專利名稱：H酸生產(chǎn)廢水的凈化和資源回收利用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種H酸生產(chǎn)過程中所排放的廢水凈化和廢水中有用資源的回收利用方法。具體地說，就是一種從H酸生產(chǎn)廢水中分離回用硫酸鈉飽和溶液，同時從廢水中回收有用資源H酸和T酸的方法。
背景技術(shù)：
H酸即1-氨基-8-萘酚-3，6-二磺酸(化學(xué)結(jié)構(gòu)式為 是重要的萘系染料中間體，它主要用于生產(chǎn)直接、酸性、活性染料和偶氮染料中間體，如酸性天蘭、直接黑活性艷紅K-2BP等90余種，也可用于制藥工業(yè)。目前，國內(nèi)H酸的生產(chǎn)工藝一般是以精萘為原料，經(jīng)磺化、硝化、中和、還原、堿熔和酸析等工序制得。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了CODCr高達(dá)20000～30000mg/L的廢水，廢水中含飽和濃度的硫酸鈉，其中有機(jī)成分主要為產(chǎn)品H酸和中間體T酸。由于H酸和T酸難以生物降解、水溶性又很大以及廢水中硫酸鈉含量很高，因而H酸生產(chǎn)廢水經(jīng)濟(jì)有效的治理一直是國內(nèi)外環(huán)保界公認(rèn)的難題。目前國內(nèi)外H酸生產(chǎn)企業(yè)主要采用稀釋一生化處理該廢水，此時水體中的H酸和T酸在處理過程中被破壞成小分子物質(zhì)而造成資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種H酸生產(chǎn)廢水的凈化和資源回收利用的方法，該方法可使廢水經(jīng)樹脂吸附分離后，在回用硫酸鈉飽和溶液的同時，回收其中的T酸、H酸，實現(xiàn)廢水治理與資源回收利用的有機(jī)結(jié)合。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種H酸生產(chǎn)廢水的凈化和資源回收利用的方法，其特征在于它包括以下步驟A)將H酸生產(chǎn)廢水過濾，去除其中的懸浮物；本發(fā)明中的原廢水是略呈渾濁狀的硫酸鈉飽和溶液，其中，H酸濃度為2000～4000mg/L，T酸濃度為14000～17000mg/L，CODCr為20000～30000mg/L。
B)將步驟A)得到的濾液通過裝填有大孔樹脂的吸附塔，使廢水中的H酸和T酸被選擇性地吸附在樹脂上，吸附出水為無色透明的硫酸鈉飽和溶液；本發(fā)明可以在5～45℃將步驟A)得到的濾液以0.5～3BV/h(BV為樹脂床層體積)的流量通過裝填有大孔樹脂的吸附塔。所述樹脂是以聚苯乙烯為基本骨架的大孔樹脂，它可以是ND-910絡(luò)合吸附樹脂、NDA-99和NDA-88復(fù)合功能樹脂(江蘇南大戈德環(huán)保科技有限公司生產(chǎn))及D301樹脂(河北廊坊電力樹脂廠等生產(chǎn))，也可以是美國RohmHaas公司生產(chǎn)的Amberlite IRA96、IRA93等大孔樹脂，其中優(yōu)選的是ND-910絡(luò)合吸附樹脂。本發(fā)明中無色透明的硫酸鈉飽和溶液可以回用于原生產(chǎn)工藝的T酸、H酸濾餅沖洗工序。
C)當(dāng)吸附達(dá)到泄漏點(diǎn)時停止吸附，用氫氧化鈉水溶液作為脫附劑，進(jìn)行脫附再生，得到高濃度H酸、T酸的鈉鹽溶液；本發(fā)明的氫氧化鈉濃度可為2％～10％，在30～55℃以0.5～2BV/h的流量進(jìn)行脫附再生。一方面為保證脫附再生的質(zhì)量，另一方面為節(jié)約成本，本發(fā)明是在吸附樹脂處理了5～10BV/批次的廢水后進(jìn)行樹脂脫附再生。
D)將由步驟C)脫附下來的高濃度H酸、T酸的鈉鹽溶液返回原生產(chǎn)工藝的堿熔工序，低濃度脫附液用于配制氫氧化鈉水溶液套用于下一批脫附操作。
本發(fā)明在步驟B)中所述吸附塔可采用雙塔串聯(lián)吸附、單塔脫附的運(yùn)行方式；設(shè)置I、II、III三個吸附塔，先將I、II塔串聯(lián)順流吸附，I塔作為首柱，II塔作為尾柱，當(dāng)I塔吸附飽和后，切換成II、III塔串聯(lián)順流吸附，II塔作為首柱，III塔作為尾柱，同時I塔用脫附劑進(jìn)行脫附再生。
按照本發(fā)明提供的方法，原廢水(略渾濁，H酸濃度為2000～4000mg/L，T酸濃度為14000～17000mg/L，CODCr為20000～30000mg/L的硫酸鈉飽和溶液)經(jīng)樹脂吸附分離后，出水為無色透明的硫酸鈉飽和溶液，H酸濃度＜20mg/L，T酸濃度＜30mg/L，CODCr＜650mg/L，可回用于原生產(chǎn)工藝的T酸、H酸濾餅沖洗工序；同時可從每立方米廢水中回收H酸約2公斤，T酸約10公斤。本發(fā)明在治理廢水的同時實現(xiàn)了污染物的分離和回收利用。
本發(fā)明中的樹脂吸附操作可以采用雙塔串聯(lián)吸附、單塔脫附的運(yùn)行方式，以保證整個廢水治理裝置連續(xù)運(yùn)行。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于1、H酸生產(chǎn)廢水經(jīng)吸附分離后出水為無色透明的硫酸鈉飽和溶液，H酸濃度＜20mg/L，T酸濃度＜30mg/L，CODCr＜650mg/L，可回用于原生產(chǎn)工藝的T酸、H酸濾餅沖洗工序；2、可分離回收原廢水中絕大部分H酸和T酸，實現(xiàn)資源回收再利用；3、吸附樹脂再生性能良好，可重復(fù)使用。
具體實施例方式
以下通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述
實施例1將10mL(約6.8克)大孔絡(luò)合吸附樹脂NDA-910裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ12×160mm)。廢水CODCr為23000mg/L，過濾后，將其于15±5℃，以10mL/h的流量通過樹脂床層，處理量為70mL/批。經(jīng)樹脂吸附后，出水無色透明，H酸濃度為14mg/L，T酸濃度為25mg/L，CODCr為550mg/L。
將20mL4％氫氧化鈉水溶液在45±5℃的溫度下，以5mL/h的流量順流通過樹脂床層進(jìn)行脫附。脫附下來的高濃度H酸、T酸的鈉鹽溶液可回原生產(chǎn)工藝的堿熔工序。低濃度脫附液用于配制下一批次脫附所用的氫氧化鈉水溶液。
實施例2將100mL(約68克)NDA-910樹脂裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ32×260mm)。廢水CODCr為22000mg/L，過濾后，將其于40±5℃，以150mL/h的流量通過樹脂床層，處理量為700mL/批。經(jīng)樹脂吸附后，出水無色透明，H酸濃度為15mg/L，T酸濃度為23mg/L，CODCr為500mg/L。
將100mL10％氫氧化鈉水溶液在35±5℃的溫度下，以50mL/h的流量順流通過樹脂床層進(jìn)行脫附。脫附下來的高濃度H酸、T酸的鈉鹽溶液可回原生產(chǎn)工藝的堿熔工序。低濃度脫附液用于配制下一批次脫附所用的氫氧化鈉水溶液。
實施例3將1000mL(約680克)ND-910樹脂裝入帶夾套的玻璃吸附柱中(Φ70×500mm)。廢水CODcr為24000mg/L，過濾后，將其于15±5℃，以2500mL/h的流量通過樹脂床層，處理量為6000mL/批。經(jīng)樹脂吸附后，出水無色透明，H酸濃度為18mg/L，T酸濃度為27mg/L，CODCr為620mg/L。
將1500mL6％氫氧化鈉水溶液在40±5℃的溫度下，以1000mL/h的流量順流通過樹脂床層進(jìn)行脫附。脫附下來的高濃度H酸、T酸的鈉鹽溶液可回原生產(chǎn)工藝的堿熔工序。低濃度脫附液用于配制下一批次脫附所用的氫氧化鈉水溶液。
實施例4選用三只規(guī)格相同、材質(zhì)為316L不銹鋼吸附塔(Φ550×3500mm)，編上號分別為I、II和III，每塔裝填NDA-910吸附樹脂340公斤(約0.5m3)。廢水CODCr為24000mg/L，過濾后，將其于20±5℃，以0.5m3/h的流量用泵打入吸附塔，吸附采用I、II塔雙塔串聯(lián)順流吸附的方式，處理量為3.5m3/批。經(jīng)樹脂吸附后，出水無色透明，H酸濃度為15mg/L，T酸濃度為25mg/L，CODCr為550mg/L。
將吸附過3.5m3廢水的首柱I號吸附塔脫離吸附體系進(jìn)行脫附操作；而下一批次吸附操作改為II、III號塔串聯(lián)運(yùn)行，II號塔成為首柱。
先將I號吸附塔內(nèi)殘液排盡，再將0.75m38％氫氧化鈉水溶液在35±5℃的溫度下，以0.25m3/h的流量順流通過樹脂床層進(jìn)行脫附。脫附下來的高濃度脫附液回用于原生產(chǎn)工藝的堿熔工序。低濃度脫附液用于配制氫氧化鈉水溶液套用于下一批脫附操作。
脫附結(jié)束后的I號吸附塔將作為第三批吸附操作的尾柱。通過本發(fā)明可以保證整個廢水治理裝置連續(xù)運(yùn)行。
實施例5將實施例1中的NDA-910樹脂改為NDA-99、NDA-88、NDA-100和D301等國產(chǎn)樹脂，或美國AmberliteIRA93、IRA96等大孔弱堿樹脂，其他操作條件保持不變，除每批處理體積和吸附出水水質(zhì)有所降低外，其他效果基本類同。
權(quán)利要求
1.一種H酸生產(chǎn)廢水的凈化和資源回收利用的方法，其特征在于它包括以下步驟A)將H酸生產(chǎn)廢水過濾，去除其中的懸浮物；B)將步驟A)得到的濾液通過裝填有大孔樹脂的吸附塔，使廢水中的H酸和T酸被選擇性地吸附在樹脂上，吸附出水為無色透明的硫酸鈉飽和溶液；C)當(dāng)吸附達(dá)到泄漏點(diǎn)時停止吸附，用氫氧化鈉水溶液作為脫附劑，進(jìn)行脫附再生，得到高濃度H酸、T酸的鈉鹽溶液；D)將由步驟C)脫附下來的高濃度H酸、T酸的鈉鹽溶液返回原生產(chǎn)工藝的堿熔工序，低濃度脫附液用于配制氫氧化鈉水溶液套用于下一批脫附操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H酸生產(chǎn)廢水的凈化和資源回收利用的方法，其特征在于步驟B)中，在5～45℃將步驟A)得到的濾液以每小時0.5～3樹脂床層體積的流量通過裝填有大孔樹脂的吸附塔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H酸生產(chǎn)廢水的凈化和資源回收利用的方法，其特征在于步驟B)中所述樹脂是以聚苯乙烯為基本骨架的大孔樹脂，它可以是ND-910絡(luò)合吸附樹脂、NDA-99和NDA-88復(fù)合功能樹脂及D301樹脂，也可以是美國Rohm Haas公司生產(chǎn)的Amberlite IRA96、IRA93等大孔樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的H酸生產(chǎn)廢水的凈化和資源回收利用的方法，其特征在于所述樹脂是ND-910絡(luò)合吸附樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H酸生產(chǎn)廢水的凈化和資源回收利用的方法，其特征在于步驟B)中，所述硫酸鈉飽和溶液可以回用于原生產(chǎn)工藝的T酸、H酸濾餅沖洗工序。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H酸生產(chǎn)廢水的凈化和資源回收利用的方法，其特征在于步驟C)中，氫氧化鈉濃度為2％～10％，在30～55℃以每小時0.5～2樹脂床層體積的流量進(jìn)行脫附再生。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H酸生產(chǎn)廢水的凈化和資源回收利用的方法，其特征在于步驟C)中，吸附樹脂是在每批次處理了5～10樹脂床層體積的廢水后進(jìn)行樹脂脫附再生。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的H酸生產(chǎn)廢水的凈化和資源回收利用的方法，其特征在于步驟B)中所述吸附塔可采用雙塔串聯(lián)吸附、單塔脫附的運(yùn)行方式；設(shè)置I、II、III三個吸附塔，先將I、II塔串聯(lián)順流吸附，I塔作為首柱，II塔作為尾柱，當(dāng)I塔吸附飽和后，切換成II、III塔串聯(lián)順流吸附，II塔作為首柱，III塔作為尾柱，同時I塔用脫附劑進(jìn)行脫附再生。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種H酸生產(chǎn)廢水的凈化和資源回收利用的方法，它是將過濾后的H酸生產(chǎn)廢水通過裝有樹脂的吸附柱，使其中的H酸、T酸吸附在樹脂上，從而實現(xiàn)有機(jī)物和硫酸鈉飽和溶液的有效分離。吸附分離后的出水即為無色透明的飽和硫酸鈉溶液，該溶液可回用于原生產(chǎn)工藝的T酸、H酸濾餅沖洗工序；樹脂經(jīng)吸附操作后用氫氧化鈉水溶液進(jìn)行洗脫再生；脫附下來的高濃度H酸、T酸的鈉鹽溶液返回原生產(chǎn)工藝的堿熔工序，低濃度脫附液可用于配制氫氧化鈉水溶液套用于下一批脫附操作。本發(fā)明從H酸生產(chǎn)廢水中分離回用硫酸鈉飽和溶液，同時回收H酸、T酸，實現(xiàn)了廢水的治理回用與廢物資源化的統(tǒng)一，在H酸生產(chǎn)過程中具有極大的實用價值和經(jīng)濟(jì)價值。
文檔編號C02F1/28GK1693219SQ20051003769
公開日2005年11月9日 申請日期2005年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月13日
發(fā)明者陳金龍, 張煒銘, 張波, 張全興, 魯俊東, 潘丙才, 李愛民, 費(fèi)正皓 申請人:南京大學(xué), 江蘇南大戈德環(huán)?？萍加邢薰?