CN115286173A - 一种丙烯酸及酯废液资源化处理系统及工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种丙烯酸及酯废液资源化处理系统及工艺方法，通过将丙烯酸及酯废水经纳滤装置处理后，进入加碱装置将纳滤产水pH值调节至6‑7，再进入电渗析装置进行电渗析回收碳源处理；电渗析装置处理后的电渗析产水再使用反渗透装置进行浓缩处理，使水回收率为75％‑85％，反渗透产水COD为1000‑2000mg/L，直接进入生化系统进行生化处理；纳滤浓水和反渗透浓水进行混合，进入到原焚烧系统进行废弃物焚烧处理。本发明整体处理工艺成本低，可实现废水减量65％‑70％，乙酸钠回收浓度为18％‑25％，实现了丙烯酸及酯废水部分资源化利用，节能环保，适合推广应用。

Description

一种丙烯酸及酯废液资源化处理系统及工艺方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，尤其是涉及一种丙烯酸及酯废液资源化处理系统及工艺方法。
背景技术
丙烯酸及酯废水是一种高浓度、高毒性的难处理有机废水，废水中的COD含量在50000-150000mg/L，其中甲醛含量在0.5％-1％，毒性大。另外含有丙烯酸、甲酸、乙酸、醛及丙烯酸酯等多种有机物，成分复杂，导致丙烯酸酯废水处理十分困难。
目前，丙烯酸及酯废水的主流处理方法是焚烧法，但是该法的处理费用较高。也常选择蒸发工艺对丙烯酸及酯废水进行浓缩减量处理，但是，由于废水中含有大量轻组分COD，蒸发处理过程多需要调节pH值以保证产水COD维持在较低水平，药剂成本和蒸发运行费用较高，并且由于药剂的添加，造成废水中含有高浓度的钠盐，容易造成焚烧炉的腐蚀，进一步增加了运行成本。
专利号为2015106276467的文件，公开了一种治理丙烯酸废水及回收乙酸钠的方法，该方法选用蒸馏+缩聚反应+电渗析浓缩+蒸发浓缩+冷却结晶等一系列工艺技术组合，获得重金属吸附树脂和乙酸钠晶体，实现了丙烯酸废水资源化回收利用，但是该技术经过了两次蒸发处理，能耗较大，且因为处理工艺较长，具有一定的限制性。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种废液处理系统及工艺方法；尤其是能耗小、工艺简单、处理成本低廉且实现了丙烯酸及酯废水部分资源化利用的一种丙烯酸及酯废液资源化处理系统及工艺方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种丙烯酸及酯废液资源化处理系统，包括依次连接的纳滤装置、电渗析装置和反渗透装置，所述纳滤装置包括纳滤入口和纳滤出口，所述纳滤入口连接丙烯酸及酯废液，所述纳滤出口包括第一纳滤出口和第二纳滤出口，所述第一纳滤出口排出纳滤浓水，所述第二纳滤出口连接所述电渗析装置，所述电渗析装置包括电渗析入口和电渗析出口，所述电渗析入口连接所述第二纳滤出口，所述电渗析出口包括第一电渗析出口和第二电渗析出口，所述第一电渗析出口连接所述反渗透装置，所述第二电渗析出口排出电渗析浓水，所述反渗透装置包括反渗透入口和反渗透出口，所述反渗透入口连接所述第一电渗析出口，所述反渗透出口包括第一反渗透出口和第二反渗透出口，所述第一反渗透出口排出反渗透浓水，所述第二反渗透出口排出反渗透产水。
进一步的，所述纳滤装置与所述电渗析装置之间设有加碱调节装置，所述加碱调节装置将进入所述电渗析装置的液体PH值调节为6-7。
进一步的，所述纳滤装置包括纳滤膜，所述纳滤膜为抗污染型阻醇纳滤膜。
进一步的，所述电渗析装置包括电渗析膜组件，所述电渗析膜组件为抗污染型阻醇单价选择性离子交换膜。
进一步的，所述反渗透装置为二级反渗透装置。
进一步的，本发明还提供一种丙烯酸及酯废液资源化处理工艺方法，利用上述的丙烯酸及酯废液资源化处理系统，包括以下步骤，
S1：将丙烯酸及酯废水经由纳滤装置处理，产生纳滤产水进入纳滤产水罐，同时产生纳滤浓水；
S2：所述纳滤产水进入电渗析装置进行电渗析处理，产生电渗析产水进入电渗析产水罐，产生电渗析浓水进行回收碳源处理；
S3：所述电渗析产水进入反渗透装置，进行浓缩处理，产生反渗透产水，进入生化系统进行生化处理，同时，产生反渗透浓水；
S4：将所述纳滤浓水和所述反渗透浓水进行混合，进入到原焚烧系统进行废弃物焚烧处理。
进一步的，所述丙烯酸及酯废水中乙酸含量为4.5％-5％，COD为90000-150000mg/L，电导为6000-8000us/cm。
进一步的，所述纳滤装置的纳滤压力为1.5-2.0MPa，产生的所述纳滤浓水与所述纳滤产水比为1:5-1:6。
进一步的，所述电渗析装置的电渗析浓水罐压力比电渗析产水罐压力大0.05MPa，所述电渗析浓水罐初始用水为清洁水，电渗析处理后，所述电渗析产水罐电导为2000-2500us/cm，所述电渗析浓水罐电导为25-30ms/cm，乙酸钠回收浓度为18％-25％，作为碳源进行资源化回用。
进一步的，所述反渗透装置的水回收率为75％-85％，反渗透产水COD为1000-2000mg/L，整体焚烧废水减量65％-70％。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明将丙烯酸及酯废水经抗污染型阻醇纳滤膜处理后，通过加碱装置将纳滤产水pH值调节至6-7，再进入抗污染型阻氢电渗析装置进行电渗析回收碳源处理；电渗析处理后的电渗析产水再使用反渗透装置进行浓缩处理，使水回收率为75％-85％，产水COD为1000-2000mg/L，直接进入生化系统进行生化处理；纳滤浓水和反渗透浓水进行混合，进入到原焚烧系统进行废弃物焚烧处理，整体焚烧废水减量65％-70％。整体处理工艺成本低，且实现了丙烯酸酯废水部分资源化利用，节能环保，适合推广应用。
附图说明
图1是本发明实施例的系统结构示意图。
图2是本发明实施例的系统工作原理示意图。
图3是本发明实施例的工艺方法流程图。
图中：
1、纳滤装置 1-1、纳滤入口 1-2、第一纳滤出口
1-3、第二纳滤出口 1-4、纳滤产水罐 1-5、纳滤膜；
2、电渗析装置 2-1、电渗析入口 2-2、第一电渗析出口
2-3、第二电渗析出口 2-4、电渗析产水罐 2-5、电渗析浓水罐
2-6、电渗析膜；
3、反渗透装置 3-1、反渗透入口 3-2、第一反渗透出口
3-3、第二反渗透出口 3-4、第一反渗透膜 3-5、第二反渗透膜；
4、加碱调节装置。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：
如图1、图2所示，一种丙烯酸及酯废液资源化处理系统，包括依次连接的纳滤装置1、电渗析装置2和反渗透装置3。纳滤装置1包括纳滤入口1-1和纳滤出口，纳滤入口1-1连接丙烯酸及酯废液，纳滤出口包括第一纳滤出口1-2和第二纳滤出口1-3，第一纳滤出口1-2排出纳滤浓水，第二纳滤出口1-3连接电渗析装置2。纳滤装置1包括纳滤膜1-5，具体的，本实施例提供的纳滤膜1-5为抗污染型阻醇纳滤膜。
电渗析装置2包括电渗析入口2-1和电渗析出口，电渗析入口2-1连接第二纳滤出口1-3，电渗析出口包括第一电渗析出口2-2和第二电渗析出口2-3，第一电渗析出口2-2连接反渗透装置3，第二电渗析出口2-3排出电渗析浓水。电渗析装置2包括电渗析膜2-6组件，具体的，本实施例提供的电渗析膜2-6组件为抗污染型阻醇单价选择性离子交换膜。
反渗透装置3包括反渗透入口3-1和反渗透出口，反渗透入口3-1连接第一电渗析出口2-2，反渗透出口包括第一反渗透出口3-2和第二反渗透出口3-3，第一反渗透出口3-2排出反渗透浓水，第二反渗透出口3-3排出反渗透产水。具体的，本实施例提供的反渗透装置3为二级反渗透装置。当反渗透装置3选择一级反渗透时，一级反渗透产水COD为5000-10000mg/L，直接用于生化处理，生化负荷较大；当反渗透装置3选择三级反渗透时，三级反渗透产水水质相较于二级反渗透产水，COD变化很小，故在能耗及处理量方面考虑，最优选择二级反渗透装置。
优选的，纳滤装置1与电渗析装置2之间设有加碱调节装置4，加碱调节装置4将进入电渗析装置2的液体PH值调节为6-7。
在上述实施例中，选用了膜的组合技术工艺，膜清洗技术选用常规的处理方法进行，故此处不再赘述。
如图3所示，本发明还提供一种丙烯酸及酯废液资源化处理工艺方法，利用上述的丙烯酸及酯废液资源化处理系统，包括以下步骤，
S1：将丙烯酸及酯废水经由纳滤装置1处理，产生纳滤产水进入纳滤产水罐1-4，待进入电渗析装置2，同时产生纳滤浓水，待焚烧处理。纳滤装置1主要去除丙烯酸及酯废水中的大分子有机物和对废水进行脱色处理，并对后续膜浓缩处理工艺进行保护。优选的，丙烯酸及酯废水经纳滤进水泵泵入纳滤装置1内。
其中，丙烯酸及酯废水中乙酸含量为4.5-5％，COD为90000-150000mg/L，电导为6000-8000us/cm。在此步骤中，纳滤装置1的纳滤压力为1.5-2.0MPa，产生的纳滤浓水与纳滤产水比为1:5-1:6。
S2：纳滤产水进入电渗析装置2进行电渗析处理，加碱调节装置4将进入电渗析装置2的液体PH值调节为6-7，pH调节去除丙烯酸及酯废水中的酸味，再进入抗污染型阻氢电渗析装置2，产生电渗析产水进入电渗析产水罐2-4，待进入反渗透装置3，同时，产生电渗析浓水进入电渗析浓水罐2-5，待回收碳源处理。其中，电渗析装置2的电渗析浓水罐2-5压力比电渗析产水罐2-4压力大0.05MPa，以减少电渗析产水罐2-4的COD随水扩散向电渗析浓水罐2-5进行迁移；电渗析浓水罐2-5初始用水为清洁水，用以保证回收的碳源品质。优选的，电渗析产水经电渗析产水提升泵泵入电渗析产水罐2-4，电渗析浓水经电渗析浓水提升泵泵入电渗析浓水罐2-5。
电渗析处理后，电渗析产水罐2-4电导由6000～8000us/cm降至2000-2500us/cm，电渗析浓水罐2-5电导为25-30ms/cm，乙酸钠回收浓度为18-25％，作为碳源进行资源化回用。
S3：电渗析产水进入反渗透装置3，进行浓缩处理，产生反渗透产水，进入生化系统进行生化处理，同时，产生反渗透浓水。具体的，反渗透装置3包括第一反渗透膜3-4和第二反渗透膜3-5，电渗析产水进入第一反渗透膜3-4，浓缩处理后，产生反渗透产水和反渗透浓水，反渗透浓水进入第二反渗透膜3-5，再次浓缩处理后，同样产生反渗透产水，结合之前产生的反渗透产水，直接进入生化系统进行生化处理。优选的，电渗析产水经反渗透高压泵泵入反渗透装置3内。
上述二级反渗透装置的水回收率为75-85％，反渗透产水COD为1000-2000mg/L。
S4：将纳滤浓水和反渗透浓水进行混合，进入到原焚烧系统进行废弃物焚烧处理，整体焚烧废水减量65％-70％。
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
如图1-3所示，丙烯酸及酯废水的初始指标：乙酸含量为47800mg/L，CODCr为84600mg/L，电导为5764us/cm，pH值为2.8，原有处理工艺为焚烧处理技术，吨水处理成本为600-700元，处理成本极高。
实施例一：
采用本发明的一种丙烯酸及酯废液资源化处理系统及工艺方法对丙烯酸及酯废液进行减量化和资源化回收，其中包括市售普通纳滤装置，纳滤浓水与纳滤产水比为1:5-1:6，测得纳滤产水COD为79400mg/L，电导为6032us/cm，调节pH至6.4，选用市售的普通电渗析膜装置进行乙酸钠资源化回收处理，在膜的正常操作条件下，电渗析产水罐电导由6032us/cm降至3540us/cm，CODCr为52100mg/L，电渗析浓水罐电导升至20ms/cm，此时，测得电渗析浓水中B/C比为0.35；再将电渗析产水进行二价反渗透装置进行浓缩减量处理，反渗透产水回收率为75％，反渗透产水CODCr测得为4510mg/L。
实施例二：
采用本发明的一种丙烯酸及酯废液资源化处理系统及工艺方法对丙烯酸及酯废液进行减量化和资源化回收，其中纳滤膜为抗污染型阻醇膜材料，纳滤浓水与纳滤产水比为1:5-1:6，测得纳滤产水COD为72100mg/L，电导为5972us/cm，调节pH至6.7，选用市售的普通电渗析膜装置进行乙酸钠资源化回收处理，在膜的正常操作条件下，电渗析产水罐电导由5972us/cm降至3340us/cm，CODCr为48600mg/L，电渗析浓水罐电导升至20ms/cm，此时，测得电渗析浓水中B/C比为0.37；再将电渗析产水进行二价反渗透装置进行浓缩减量处理，反渗透产水回收率为75％，反渗透产水CODCr测得为3910mg/L。
实施例三：
以实施例二的纳滤产水进行后续试验步骤，选用抗污染型阻醇单价选择性电渗析膜装置进行乙酸钠资源化回收处理，在膜的正常操作条件下，电渗析产水罐电导由5972us/cm降至2306us/cm，CODCr为29500mg/L，电渗析浓水罐电导升至20ms/cm，此时，测得电渗析浓水中B/C比为0.45；再将电渗析产水进行二价反渗透装置3进行浓缩减量处理，反渗透产水回收率为75％，反渗透产水CODCr测得为2140mg/L。
实施例四：
选用实施例二的纳滤产水进行后续试验步骤，在电渗析膜的正常操作条件下，提高电渗析浓水罐压力略大于电渗析产水罐压力0.05MPa，电渗析产水罐电导由5972us/cm降至2404us/cm，CODCr为32400mg/L，电渗析浓水罐电导升至20ms/cm，此时，测得电渗析浓水中B/C比为0.56；再将电渗析产水进行二价反渗透装置3进行浓缩减量处理，反渗透产水回收率为75％，反渗透产水CODCr测得为2310mg/L。
综合对比四个实施案例，该发明实施方案可作为一种丙烯酸及酯废液资源化处理系统及工艺方法的最优操作条件，完全选用膜处理技术工艺对丙烯酸及酯废水进行资源化回收，大大降低了丙烯酸及酯废水的焚烧处理成本，适合推广应用。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种丙烯酸及酯废液资源化处理系统，其特征在于：包括依次连接的纳滤装置、电渗析装置和反渗透装置，所述纳滤装置包括纳滤入口和纳滤出口，所述纳滤入口连接丙烯酸及酯废液，所述纳滤出口包括第一纳滤出口和第二纳滤出口，所述第一纳滤出口排出纳滤浓水，所述第二纳滤出口连接所述电渗析装置，所述电渗析装置包括电渗析入口和电渗析出口，所述电渗析入口连接所述第二纳滤出口，所述电渗析出口包括第一电渗析出口和第二电渗析出口，所述第一电渗析出口连接所述反渗透装置，所述第二电渗析出口排出电渗析浓水，所述反渗透装置包括反渗透入口和反渗透出口，所述反渗透入口连接所述第一电渗析出口，所述反渗透出口包括第一反渗透出口和第二反渗透出口，所述第一反渗透出口排出反渗透浓水，所述第二反渗透出口排出反渗透产水。
2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸及酯废液资源化处理系统，其特征在于：所述纳滤装置与所述电渗析装置之间设有加碱调节装置，所述加碱调节装置将进入所述电渗析装置的液体PH值调节为6-7。
3.根据权利要求1或2所述的一种丙烯酸及酯废液资源化处理系统，其特征在于：所述纳滤装置包括纳滤膜，所述纳滤膜为抗污染型阻醇纳滤膜。
4.根据权利要求1或2所述的一种丙烯酸及酯废液资源化处理系统，其特征在于：所述电渗析装置包括电渗析膜组件，所述电渗析膜组件为抗污染型阻醇单价选择性离子交换膜。
5.根据权利要求1或2所述的一种丙烯酸及酯废液资源化处理系统，其特征在于：所述反渗透装置为二级反渗透装置。
6.一种丙烯酸及酯废液资源化处理工艺方法，其特征在于：利用上述权利要求1至5任一所述的丙烯酸及酯废液资源化处理系统，包括以下步骤，
S1：将丙烯酸及酯废水经由纳滤装置处理，产生纳滤产水进入纳滤产水罐，同时产生纳滤浓水；
S2：所述纳滤产水进入电渗析装置进行电渗析处理，产生电渗析产水进入电渗析产水罐，产生电渗析浓水进行回收碳源处理；
S3：所述电渗析产水进入反渗透装置，进行浓缩处理，产生反渗透产水，进入生化系统进行生化处理，同时，产生反渗透浓水；
S4：将所述纳滤浓水和所述反渗透浓水进行混合，进入到原焚烧系统进行废弃物焚烧处理。
7.根据权利要求6所述的一种丙烯酸及酯废液资源化处理工艺方法，其特征在于：所述丙烯酸及酯废水中乙酸含量为4.5％-5％，COD为90000-150000mg/L，电导为6000-8000us/cm。
8.根据权利要求6或7所述的一种丙烯酸及酯废液资源化处理工艺方法，其特征在于：所述纳滤装置的纳滤压力为1.5-2.0MPa，产生的所述纳滤浓水与所述纳滤产水比为1:5-1:6。
9.根据权利要求6或7所述的一种丙烯酸及酯废液资源化处理工艺方法，其特征在于：所述电渗析装置的电渗析浓水罐压力比电渗析产水罐压力大0.05MPa，所述电渗析浓水罐初始用水为清洁水，电渗析处理后，所述电渗析产水罐电导为2000-2500us/cm，所述电渗析浓水罐电导为25-30ms/cm，乙酸钠回收浓度为18％-25％，作为碳源进行资源化回用。
10.根据权利要求6或7所述的一种丙烯酸及酯废液资源化处理工艺方法，其特征在于：所述反渗透装置的水回收率为75％-85％，反渗透产水COD为1000-2000mg/L，整体焚烧废水减量65％-70％。
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