CN115872557A - 一种己内酰胺生产废水的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种己内酰胺生产废水的处理方法，该方法包括对己内酰胺废水依次进行浓缩、中和脱氨、焚烧和烟气回收；中和脱氨包括向浓缩后的己内酰胺废水中加入消石灰进行混合，发生中和反应得到混合液，混合液的上清液在脱氨塔内脱除生成氨气，氨气经过吸氨塔吸收生成氨水，所述混合液底部浊液从脱氨塔底部排出，经过沉淀、过滤生成石膏和滤液；焚烧包括将滤液经双流体废液喷枪雾化，接着喷入废液焚烧炉进行焚烧。本发明采用氢氧化钙工艺可以在预处理阶段将己内酰胺废液中的铵根和硫酸根去除，建设成本，降低了后端焚烧系统中的脱硫和脱硝设备投资费用和运行费用。与氢氧化钠工艺相比，药剂费较低，运费费用较低。

Description

一种己内酰胺生产废水的处理方法

技术领域

本发明属于废水处置技术领域，涉及一种己内酰胺生产废水的处理方法。

背景技术

己内酰胺是合成尼龙纤维和尼龙工程塑料的单体，在聚合材料领域应用广泛，但己内酖胺生产废水难以处理已是长期困扰行业生产的突出问题。己内酰胺生产废水中污染物包括环己酮、环己烷、环己醇、苯环己酮肟、有机酸、己内酰胺、氨氮等，其特点是有机物种类多、成分复杂、毒性大、COD值高。

目前，国内外对己内酰胺废水的处理方法主要有生化法、高温焚烧法、膜处理法等。

生化法多为厌氧-好氧微生物组成的污水处理系统，该方法对污水的水质具有一定的要求，例如COD＜6000mg/L等，此外，还存在废水的停留时间长，处理效率低的缺点，不利于高COD、排放量大的废水的处理。

膜处理法是将高效的膜分离技术与传统的低成本物化方法结合，对己内酰胺废水拟采用预处理和纳滤、反渗透两级膜过程的新工艺，代替了传统利用生化装罝处理己内酰胺废水的工艺。此法虽然能处理己内酰胺废水并具有较好的去除率，但由于己内酰胺废水所含杂质复杂，膜的清洗和维护成为主要问题。

高温焚烧法普遍存在系统易堵塞、无法长期稳定运行的问题。

发明内容

针对现有己内酰胺废水焚烧处置系统普遍存在易堵塞、无法长期稳定运行的问题，本发明提出一种己内酰胺生产废水的处理方法。

实现本发明的技术方案是：

一种己内酰胺生产废水的处理方法，该方法包括对己内酰胺废水依次进行浓缩、中和脱氨、焚烧和烟气回收；

所述中和脱氨包括向浓缩后的己内酰胺废水中加入消石灰进行混合，发生中和反应得到混合液，所述混合液的上清液在脱氨塔内脱除生成氨气，氨气经过吸氨塔吸收生成氨水，所述混合液底部浊液从脱氨塔底部排出，经过沉淀、过滤生成石膏和滤液；

所述焚烧包括将滤液经双流体废液喷枪雾化，接着喷入废液焚烧炉进行焚烧。

具体地，所述浓缩后的己内酰胺废水与消石灰粉的配比为25～45ml：1g。

具体地，所述浓缩后的己内酰胺废水和消石灰粉的比例为28.57mL：1g。

具体地，所述氨水的浓度为10～20wt％。

具体地，所述加热搅拌的加热温度为40～80℃，搅拌时的转速为100～200r/min。

具体地，所述石膏的含水量小于10wt％。

具体地，所述滤液的pH值为10～12。

具体地，所述己内酰胺废水浓缩时的浓缩比例为1:3。

具体地，所述焚烧温度为1100℃。

优选的，具体包括：

步骤1：浓缩：对己内酰胺废水进行浓缩，浓缩比例为1:4；

步骤2：中和脱氨：将浓缩后的己内酰胺废水和消石灰浆液进行混合，加热搅拌发生中和反应得到混合液，所述混合液的上清液在脱氨塔内脱除生成氨气，氨气经过吸氨塔吸收生成氨水，所述混合液底部浊液从脱氨塔底部排出，经过沉淀、过滤生成石膏和滤液；

所述浓缩后的己内酰胺废水和消石灰粉的配比为28.57mL：1g；

所述加热搅拌的加热温度为75℃，搅拌时的转速为100～200r/min；

所述氨水的浓度为15wt％；

所述石膏的含水量小于10wt％；

所述滤液的pH值为11；

步骤3：焚烧：将浓缩反应后的废液经双流体废液喷枪雾化，接着喷入废液焚烧炉进行焚烧；焚烧炉温度保持1100℃，且焚烧2s以上；

步骤4：烟气回收：对废液焚烧产生的烟气进行余热回收。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明采用氢氧化钙工艺可以在预处理阶段将己内酰胺废液中的铵根和硫酸根去除，降低了后端焚烧系统中的脱硫和脱硝设备投资费用和运行费用。。与氢氧化钠工艺相比，药剂费较低，运费费用较低。已内酰胺废水通过中和脱氨，废水中的硫酸根离子，以石膏形式分离出来，铵根离子以氨水形式分离出来，都可作为副产品；中和后的废水，经过浓缩，废水蒸发冷凝液可回收利用，浓缩后废液有机物含量高，可减少焚烧段的能耗；在焚烧过程中，废水中的有机物焚烧率可达99.9％以上，烟气可完全达标排放，并可副产蒸汽，系统不需设置碱洗脱酸系统，不会产生废水。经过预处理的废液含盐量小于1％，在整个焚烧过程和烟气处理过程中不会产生积盐、堵塞的现象，可实现长周期稳定运行。

附图标记

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明不限于并不局限于以下具体实施例，凡根据本发明的技术方案所做的等同变换，均属于本发明的保护范围。

在本发明中，所用试剂均市售可得。

本发明给出一种己内酰胺生产废水的处理方法，该方法包括对己内酰胺废水依次进行浓缩、中和脱氨、焚烧和烟气回收；

所述中和脱氨包括向浓缩后的己内酰胺废水中加入消石灰进行混合，发生中和反应得到混合液，所述混合液的上清液在脱氨塔内脱除生成氨气，氨气经过吸氨塔吸收生成氨水，所述混合液底部浊液从脱氨塔底部排出，经过沉淀、过滤生成石膏和滤液；

焚烧包括将滤液经双流体废液喷枪雾化，接着喷入废液焚烧炉进行焚烧。

本发明所用的实验仪器如下：

DioNEXICS-600离子色谱仪检测溶液中硫酸根和铵根浓度。

德国Bruker D8 Advance X射线衍射仪对沉淀物进行组分分析，采用Cu靶，具体扫描角度范围为5-90°，扫描速度为5°/min。

雷磁PHS-3E pH计测定溶液的pH。

DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器对溶液进行加热及搅拌。

DHG-9000电热恒温鼓风干燥箱来烘干沉淀物样品，干燥温度为90℃。

在本发明中，浓缩采用的是现有的多效蒸发装置进行。浓缩过程中产生的蒸发冷凝液经过收集至储存装置进行回收利用。

本发明中述浓缩后的己内酰胺废水与消石灰的配比为25～45ml：1g。消石灰在使用时，可配置成消石灰饱和浆液进行操作。

本发明方法中，将浓缩后的己内酰胺废水和消石灰浆液送入反应器进行混合，反应器包括市面常见的管式反应器和釜式反应器等。

本发明方案中的己内酰胺废水为含盐废水，该己内酰胺废水其盐分占比在5wt％以内，且主要盐分是硫酸铵和硫酸钠；同时，废水中含有占比在5wt％以内的有机相，有机相主要是己内酰胺及己内酰胺类似物，其余组分为水。

经测定，己内酰胺废水原液中硫酸根浓度约为1.928×10⁵mg/L，铵根浓度约为2.616×10⁵mg/L(表1)。

表1己内酰胺废水中的硫酸根和铵根离子浓度

实施例一：

本实施例给出己内酰胺生产废水的处理方法，浓缩后的己内酰胺废水与消石灰的配比为28.57mL：1g，具体实验时浓缩后的己内酰胺废水200mL，消石灰7g。包括：

步骤1：浓缩：对己内酰胺废水进行浓缩，浓缩比例为1:4；

步骤2：中和脱氨：将浓缩后的己内酰胺废水和消石灰浆液分别送入反应器进行混合，反应器设置有搅拌和加热装置，发生中和反应得到混合液，所述混合液的上清液在脱氨塔内脱除生成氨气，氨气经过吸氨塔吸收生成氨水，所述混合液底部浊液从脱氨塔底部排出，经过沉淀、过滤生成石膏和滤液；

所述加热搅拌的加热温度为75℃，搅拌时的转速为100～200r/min；

所述浓缩后的己内酰胺废水与消石灰的配比为28.57mL：1g。

所述氨水的浓度为15wt％；

所述石膏的含水量小于10wt％；

所述滤液的pH值为11；

步骤3：焚烧：将浓缩反应后的废液经双流体废液喷枪雾化，接着喷入废液焚烧炉进行焚烧；焚烧炉温度保持1100℃以上，且焚烧2s以上；

步骤4：烟气回收：对废液焚烧产生的烟气收集至储存装置进行余热回收。

实施例二：

本实施例与实施例一相比不同的是，所述加热搅拌的加热温度为75℃，浓缩后的己内酰胺废水和消石灰粉的配比为200mL：7g。

实施例三：

本实施例与实施例一相比不同的是，所述加热搅拌的加热温度为50℃，所述浓缩后的己内酰胺废水和消石灰粉的配比为200mL：7g。

实施例四：

本实施例与实施例一相比不同的是，所述加热搅拌的加热温度为50℃，所述浓缩后的己内酰胺废水和消石灰粉的配比为200mL：5g。

实施例五：

本实施例与实施例一相比不同的是，所述加热搅拌的加热温度为常温，所述浓缩后的己内酰胺废水和消石灰粉的配比为200mL：7g；

实施例六：

本实施例与实施例一相比不同的是，所述加热搅拌的加热温度为常温，浓缩后的己内酰胺废水和消石灰粉的配比为200mL：5g；

对比例1：

本对比例与实施例一相比不同的是，所述加热搅拌的加热温度为常温，浓缩后的己内酰胺废水和消石灰粉的配比为200mL：3g。

对比例2：

本对比例与实施例一相比不同的是，所述加热搅拌的加热温度为常温，浓缩后的己内酰胺废水和消石灰粉的配比为200mL：1g。

实施例和对比例的不同氢氧化钙加入量所对应的实验结果如表2所示：

表2不同氢氧化钙加入量所对应的实验结果

由上述结果可看出：在200mL己内酰胺废水中分别加入氢氧化钙1g、3g和5g，反应时间为30min，反应结束后，将悬浊液抽滤，并将沉淀物进行干燥处理及后续分析。表2表明随着氢氧化钙加入及加入量的增大，滤液中残留硫酸根含量与铵根含量显著降低，由19284.5mg/L降低为3545.9mg/L。并且在75℃时反应后的硫酸根含量降低至2503.6mg/L，铵根浓度降低至3638.5mg/L。并且可以看到在75℃时沉淀中硫酸钙的含量大于90％。

实验证明加入氢氧化钙，可以将己内酰胺生产废水中的硫酸根和铵根含量降低87％和86％，沉淀中硫酸钙含量为90％以上，可以进行硫酸钙回收。

根据以上实验，在实际工艺操作中反应器需要搅拌、伴热。搅拌速率为100r/min-200r/min。伴热温度为40摄氏度以上。反应完成时的PH值为11左右。

通过显微镜观察沉淀物的形貌反应后的沉淀物为大量松散的淡黄色固体，微小聚集态的尺寸大小大概在0.2mm到0.5mm之间。

本发明采用氢氧化钙工艺可以在预处理阶段将己内酰胺废液中的铵根和硫酸根去除，减轻了后端焚烧系统中的脱硫和脱销设备，降低了设备投资费用和运行费用。与氢氧化钠工艺相比，药剂费较低，运费费用较低。

为了使本技术领域的人员更清楚的理解本发明中的技术方案，上面给出的实例是对本发明做出的详细阐述。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分，不能理解为对本发明保护范围的限制。本领域的技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种己内酰胺生产废水的处理方法，其特征在于，该方法包括对己内酰胺废水依次进行浓缩、中和脱氨、焚烧和烟气回收；

所述中和脱氨包括向浓缩后的己内酰胺废水中加入消石灰进行混合，发生中和反应得到混合液，所述混合液的上清液在脱氨塔内脱除生成氨气，氨气经过吸氨塔吸收生成氨水，所述混合液底部浊液从脱氨塔底部排出，经过沉淀、过滤生成石膏和滤液；

所述焚烧包括将滤液经双流体废液喷枪雾化，接着喷入废液焚烧炉进行焚烧。

2.根据权利要求1所述的己内酰胺生产废水的处理方法，其特征在于，所述浓缩后的己内酰胺废水与消石灰粉的配比为25～45ml：1g。

3.根据权利要求1所述的耐水耐酸腐蚀固体推进剂，其特征在于，所述浓缩后的己内酰胺废水和消石灰粉的比例为28.57mL：1g。

4.根据权利要求1所述的己内酰胺生产废水的处理方法，其特征在于，所述氨水的浓度为10～20wt％。

5.根据权利要求1所述的己内酰胺生产废水的处理方法，其特征在于，所述加热搅拌的加热温度为40～80℃，搅拌时的转速为100～200r/min。

6.根据权利要求1所述的己内酰胺生产废水的处理方法，其特征在于，所述石膏的含水量小于10wt％。

7.根据权利要求1所述的己内酰胺生产废水的处理方法，其特征在于，所述滤液的pH值为10～12。

8.根据权利要求1所述的己内酰胺生产废水的处理方法，其特征在于，所述己内酰胺废水浓缩时的浓缩比例为1:3。

9.根据权利要求1所述的己内酰胺生产废水的处理方法，其特征在于，所述焚烧温度为1100℃。

10.根据权利要求1所述的己内酰胺生产废水的处理方法，其特征在于，具体包括：

步骤1：浓缩：对己内酰胺废水进行浓缩，浓缩比例为1:3；

步骤2：中和脱氨：将浓缩后的己内酰胺废水和消石灰浆液进行混合，加热搅拌发生中和反应得到混合液，所述混合液的上清液在脱氨塔内脱除生成氨气，氨气经过吸氨塔吸收生成氨水，所述混合液底部浊液从脱氨塔底部排出，经过沉淀、过滤生成石膏和滤液；

所述浓缩后的己内酰胺废水和消石灰粉的配比为28.57mL：1g；

所述加热搅拌的加热温度为75℃，搅拌时的转速为100～200r/min；

所述氨水的浓度为15wt％；

所述石膏的含水量小于10wt％；

所述滤液的pH值为11；

步骤3：焚烧：将浓缩反应后的废液经双流体废液喷枪雾化，接着喷入废液焚烧炉进行焚烧；焚烧炉温度保持1100℃，且焚烧2s以上；

步骤4：烟气回收：对废液焚烧产生的烟气进行余热回收。

Images