CN115403187A - 一种从含溴废水中提取氢溴酸的系统及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从含溴废水中提取氢溴酸的系统及其处理方法，属于工业废水处理领域。包括预处理系统、溴离子提取装置、再生剂提取系统、氢溴酸提取系统。所述溴离子提取装置采用离子交换树脂，可以选择性将水中溴提取出来。所述再生剂提取系统包括有机物去除装置、二价阳离子去除装置、浓缩装置。所述氢溴酸提取系统包括溴分离装置、蒸馏装置。本发明所述系统通过在水中提取出含量大且与溴离子有竞争性的阴离子盐作为再生剂B，将树脂转型，使树脂对水中溴离子选择性吸附，将水中溴离子富集起来，再通过再生A将吸附饱和的溴离子脱附到脱附液中，再经过再生剂A和溴离子的分离、提纯，或酸化、提纯即可得到纯净的氢溴酸溶液。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水处理系统及处理方法，具体涉及一种从含溴废水中提取氢溴酸的系统及其处理方法，属于工业废水处理领域。
背景技术
氢溴酸作为重要的化工原料，被广泛应用到精细化工、石油化工、医药、农业等领域。而这些使用氢溴酸作为生产原料的企业都存在因溴离子过高而影响排水的问题，同时氢溴酸的价格一直上涨，导致生产成本越来越高。
近年来，我国对环境保护日益重视，对排水要求指标要求严格，很多企业都面临着处理难的问题。水中溴离子的存在会影响生化处理的效果，同时排水中若含溴离子也会影响COD的检测，导致出水COD值要高于正常值。而溴作为重要的化工原料，若将其从水中提取出来，不仅可以降低生产成本，还可以减少废水处理的压力。
比如PTA(精对苯二甲酸)生产行业中一般以对二甲苯为原料，钴、锰为催化剂，在醋酸介质中进行空气氧化，生成粗对苯二甲酸(CTA)，然后对粗对苯二甲酸进行加氢精制，去除杂质，再经结晶、分离、干燥、制得精对苯二酸产品，即PTA成品。因为生产过程中也会加入氢溴酸参加反应，所产生的含溴废水主要分为：气相含溴废水——碱液吸收尾气产生的废水；液相含溴废水——反应完含大量有机物及残留物的废液。
气相废水主要以甲酸钠、乙酸钠、溴化钠、碳酸钠、碳酸氢钠为主并含有少量的氧化剂。液相废水主要以乙酸钠、芳香族有机物、溴化钠、碳酸氢钠为主。
如何去除水中的溴离子一直是有待解决的难题。
如果将水中的溴离子提取出来做成氢溴酸回用到生产中不仅可以大大降低生产成本还可以提高排水水质。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种从含溴废水中提取氢溴酸的系统及其处理方法。
本发明采用如下技术方案：
本发明适用于废水中除溴离子外其他阴离子种类较少(水中除溴离子外其它竞争阴离子种类为一种或两种，或多余的其它竞争阴离子含量小于100mg/L)的含溴废水处理，当所处理废水体系复杂，阴离子种类较多时需要预先根据树脂的选择性去除部分阴离子，保留一种或两种阴离子，并选择保留阴离子作为交换基团。若水中存在其他影响处理的物质也需要进行预处理去除。
本发明的核心在于采用了水中除溴离子外含量较多且有竞争性阴离子作为交换基团的树脂，使树脂可以选择性吸附水中溴离子。同时将水中作为交换基团的同名阴离子盐提取出来作为再生剂B将树脂转型，使得树脂可以选择性吸附溴离子，同时节省了再生剂的使用成本。
进一步的，通过选择易与溴离子分离的再生剂A去脱附树脂上吸附的溴离子，然后将脱附液中的再生剂A与溴离子分离。最终实现废水中溴离子的提取。提取出的溴离子可以制溴素、溴化钠或氢溴酸。本发明中优选是制取氢溴酸。
本发明提供了一种从含溴废水中提取氢溴酸的系统，所述含溴废水依次与预处理系统、溴离子提取装置、氢溴酸提取装置连接；
所述预处理系统包括过滤器；
所述溴离子提取装置包括阴离子交换树脂；所述阴离子交换树脂交换基团为处理废水中含量大且与溴离子有竞争性的阴离子，用于选择性吸附水中溴离子；
所述氢溴酸提取系统包括溴分离装置和提纯装置。
进一步的，所述溴离子提取装置还与再生剂提取系统连接；所述再生剂提取系统包括有机物去除装置、二价阳离子去除装置和浓缩装置。
进一步的，所述过滤器用于去除水中悬浮物保护后续系统稳定运行。所述过滤器包括但不限于砂滤、精密过滤器、袋式过滤器、超滤或微滤等可以起到相同过滤目的的装置或系统。
进一步的，若水中含有其他影响的物质，如种类较多的阴离子或浓度较高的有机物等，需提前去除。所述过滤器前设有纳滤装置、AO反应池、化学药剂投加装置；具体包括通过纳滤装置分离分子较大有机物、二价及以上离子，或经生化处理去除水中有机物，或通过投加化学药剂去除水中磷酸盐、硫酸盐等阴离子盐，或其他相关技术手段进行处理后再进入过滤器处理。
进一步的，所述阴离子交换树脂包括强碱型、弱碱型、大孔型或凝胶型树脂。
进一步的，所选树脂包括强碱型阴离子交换树脂如201，大孔强碱型阴离子交换树脂如D201，弱碱树脂如D301。
进一步的，所述再生剂提取系统，将水以中含量大且与溴离子有竞争性的阴离子盐(如碳酸氢钠)提取出来作为再生剂使用。当水中以碳酸氢钠为主时，所述再生剂提取系统所提取的再生剂为碳酸氢钠。
进一步的，所述再生剂提取系统，所提取的再生剂可以是液态，浓度为溴离子提取装置再生时所需要的浓度。也可以提取出固体再生剂B。当所提取的再生剂B为固体时，所述浓缩装置后依次连接结晶装置和固液分离装置。所述结晶装置包括但不限于蒸发结晶装置或冷冻结晶装置等。所述固液分离装置包括但不限于离心机或压滤机等。
进一步的，所述再生剂提取系统中有机物去除装置包括但不限于纳滤装置、微滤装置、电氧化装置、生化装置、活性炭等可以去除水中有机物的装置或系统。优选采用的是纳滤装置。去除有机物是为了保证脱附液不含有机物，确保提出氢溴酸的纯度，同时还可根据排水中是否存在有机物进行分类排放。
进一步的，所述有机物去除装置包括但不限于纳滤装置、微滤装置、电氧化装置、生化装置或活性炭装置。所述有机物去除装置是为了去除再生剂B中混有的有机物，其可以置于浓缩装置前，也可以置于浓缩装置浓缩后。当浓缩装置产出再生剂B后，再经过有机物去除装置去除水中有机物后再回用或者经过结晶装置、离心机提取出固体再生剂B后回用。
进一步的，所述二价阳离子去除装置包括但不限于纳滤装置或阳离子交换树脂等可以去除水中二价及以上离子的装置或系统。优选采用的是纳滤装置或离子交换树脂。若在有机物去除装置选用纳滤装置分离有机物，所述二价阳离子去除装置可以去除，通过前一套纳滤装置可以同时去除水中有机物以及二价及以上离子，若有机物去除装置置于浓缩装置浓水后，优选采用离子交换去除二价及以上阳离子。
进一步的，所述浓缩装置包括但不限于电渗析装置、反渗透装置或蒸发装置等可以将水浓缩的装置或系统，优选采用的是电渗析装置。
进一步的，所述氢溴酸提取系统，用于处理溴离子提取装置脱附时排出的脱附液A。
进一步的，所述溴分离装置作用是将脱附液A中再生剂A和溴离子分离，所述溴分离装置包括“浓缩装置和蒸馏装置的组合”、“膜分离装置”、“中和装置和分离装置的组合”，或其他可以分离再生剂A和溴离子的装置或系统。所述分离装置包括纳滤装置或离子交换树脂。
进一步的，所述提纯装置包括蒸馏装置或蒸馏装置与纯化装置的组合或蒸发装置与纯化装置的组合，或其他可以提纯氢溴酸的装置或系统。
进一步的，所述纯化装置是为了提高产品纯度使用，可去除氢溴酸中含有的少量溴素，若对产品纯度要求较低可不设纯化装置。
进一步的，所述溴分离装置优选采用的是浓缩装置和蒸馏装置的组合，经过浓缩装置将脱附液A浓缩后，再进入蒸馏装置，根据溶液各组分沸点的差异将水中氢溴酸蒸馏出来。蒸馏产生的蒸馏水可以用于再生剂配置或直接排掉。蒸馏底液浓硫酸可回用做再生剂A。所述浓缩装置包括但不限于蒸发器、膜蒸馏装置、静电吸附等可以实现脱附液A浓缩目的的设备或系统，其目的是为了减少蒸馏量，若不采用浓缩装置，直接进行蒸馏也是可行的。
进一步的，所述溴分离装置也可以采用膜分离装置，所述膜分离装置可以是耐酸纳滤、反渗透等压力驱动膜。如耐酸膜分离硫酸与氢溴酸，分离得到的氢溴酸再经过蒸馏提纯得到满足使用的工业浓氢溴酸。分离得到硫酸做再生剂A在系统内回用。
进一步的，所述溴分离装置也可以采用中和装置和分离装置的组合，其中，分离装置用于分离水中的硫酸根和溴离子，当选用纳滤装置做溴分离装置时，再生液A要先经过中和装置调节pH至纳滤装置允许范围(pH>4)，中和所用碱优选采用再生剂提取系统提出的再生剂B(当再生剂B为碱性化合物时)。分离出来的溴离子将以溴化钠形式存在。所述溴化钠溶液需要经过酸化将钠离子转换成氢离子后得到氢溴酸溶液，再经过蒸馏即可得到工业级浓氢溴酸溶液。所述溴化钠溶液也可以不经酸化直接浓缩得到高浓度溴化钠溶液，或再进行蒸发结晶得到溴化钠固体。
进一步的，所述溴分离装置为中和装置和分离装置的组合时，分离装置后连接浓缩装置和/或酸化装置，再与提纯装置连接；所述浓缩装置包括电渗析装置、反渗透装置、蒸发器、膜蒸馏装置、静电吸附装置等可以实现溴化钠溶液浓缩目的的设备或系统，其目的是为了减少处理量。
进一步的，所述酸化装置包括但不限于氢型阳离子交换树脂或双极膜等可以将溴化钠转换成氢溴酸的装置或系统。优选采用的是氢型离子交换树脂。
进一步的，所述溴分离装置替换为氧化装置，所述氧化装置中添加氧化剂，所述氧化剂包括氯气、双氧水或浓硫酸；通过所述氧化装置经提纯装置提纯得到溴素。
进一步的，得到的溴素可以再制取氢溴酸等相关产品。
进一步的，所述纯化装置包括但不限于离子交换树脂、活性炭、萃取装置等可以吸附溴素的装置或系统。
进一步的，所述中和装置选用的中和剂包括氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠。
本发明还提供了一种从含溴废水中提取氢溴酸的处理方法，包括如下步骤：
1)含溴废水经预处理系统去除水中悬浮物；
2)进入溴离子提取装置中，在阴离子交换树脂的作用下，选择性地将水中溴离子吸附到树脂上，溴离子提取装置的脱溴出水进入再生剂提取系统，在再生剂提取系统中，经过有机物去除、二价阳离子去除、浓缩或者经过有机物去除、二价阳离子去除、浓缩、结晶、固液分离后，获得再生剂B；
3)当溴离子提取装置吸附饱和后，向溴离子提取装置中加入再生剂A对溴离子进行脱附，形成包含再生剂A和氢溴酸的脱附液，脱附液通过溴分离装置将再生剂A和氢溴酸分离，分离出的氢溴酸进入提纯装置进行提纯；再生剂A循环利用；
或者，包含再生剂A和溴离子的脱附液进入氧化装置，经氧化剂氧化后，进入提纯装置提纯得到溴素；
4)步骤3)脱附完成后，向溴离子提取装置中加入步骤2)所得再生剂B，将阴离子交换树脂交换基团转换成待处理废液中与溴离子有竞争性的阴离子交换基团，用于循环处理含溴废水。
进一步的，再生剂B优选的是水中含量大且与溴离子有竞争性关系的盐，当废水为PTA生产过程中产生的气相含溴废水(氧化尾气碱液吸收废水)，水中碱度主要以碳酸氢钠形式存在时，此时再生剂B为碳酸氢钠。所述再生剂B包括碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠或硫酸钠。
进一步的，所述再生剂A包括硫酸、盐酸、硝酸、苯甲酸钠或柠檬钠等可以将溴离子从树脂上脱附下来的且可以与溴离子分离的化合物(如有机物、无机物、酸、碱)。
进一步的，所述再生剂A优选为硫酸。
进一步的，当再生剂A选用硫酸做再生剂时，脱附液主要以硫酸和氢溴酸的形式共存。
进一步的，脱附液A进入溴分离装置，将硫酸和氢溴酸分离，得到的氢溴酸溶液进入蒸馏装置，经过蒸馏得到氢溴酸溶液。
进一步的，阴离子交换树脂再生时首先采用再生剂A将溴离子脱附下来，然后采用再生剂B将其转化为工作状态。当树脂吸附溴离子饱和后先使用再生剂A将树脂上溴离子置换出来，所产脱附液A进入氢溴酸提取系统，再使用再生剂B将树脂交换基团转换成待处理废液中有竞争性的阴离子基团，保证树脂在运行时主要吸附溴离子，提高工作交换容量。再生剂A优选的是采用硫酸、也可以是盐酸、硝酸、苯甲酸钠、柠檬钠等可以将树脂上溴离子置换下来同时后续可以分离的有机物、无机物、酸、碱作为再生剂A。再生剂B优选的是水中含量大且与溴离子有竞争性的盐，当水中主要以碳酸氢钠为主时，再生剂B为碳酸氢钠。
进一步的，所述阴离子交换树脂再生时选用再生剂A及再生剂B,当树脂吸附溴离子饱和后先使用再生剂A将树脂上溴离子脱附下来，所产脱附液A进入氢溴酸提取系统，再使用再生剂B将树脂交换基团转换成待处理废液中有竞争性的阴离子基团，保证树脂在运行时主要吸附溴离子，提高工作交换容量。
有益效果：通过发明所提及的系统可以将水中溴分离出来，并制取出可供使用的氢溴酸、溴素、溴化钠。溴离子提取率为80％以上，系统所使用的再生剂B为废水中自带，降低了运行成本，并减少了其他离子的引进量。
进一步的，本系统同样适用于其他两种或两种以上同性离子的分离，如硫酸钠与溴化钠混合溶液、碳酸钠与溴化钠混合溶液、硝酸钠与溴化钠混合溶液等，操作原理相同，本领域技术人员根据本专利即可推导出使用方法。
附图说明
图1为本发明实施例1所述的从含溴废水中提取氢溴酸的系统图。
图2为本发明实施例2所述的从含溴废水中提取氢溴酸的系统图。
图3为本发明实施例3所述的从含溴废水中提取氢溴酸的系统图。
图中，1、进水，2、预处理系统，3、溴离子提取装置，4、再生剂提取系统，5、氢溴酸提取系统，6、过滤器，7、纳滤装置Ⅰ，8、电渗析装置Ⅰ，9、结晶装置，10、离心机，11、膜蒸馏装置，12、蒸馏装置，13、纯化装置，14、中和装置，15、纳滤装置II，16、电渗析装置II，17、酸化装置，18、再生剂A，19、再生剂B，20、氢溴酸，21、蒸馏水，22、排水。
具体实施方式
下述非限定性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
图1为本发明的系统流程图，一种从含溴废水中提取氢溴酸的系统，包括进水1、预处理系统2、溴离子提取装置3、再生剂提取系统4、氢溴酸提取系统5。
进水1连通至预处理系统2进水口，预处理系统2出水口连通至溴离子提取装置3进水口，溴离子提取装置3脱溴出水口连通至再生剂提取系统4进水口，再生剂提取系统4出水口出水排放，同时从再生剂提取系统提取出再生剂B。溴离子提取装置3脱附液出水口连通至氢溴酸提取系统5进水口，氢溴酸提取装置5出水分别有三个，分别是蒸馏水、氢溴酸、再生剂A或再生剂A的阴离子盐。
其具体实施方式为：进水1首先进入预处理系统2去除水中悬浮物，或影响后续处理系统的物质(包括选择顺序在溴离子之前的阴离子，或者水中铜、铁、铬等金属离子含量较高，金属离子会使树脂中毒导致活性下降)，保证后续系统稳定运行。预处理系统2出水进入溴离子提取装置3。当溴离子提取装置3采用的是大孔强碱性阴离子交换树脂时。溴离子提取装置3将水中溴离子吸附到溴离子提取装置3上。溴离子提取装置3吸附饱和后使用再生剂A进行脱附，将溴离子提取装置3上吸附的溴离子脱附下来。当再生剂A选用硫酸时，脱附下来的脱附液A由硫酸和氢溴酸组成。脱附液A经过氢溴酸提取系统，将硫酸和氢溴酸分离，最终得到产品氢溴酸可在生产中回用，硫酸做再生剂A回用。溴离子提取装置3出水进入再生剂提取系统4，在水中提取出再生剂B，用于树脂转型。再生剂提取系统4产水排入污水厂。当废水以碳酸氢钠为主时，再生剂提取系统所提取出的再生剂B为碳酸氢钠。
溴离子提取装置3经再生剂A将装置上吸附的溴离子脱附下来后，装置为硫酸型，再用从废水中提取出来的再生剂B碳酸氢钠将其转化碳酸氢型。这样在溴离子提取装置3进入工作状态时会选择性吸附溴离子，而不再吸附水中碳酸氢根。
实施例2
根据图2，详细说明下本发明的其中一种实施方式。本实施例以PTA生产过程中产生的气相含溴废水为例进行说明，其他种类含溴废水处理原理相同。同专业、同领域的技术人员均可根据此说明的原理，仅需要考虑再生剂A、再生剂B的选型及对废水进行相关预处理即可实现溴离子的提取及氢溴酸、溴素、溴化钠的制取。
进水为PTA生产中产生的气相含溴废水(PTA氧化尾气碱液吸收废水)为例，其进水的主要组成为：碳酸氢钠15g/L、碳酸钠3.5g/L、溴化钠1.5g/L，甲酸钠0.6g/L，乙酸钠0.3g/L。原水中碳酸氢钠占比最高，达到71.8％，因此溴离子提取装置3采用碳酸氢型大孔强碱性阴离子交换树脂。再生剂B为碳酸氢钠，再生剂A为硫酸。
预处理系统2选用的是过滤器6；
溴离子提取装置3采用的是碳酸氢型大孔强碱性阴离子交换树脂(如D201)；
再生剂提取系统4，包括纳滤装置Ⅰ7、电渗析装置Ⅰ8、结晶装置9、离心机10；
氢溴酸提取系统5，包括膜蒸馏装置11、蒸馏装置12、纯化装置13。
其具实施方式为，进水1连通至过滤器6的进水口，经过滤器6将水中悬浮物去除，过滤器6出水口连通至溴离子提取装置3进水口，通过碳酸氢型大孔强碱性阴离子交换树脂选择性将水中溴离子吸附到树脂上。溴离子提取装置3脱溴出水口连通至纳滤装置Ⅰ7进水口，通过纳滤装置Ⅰ将水中甲酸、乙酸等有机物以及钙、镁、铜、铁等二价及以上离子去除。纳滤装置Ⅰ7出水连通至电渗析装置Ⅰ8进水口，经过电渗析装置Ⅰ8将水浓缩，电渗析产水排入污水厂。电渗析装置Ⅰ8浓水出水口连通至结晶装置9，通过低温(60℃)结晶提取出固体碳酸氢钠。提取出的碳酸氢钠固体进入离心机10，将多余水分排出。得到的碳酸氢钠固体做再生剂B使用。
当溴离子提取装置3吸附饱和后，先使用再生剂A硫酸对溴离子提取装置3进行脱附，脱附液A为硫酸和氢溴酸的混合物。脱附液A进入膜蒸馏装置11进行浓缩。膜蒸馏装置11产生的浓缩液进入蒸馏装置12精馏，得到氢溴酸、蒸馏水、浓硫酸。膜蒸馏装置11浓缩过程和蒸馏装置12蒸馏产生的蒸馏水至进水1或配制再生剂使用或直接排放。蒸馏装置12蒸馏得到的浓硫酸用于再生剂A的配制。得到的氢溴酸进入纯化装置13将蒸馏产生的少量溴素吸附后可作为产品或在生产中回用。纯化装置13选用溴型强碱性阴离子交换树脂(如D201)。
当溴离子提取装置3经过再生剂A再生后再使用再生剂B使树脂转型成碳酸氢型，同时产生的脱附液B含硫酸根但是不含有机物可以直接排放，或进入污水厂的好氧段处理后排放。
实施例3
根据图3，详细说明下本发明的另一种实施方式。进水为PTA生产中产生的气相含溴废水为例，其进水的主要组成为：碳酸氢钠15g/L、碳酸钠3.5g/L、溴化钠1.5g/L，甲酸钠0.6g/L，乙酸钠0.3g/L。原水中碳酸氢钠占比最高，达到71.8％，溴离子提取装置3采用碳酸氢型大孔强碱性阴离子交换树脂。再生剂B为碳酸氢钠，再生剂A为硫酸。
预处理系统2选用的是过滤器6；
溴离子提取装置3采用的是碳酸氢型大孔强碱性阴离子交换树脂；
再生剂提取系统4，包括纳滤装置Ⅰ7、电渗析装置Ⅰ8、结晶装置9、离心机10；
氢溴酸提取系统5，包括中和装置14、纳滤装置II 15、电渗析装置II 16、酸化装置17、蒸馏装置12、纯化装置13；
酸化装置采用强酸性阳离子交换树脂(如001×7)。
其具实施方式为，进水1连通至过滤器6的进水口，经过滤器6将水中悬浮物去除，过滤器6出水口连通至溴离子提取装置3进水口，通过碳酸氢型大孔强碱性阴离子交换树脂选择性将水中溴离子吸附到树脂上。溴离子提取装置3脱溴出水口连通至纳滤装置Ⅰ7进水口，通过纳滤装置Ⅰ将水中甲酸、乙酸等有机物以及钙、镁、铜、铁等二价及以上离子去除。纳滤装置Ⅰ7出水连通至电渗析装置Ⅰ8进水口，经过电渗析装置Ⅰ8将水浓缩，电渗析产水排入污水厂。电渗析装置Ⅰ8浓水出水口连通至结晶装置9，通过低温(60℃)结晶提取出固体碳酸氢钠。提取出的碳酸氢钠固体进入离心机10，将多余水分排出。得到的碳酸氢钠固体做再生剂B使用。
当溴离子提取装置3吸附饱和后，先使用再生剂A硫酸对溴离子提取装置3进行脱附，脱附液A为硫酸和氢溴酸的混合物。脱附液A进入中和装置14，加入再生剂回收系统4提取出的碳酸氢钠中和，中和后为硫酸钠和溴化钠混合液。中和后的产水进入纳滤装置II15，纳滤装置II 15将水中硫酸钠和溴化分离，分离得到的溴化钠溶液进入电渗析装置II16浓缩，得到浓度较高的溴化钠溶液。纳滤装置II 15分离出的硫酸钠溶液可直接排放或进入污水厂好氧段处理。电渗析装置II 16产水用于系统中回用，当硫酸根浓度较大(大于80g/L)达到纳滤工作上限时稀释纳滤进水用，多余电渗析装置II 16产水排入污水厂。电渗析装置II 16浓水进入酸化装置17，将水中钠离子转换成氢离子。经过酸化装置17产生的氢溴酸溶液进入蒸馏装置12中蒸馏，根据氢溴酸沸点蒸馏出符合生产需要的氢溴酸溶液(128℃以上流出液为48％氢溴酸)。得到的氢溴酸进入纯化装置13将蒸馏产生的少量溴素吸附后可作为产品或在生产中回用。纯化装置13选用溴型强碱性阴离子交换树脂。蒸馏剩余的少量底液返回系统最前端(进水1)或返回至脱附液A中循环处理。
Claims (10)
1.一种从含溴废水中提取氢溴酸的系统，其特征在于，所述含溴废水依次与预处理系统(2)、溴离子提取装置(3)、氢溴酸提取系统(5)连接；
所述预处理系统(2)包括过滤器；
所述溴离子提取装置(3)包括阴离子交换树脂；所述阴离子交换树脂交换基团为处理废水中含量大且与溴离子有竞争性的阴离子，用于选择性吸附水中溴离子；
所述氢溴酸提取系统包括溴分离装置和提纯装置。
2.根据权利要求1所述一种从含溴废水中提取氢溴酸的系统，其特征在于，所述溴离子提取装置(3)还与再生剂提取系统(4)连接；所述再生剂提取系统(4)包括有机物去除装置、二价阳离子去除装置和浓缩装置。
3.根据权利要求1所述一种从含溴废水中提取氢溴酸的系统，其特征在于，所述过滤器包括砂滤、精密过滤器、袋式过滤器、超滤或微滤；所述阴离子交换树脂包括强碱型、弱碱型、大孔型或凝胶型树脂。
4.根据权利要求2所述一种从含溴废水中提取氢溴酸的系统，其特征在于，所述有机物去除装置包括纳滤装置、微滤装置、电氧化装置、生化装置或活性炭装置；所述二价阳离子去除装置包括纳滤装置或离子交换树脂；所述浓缩装置包括电渗析装置、反渗透装置或蒸发装置。
5.根据权利要求2所述一种从含溴废水中提取氢溴酸的系统，其特征在于，所述浓缩装置后依次连接结晶装置和固液分离装置；所述结晶装置包括冷冻结晶装置或蒸发结晶装置；所述固液分离装置包括离心机或压滤机。
6.根据权利要求1所述一种从含溴废水中提取氢溴酸的系统，其特征在于，所述溴分离装置包括浓缩装置和蒸馏装置的组合、膜分离装置或者中和装置和分离装置的组合；所述分离装置包括纳滤装置或离子交换树脂；所述提纯装置包括蒸馏装置或蒸馏装置与纯化装置的组合或蒸发装置与纯化装置的组合。
7.根据权利要求6所述一种从含溴废水中提取氢溴酸的系统，其特征在于，所述溴分离装置为中和装置和分离装置的组合时，分离装置后连接浓缩装置和/或酸化装置，再与提纯装置连接；所述浓缩装置包括电渗析装置、反渗透装置、蒸发器、膜蒸馏装置、静电吸附装置；所述酸化装置包括氢型阳离子交换树脂或双极膜；所述纯化装置包括离子交换树脂、活性炭、萃取装置；所述中和装置选用的中和剂为碱性化合物，包括氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠。
8.根据权利要求1所述一种从含溴废水中提取氢溴酸的系统，其特征在于，所述溴分离装置替换为氧化装置，所述氧化装置中添加氧化剂，所述氧化剂包括氯气、双氧水或浓硫酸；通过所述氧化装置经提纯装置提纯得到溴素。
9.一种从含溴废水中提取氢溴酸的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)含溴废水经预处理系统(2)去除水中悬浮物；
2)进入溴离子提取装置(3)中，在阴离子交换树脂的作用下，选择性地将水中溴离子吸附到树脂上，溴离子提取装置(3)的脱溴出水进入再生剂提取系统(4)，在再生剂提取系统(4)中，经过有机物去除、二价阳离子去除、浓缩或者经过有机物去除、二价阳离子去除、浓缩、结晶、固液分离后，获得再生剂B；
3)当溴离子提取装置(3)吸附饱和后，向溴离子提取装置(3)中加入再生剂A对溴离子进行脱附，形成包含再生剂A和溴离子的脱附液，脱附液通过溴分离装置将再生剂A和溴离子分离，分离出的溴离子进入提纯装置进行提纯；再生剂A循环利用；
或者，包含再生剂A和溴离子的脱附液进入氧化装置，经氧化剂氧化后，进入提纯装置提纯得到溴素；
4)步骤3)脱附完成后，向溴离子提取装置(3)中加入步骤2)所得再生剂B，将阴离子交换树脂交换基团转换成待处理废液中与溴离子有竞争性的阴离子交换基团，用于循环处理含溴废水。
10.根据权利要求9所述的一种从含溴废水中提取氢溴酸的处理方法，其特征在于，所述再生剂B为水中含量大且与溴离子有竞争关系的阴离子盐，包括碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠或硫酸钠；所述再生剂A为可以将溴离子从树脂上脱附下来的且可以与溴离子分离的的化合物包括硫酸、盐酸、硝酸、苯甲酸钠或柠檬钠。
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2022
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2023
- 2023-03-15 CN CN202310249698.XA patent/CN117228636A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| CN117228636A (zh) | 2023-12-15 |
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