柱B、吸附柱C分别与精馏再生塔相连，精馏再生塔分别与脱附剂储罐和叔丁胺储罐相连。
优选的，精馏再生塔和叔丁胺储罐均与NS合成装置相连。
优选的，二级电解装置与NS合成装置相连。
将待处理废水调节至中性后，首先进入大孔树脂吸附单元进行预处理，将废水中大部分的叔丁胺、促进剂M和促进剂NS吸附到树脂中，树脂出水进入电解催化氧化单元进行深度处理。其中吸附单元配套精馏再生塔，吸附饱和的树脂采用甲醇脱附，脱附液中主要含有甲醇、水分、叔丁胺、促进剂M和促进剂NS，脱附液进入精馏再生塔后经蒸汽加热后，甲醇从塔顶精馏出回到脱附剂储罐循环使用，精馏出的叔丁胺作为原料回用，精馏残液中主要成分是水、促进剂M和促进剂NS，所以精馏残液回到NS合成装置再利用。电解催化单元分为二级，一级电催化的作用是深度氧化吸附单元出水中剩余的促进剂M、NS和叔丁胺，二级电催化的作用是将废水中的氯离子电解为氯气，氯气溶于水后形成次氯酸，电解后的废水回到合成工艺替代或减少氧化剂次氯酸钠的用量。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明将废水中有机物成为合成工艺的原料，废水成为氧化剂回用于合成工艺，实现了废水的全部资源化利用；
(2)本发明中的废水实现了资源化利用，降低了合成工艺段的物料和氧化剂的消耗，降低了生产成本；
(3)本发明所述处理工艺中不用蒸发脱盐而且无废水和废物产生，降低了废水处理费用；
(4)本发明涉及到的反应为常温常压条件下进行，操作安全、简单、灵活，自动化程度高；
(5)本发明所述处理装置设计科学合理，简单易行。
附图说明
图1为本发明所述处理装置的结构示意图；
图中：1、pH调节罐；2、脱附剂储罐；3、精馏再生塔；4、叔丁胺储罐；5、NS合成装置；6、二级电解装置；7、一级电解装置；8、吸附柱C；9、吸附出水池；10、吸附柱B；11、吸附柱A。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
如图1所示，一种橡胶促进剂NS生产废水资源化处理装置，pH调节罐1与吸附柱A11、吸附柱B10、吸附柱C8、吸附出水池9、一级电解装置7、二级电解装置6依次相连；吸附柱A11、吸附柱B10、吸附柱C8分别与脱附剂储罐2相连；吸附柱A11、吸附柱B10、吸附柱C8分别与精馏再生塔3相连，精馏再生塔3分别与脱附剂储罐2和叔丁胺储罐4相连。
所述精馏再生塔3和叔丁胺储罐4均与NS合成装置5相连。
所述二级电解装置6与NS合成装置5相连。
实施例1
某新材料公司NS生产废水：
水量为10m3/h，pH为6，COD为12000mg/L，氯化钠含量为60000mg/L。
采用本发明提供的处理方法进行处理：
处理废水调节至中性后，首先进入吸附柱A11和吸附柱B10进行吸附，此时吸附柱C8处于脱附状态；吸附出水进入吸附出水池9匀质后，再进入一级电解装置7，进行有机物的深度氧化处理，一级电解装置7出水进入二级电解装置6，进行次氯酸的制备，二级电解装置6出水回到NS合成装置5进行回用。同时，脱附剂甲醇自脱附剂储罐2进入吸附柱C8进行脱附，脱附液进入精馏再生塔3进行再生；再生后的脱附剂回到脱附剂储罐循环2使用，精馏出的叔丁胺回到NS合成装置5做为合成原料再次利用，塔底的精馏残夜回到NS合成装置5做为原料再次利用。
吸附柱A11、吸附柱B10和吸附柱C8总是其中两个在吸附状态，另外一个处于再生状态。
其中所述大孔吸附单元：
①进水COD 12000mg/L，出水COD为800mg/L；
②吸附树脂型号为H103和D101，二者混合比例为2:1；
③吸附流速为3BV/h，单次处理量为25BV；
④配套精馏脱附再生塔3，脱附剂采用0.5mol/L甲醇溶液，脱附流速为1BV，每个吸附柱脱附剂每次用量为2.0BV。
其中所述电催化氧化单元：
⑤进水COD 800mg/L，出水COD为80mg/L，氨氮≤0.2mg/L；
⑥电催化采用二级串联，第一级电催化阳极板采用钛基涂铱钽涂层，阴极为钛网；第二级电催化阳极板采用钛基涂钌涂层，阴极为钛网；
⑦电催化设备的极板间距为3cm，电流密度为200A/m2；
⑧每一级电催化氧化的水力停留时间为60min。
每吨废水处理费用33元。
实施例2
某橡胶助剂公司NS生产废水：
水量为30m3/h，pH为7，COD为13000mg/L，氯化钠含量为50000mg/L。
采用本发明提供的处理方法进行处理：
处理废水调节至中性后，首先进入吸附柱A11和吸附柱B10进行吸附，此时吸附柱C8处于脱附状态；吸附出水进入吸附出水池9匀质后，再进入一级电解装置7，进行有机物的深度氧化处理，一级电解装置7出水进入二级电解装置6，进行次氯酸的制备，二级电解装置6出水回到NS合成装置5进行回用。同时，脱附剂甲醇自脱附剂储罐2进入吸附柱C8进行脱附，脱附液进入精馏再生塔3进行再生；再生后的脱附剂回到脱附剂储罐循环2使用，精馏出的叔丁胺回到NS合成装置5做为合成原料再次利用，塔底的精馏残夜回到NS合成装置5做为原料再次利用。
吸附柱A11、吸附柱B10和吸附柱C8总是其中两个在吸附状态，另外一个处于再生状态。
其中所述大孔吸附单元：
①进水COD 13000mg/L，出水COD为900mg/L；
②吸附树脂型号为H103和D101，二者混合比例为2:1；
③吸附流速为4BV/h，单次处理量为20BV；
④配套精馏脱附再生塔3，脱附剂采用0.5mol/L甲醇溶液，脱附流速为1BV，每个吸附柱脱附剂每次用量为2.5BV。
其中所述电催化氧化单元：
⑤进水COD 900mg/L，出水COD为90mg/L，氨氮≤0.2mg/L；
⑥电催化采用二级串联，第一级电催化阳极板采用钛基涂铱钽涂层，阴极为钛网；第二级电催化阳极板采用钛基涂钌涂层，阴极为钛网；
⑦电催化设备的极板间距为3cm，电流密度为2800A/m2；
⑧每一级电催化氧化的水力停留时间为50min。
每吨废水处理费用35元。

Claims (9)

1.一种橡胶促进剂NS生产废水资源化处理工艺，其特征在于：将废水调节至中性后，进入大孔树脂吸附单元进行吸附，吸附后的废水进入两级电解催化氧化单元进行处理；吸附后的树脂进行脱附，脱附液经过精馏回收脱附剂和叔丁胺；精馏残液和电解后的废水均回用于合成单元；
所述电解催化氧化单元采用二级串联方式，第一级电催化阳极板采用钛基涂铱钽涂层，阴极为钛网；第二级电催化阳极板采用钛基涂钌涂层，阴极为钛网。
2.根据权利要求1所述的橡胶促进剂NS生产废水资源化处理工艺，其特征在于：吸附单元所用的树脂为H103和D101，质量比为1:1-3:1。
3.根据权利要求1所述的橡胶促进剂NS生产废水资源化处理工艺，其特征在于：吸附流速为1-4BV/h，单次处理量为18-25BV。
4.根据权利要求1所述的橡胶促进剂NS生产废水资源化处理工艺，其特征在于：脱附剂为甲醇，其浓度为0.5mol/L；脱附流速为1BV/h，每个吸附柱脱附剂每次用量为2.0BV。
5.根据权利要求1所述的橡胶促进剂NS生产废水资源化处理工艺，其特征在于：电催化设备的极板间距为3cm，电流密度为150-300A/m2。
6.根据权利要求1所述的橡胶促进剂NS生产废水资源化处理工艺，其特征在于：每一级电催化氧化的水力停留时间为30-90min。
7.一种权利要求1-6任一所述的橡胶促进剂NS生产废水资源化处理装置，其特征在于：pH调节罐(1)与吸附柱A(11)、吸附柱B(10)、吸附柱C(8)、吸附出水池(9)、一级电解装置(7)、二级电解装置(6)依次相连；吸附柱A(11)、吸附柱B(10)、吸附柱C(8)分别与脱附剂储罐(2)相连；吸附柱A(11)、吸附柱B(10)、吸附柱C(8)分别与精馏再生塔(3)相连，精馏再生塔(3)分别与脱附剂储罐(2)和叔丁胺储罐(4)相连。
8.根据权利要求7所述的橡胶促进剂NS生产废水资源化处理装置，其特征在于：精馏再生塔(3)和叔丁胺储罐(4)均与NS合成装置(5)相连。
9.根据权利要求7所述的橡胶促进剂NS生产废水资源化处理装置，其特征在于：二级电解装置(6)与NS合成装置(5)相连。
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