申請(qǐng)日2014.10.20

　　公開(公告)日2015.04.01

　　IPC分類號(hào)C02F9/08

　　摘要

　　本實(shí)用新型涉及一種苯胺黑生產(chǎn)高濃度含鹽廢水處理系統(tǒng)，包括廢水貯槽、一體式堿沉淀分離裝置、三級(jí)萃取裝置、pH值調(diào)整裝置、過濾裝置、鹽水箱、雙極膜裝置、循環(huán)冷卻水換熱裝置、酸箱、堿箱，所述廢水貯槽、一體式堿沉淀分離裝置、三級(jí)萃取裝置、pH值調(diào)整裝置、過濾裝置、鹽水箱、雙極膜裝置之間通過提升泵、增壓泵或鹽水循環(huán)泵以及管道依次連接，所述雙極膜裝置與循環(huán)冷卻水換熱裝置之間通過泵和循環(huán)管道連接。本實(shí)用新型無二次污染、無固廢產(chǎn)生、脫除的鹽能直接轉(zhuǎn)化為一定濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液，回用至前端的一體式堿沉淀分離裝置或生產(chǎn)裝置，具有脫鹽效果好、節(jié)約資源與能源、工藝簡單、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

　　權(quán)利要求書

　　1. 一種苯胺黑生產(chǎn)高濃度含鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：包括廢水貯槽、一體式堿沉淀分離裝置、三級(jí)萃取裝置、pH值調(diào)整裝置、過濾裝置、鹽水箱、雙極膜裝置、循環(huán)冷卻水換熱裝置、酸箱、堿箱，所述廢水貯槽、一體式堿沉淀分離裝置、三級(jí)萃取裝置、pH值調(diào)整裝置、過濾裝置、鹽水箱、雙極膜裝置通過提升泵、增壓泵或鹽水循環(huán)泵以及連通管道依次連接，所述雙極膜裝置與循環(huán)冷卻水換熱裝置之間通過泵和循環(huán)管道連接，所述酸箱通過酸循環(huán)泵和管道與所述雙極膜裝置連通，所述堿箱通過堿循環(huán)泵和管道與所述雙極膜裝置連通。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯胺黑生產(chǎn)高濃度含鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述雙極膜裝置包括陰極、陰極室、酸室、鹽室、堿室、陽極室、陽極，各室間通過陰、陽離子交換膜或雙極膜分隔排列組成，其排列方式為陽離子交換膜-雙極膜-陰離子交換膜。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的苯胺黑生產(chǎn)高濃度含鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述酸箱通過酸循環(huán)泵和管道與所述雙極膜裝置的酸室連通，所述堿箱通過堿循環(huán)泵和管道與所述雙極膜裝置的堿室連通。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的苯胺黑生產(chǎn)高濃度含鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述陰、陽離子交換膜間均設(shè)有帶流道的彈性隔板，陽極為鈦涂釕電極，陰極為不銹鋼電極。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯胺黑生產(chǎn)高濃度含鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述過濾裝置為精度在0.45~1.0μm的濾芯過濾裝置。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯胺黑生產(chǎn)高濃度含鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述酸循環(huán)泵、堿循環(huán)泵、鹽水循環(huán)泵均設(shè)有側(cè)線出流口。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的苯胺黑生產(chǎn)高濃度含鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述一體式堿沉淀分離裝置設(shè)有酸進(jìn)口、堿進(jìn)口與三氯化鐵出口，所述酸進(jìn)口通過管道與所述酸循環(huán)泵側(cè)線出流口連接，所述堿進(jìn)口通過管道與所述堿循環(huán)泵側(cè)線出流口連接。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯胺黑生產(chǎn)高濃度含鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述三級(jí)萃取裝置設(shè)有硝基苯進(jìn)口與苯胺、硝基苯混合液出口、所述pH值調(diào)整裝置設(shè)有鹽酸進(jìn)口。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯胺黑生產(chǎn)高濃度含鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述鹽水循環(huán)泵出口端設(shè)有快裝式濾芯過濾器。

　　說明書

　　一種苯胺黑生產(chǎn)高濃度含鹽廢水處理系統(tǒng)

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本實(shí)用新型涉及化工廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種苯胺黑生產(chǎn)高濃度含鹽廢水(苯胺黑母液)處理系統(tǒng)。

　　背景技術(shù)

　　苯胺黑是一種不溶于普通溶劑的黑色染料。目前多數(shù)都是制成商品苯胺黑，作為有機(jī)顏料出售，其商品有油溶苯胺黑(簡稱油溶黑)、醇溶苯胺黑(簡稱醇溶黑)等。苯胺黑著色力強(qiáng)，分散能低，吸光性能非常強(qiáng)，顏色穩(wěn)固性能十分好。由于在涂料中粘結(jié)性強(qiáng)，該顏料還能產(chǎn)生消光效果(具柔和的外觀)。

　　苯胺黑適用于丙烯酸樹脂、不飽和聚酯樹脂、纖維素樹脂、酚醛樹脂、聚酯醇酸樹脂、聚苯乙烯(軟硬)、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、皮革、皮毛的非水性著色、涂飾性著色、油墨著色，也可用于靜電墨粉電荷調(diào)節(jié)劑、文化用品著色，具有非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　苯胺黑的合成過程為：在苯胺鹽酸鹽存在下，以三氯化鐵為催化劑將苯胺與硝基苯反應(yīng)，再經(jīng)酸化、過濾、水洗和干燥、粉碎，獲得醇溶性苯胺黑，再經(jīng)過皂化、過濾、水洗和干燥、粉碎為油溶性苯胺黑。如經(jīng)磺化、離析、水洗、中和與干燥，就是酸性粒子元青。

　　在獲得醇溶性苯胺黑，既生產(chǎn)苯胺黑粗品工段過程中，分層后排放的母液廢水中含有大量未反應(yīng)的苯胺和三氯化鐵催化劑，其主要組分為：水89.0%(W/W)、氯化鈉3.5~4.5%(W/W)、苯胺5.5~6.5%(W/W)、三氯化鐵1.0%(W/W)。此類廢水中含有大量氯化物、鐵離子及苯胺類物質(zhì)具有較高的回收價(jià)值，如果直接進(jìn)入生化處理系統(tǒng)，將導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。目前的處理系統(tǒng)為堿沉淀回收鐵離子，然后通過三效減壓蒸餾或MVR蒸餾的方式，將廢水中的水分和部分揮發(fā)性有機(jī)物以水蒸汽形式蒸餾出來回收苯胺，剩余濃液經(jīng)結(jié)晶釜結(jié)晶分離出含有氯化鈉結(jié)晶的廢渣。這種蒸餾脫鹽系統(tǒng)運(yùn)行成本高、而且產(chǎn)生的廢渣由于含有部分難揮發(fā)有機(jī)物和合成反應(yīng)中間體，無法直接被利用，只有作為工業(yè)危險(xiǎn)廢物處理，極易造成二次污染。因此，開發(fā)出一種苯胺黑生產(chǎn)高濃度含鹽廢水處理系統(tǒng)也就成為研究熱點(diǎn)之一。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本實(shí)用新型的目的是提供一種苯胺黑生產(chǎn)高濃度含鹽廢水處理系統(tǒng)，無二次污染、無固廢產(chǎn)生、脫除的鹽能直接轉(zhuǎn)化為一定濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液，回用至前端處理裝置或生產(chǎn)裝置，具有脫鹽效果好、節(jié)約資源與能源、工藝簡單、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

　　為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

　　一種苯胺黑生產(chǎn)高濃度含鹽廢水處理系統(tǒng)，包括廢水貯槽、一體式堿沉淀分離裝置、三級(jí)萃取裝置、pH值調(diào)整裝置、過濾裝置、鹽水箱、雙極膜裝置、循環(huán)冷卻水換熱裝置、酸箱、堿箱，所述廢水貯槽、一體式堿沉淀分離裝置、三級(jí)萃取裝置、pH值調(diào)整裝置、過濾裝置、鹽水箱、雙極膜裝置通過提升泵、增壓泵或鹽水循環(huán)泵以及連通管道依次連接，所述雙極膜裝置與循環(huán)冷卻水換熱裝置之間通過泵和循環(huán)管道連接，所述酸箱通過酸循環(huán)泵和管道與所述雙極膜裝置連通，所述堿箱通過堿循環(huán)泵和管道與所述雙極膜裝置連通。

　　進(jìn)一步地，所述雙極膜裝置包括陰極、陰極室、酸室、鹽室、堿室、陽極室、陽極，各室間通過陰、陽離子交換膜或雙極膜分隔排列組成，其排列方式為陽離子交換膜-雙極膜-陰離子交換膜。

　　進(jìn)一步地，所述酸箱通過酸循環(huán)泵和管道與所述雙極膜裝置的酸室連通，所述堿箱通過堿循環(huán)泵和管道與所述雙極膜裝置的堿室連通。

　　進(jìn)一步地，所述陰、陽離子交換膜間均設(shè)有帶流道的彈性隔板，陽極為鈦涂釕電極，陰極為不銹鋼電極。

　　進(jìn)一步地，所述過濾裝置為精度在0.45~1.0μm的濾芯過濾裝置。

　　進(jìn)一步地，所述酸循環(huán)泵、堿循環(huán)泵、鹽水循環(huán)泵均設(shè)有側(cè)線出流口。

　　進(jìn)一步地，所述一體式堿沉淀分離裝置設(shè)有酸進(jìn)口、堿進(jìn)口與三氯化鐵出口，所述酸進(jìn)口通過管道與所述酸循環(huán)泵側(cè)線出流口連接，所述堿進(jìn)口通過管道與所述堿循環(huán)泵側(cè)線出流口連接。

　　進(jìn)一步地，所述三級(jí)萃取裝置設(shè)有硝基苯進(jìn)口與苯胺、硝基苯混合液出口、所述pH值調(diào)整裝置設(shè)有鹽酸進(jìn)口。

　　進(jìn)一步地，所述鹽水循環(huán)泵出口端設(shè)有快裝式濾芯過濾器，以過濾脫鹽過程中產(chǎn)生的懸浮膠體。

　　本實(shí)用新型的雙極膜裝置具體工作原理如下(見圖2)：

　　將過濾后廢水泵入雙極膜裝置的鹽室，同時(shí)在酸、堿室中泵入去離子水，極室加入一定濃度的堿液;將雙極膜裝置的陰、陽極分別與直流電源的負(fù)、正極連接，控制直流電場電流密度與極間電壓;酸、堿、鹽室溶液分別采用循環(huán)泵在相應(yīng)室內(nèi)循環(huán)，通過換熱裝置控制各室溶液溫度，控制系統(tǒng)中設(shè)置溫度傳感器，在超過設(shè)定溫度時(shí)，加大換熱器冷卻液流量，以防止過高溫度損壞膜組件。

　　廢水中的氯離子在電場作用下，選擇性透過陰離子交換膜到達(dá)酸室，與雙極膜產(chǎn)生的氫離子結(jié)合生成鹽酸;廢水中的鈉離子選擇性透過陽離子交換膜到達(dá)堿室，與雙極膜產(chǎn)生的氫氧根離子結(jié)合生成氫氧化鈉，從而實(shí)現(xiàn)將廢水中的氯化鈉分別轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的酸與堿，實(shí)現(xiàn)了脫鹽的目的。

　　雙極膜裝置中的酸室、堿室、鹽室中的溶液均采用循環(huán)泵單獨(dú)循環(huán)，泵出口側(cè)線出流成品，通過控制不同循環(huán)泵的側(cè)線出流量來分別控制脫鹽率、酸濃度、堿濃度。

　　本實(shí)用新型的積極效果在于：通過堿沉淀分離裝置、三級(jí)萃取裝置與雙極膜裝置的組合，改變了苯胺黑生產(chǎn)過程中高濃度含鹽廢水的傳統(tǒng)處理系統(tǒng)。將廢水中的氯化鈉重新生成鹽酸和氫氧化鈉，并回用至前端工序，并采用生產(chǎn)原料硝基苯作為萃取劑，取消反萃取工序，整個(gè)過程完全實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)回收利用;完全避免了原來蒸餾系統(tǒng)所產(chǎn)生的廢渣的二次污染問題;運(yùn)用本實(shí)用新型，可將整個(gè)生產(chǎn)80~90%以上的酸、堿循環(huán)利用，大大降低了生產(chǎn)酸、堿的消耗量;同時(shí)，也降低了鹽份對(duì)后續(xù)污水處理系統(tǒng)的影響。經(jīng)過本實(shí)用新型處理后的含鹽廢水，氯化鈉含量可降低至15~20g/L，基本上滿足了污水生化處理系統(tǒng)的基本含鹽量要求。與傳統(tǒng)蒸餾處理對(duì)比，本處理系統(tǒng)無任何二次污染產(chǎn)生，所生成的酸、堿可直接回用至生產(chǎn)過程，且能耗費(fèi)用小于150元/m3廢水。