公布日：2022.09.20
申請(qǐng)日：2022.07.22
分類號(hào)：C02F9/10(2006.01)I;F23G7/07(2006.01)I;C02F1/12(2006.01)N;C02F1/20(2006.01)N;C02F1/28(2006.01)N;C02F1/32(2006.01)N;
C02F1/461(2006.01)N;C02F1/66(2006.01)N;C02F1/72(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明的一種用于高濃度顏染料中間體廢水全量化處理的工藝方法，包括以下步驟：步驟1：紫外‑吹脫,步驟2，樹脂吸附:吹脫后的顏染料廢水打入樹脂吸附單元；步驟3：電催化氧化，經(jīng)過樹脂吸附后的廢水，進(jìn)入電催化氧化處理單元，進(jìn)一步去除剩余有機(jī)物，從而使廢水達(dá)標(biāo)排放。步驟4：廢氣燃燒，吹脫單元產(chǎn)生的廢氣，收集后采用催化燃燒進(jìn)行無(wú)害化處理。步驟5：樹脂再生，樹脂吸附單元飽和后，通過再生設(shè)備，采用酸液或堿液再生，再生過程產(chǎn)生樹脂再生廢液。步驟6：噴霧干燥，樹脂再生廢液進(jìn)行噴霧干燥處理，得到固體粉末為企業(yè)生產(chǎn)材料，可資源化回收利用。
權(quán)利要求書
1.一種用于顏染料中間體廢水全量化處理方法，包括以下步驟：步驟1：紫外-吹脫向待處理的顏染料中間體廢水中，投加酸液或堿液，充分?jǐn)嚢�，調(diào)節(jié)pH值5.5-10；投加催化劑，在紫外燈的照射下同時(shí)進(jìn)行吹脫，廢水中有機(jī)物在催化劑存在和紫外燈的照射發(fā)生部分降解，形成揮發(fā)性有機(jī)物；廢水吹脫過程以空氣作為吹脫氣體，曝氣吹脫，去除廢水中揮發(fā)性有機(jī)物；步驟2：樹脂吸附吹脫后的顏染料廢水通入樹脂吸附單元，去除廢水中的溶解性有機(jī)物；步驟3：電催化氧化經(jīng)過樹脂吸附后的廢水，進(jìn)入電催化氧化處理單元，進(jìn)一步去除剩余有機(jī)物，從而使廢水達(dá)標(biāo)排放；步驟4：廢氣燃燒吹脫工藝單元產(chǎn)生的廢氣，收集后采用催化燃燒進(jìn)行無(wú)害化處理。
2.根據(jù)要權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步驟1中，若廢水中顏染料中間體為苯系中間體，則pH調(diào)節(jié)為7-8.5(采用20％-30％氫氧化鈉和95-98％濃硫酸調(diào)節(jié))；若廢水為萘系中間體，則pH調(diào)節(jié)為5.5-6.5(采用20％-30％氫氧化鈉和95-98％濃硫酸調(diào)節(jié))；若廢水為蒽醌系中間體，則pH調(diào)節(jié)為8.5-10(采用20％-30％氫氧化鈉和95-98％濃硫酸調(diào)節(jié))。
3.根據(jù)要權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步驟1中，紫外燈為L(zhǎng)ED紫外燈，其波長(zhǎng)為240-320nm，每處理1m3廢水，需0.1-0.25kw的紫外燈功率；所述的步驟1中，催化劑為TiO2、ZrO2、CdS中一種或幾種組合；其投加量為1-3g/L。
4.根據(jù)要權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步驟1中，曝氣吹脫的空氣由風(fēng)機(jī)輸送，其輸送風(fēng)量根據(jù)廢水種類，單位時(shí)間進(jìn)水污染物濃度而定；具體為苯系廢水：1kg•COD/h需風(fēng)量5.83-7.11m3/h，萘系和/或蒽醌系廢水，1kg•COD/h需風(fēng)量13.41-16.65m3/h。
5.根據(jù)要權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步驟1中，廢水在紫外-吹脫單元停留時(shí)間為10-20min。
6.根據(jù)要權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步驟2中，采用的樹脂為大孔吸附樹脂，其材質(zhì)可為聚苯乙烯或聚丙烯酸酯中的一種或二種以上；所述的步驟2中，樹脂用量根據(jù)進(jìn)水水量和有機(jī)物濃度確定；具體為1m3樹脂，吸附150-240kg•COD；所訴的步驟2中，廢水在樹脂吸附單元停留時(shí)間為40-60min。
7.根據(jù)要權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步驟3中，電催化氧化設(shè)備采用的極板為DSA電極或Pb電極中的一種或二種以上，根據(jù)樹脂吸附出水的COD值設(shè)定電流密度為50-200A/m2；電極板間距10-25mm；所述的步驟3中，電解過程的攪拌反應(yīng)60-120min。
8.根據(jù)要權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步驟4中，采用的催化燃燒可為RCO或TRO燃燒設(shè)備中的一種或二種以上；所述的步驟4中，催化劑的活性成份為鉑、鈀、釕、或二氧化錳-氧化銅的復(fù)合物、氧化銅-三氧化二鉻復(fù)合物等中的一種或二種以上。
9.根據(jù)要權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟5：樹脂再生樹脂吸附單元飽和后，通過再生設(shè)備，采用酸液或堿液再生，再生過程產(chǎn)生樹脂再生廢液；步驟6：噴霧干燥樹脂再生廢液進(jìn)行噴霧干燥處理，得到固體粉末為企業(yè)生產(chǎn)材料，可資源化回收利用。
10.根據(jù)要權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于：所述的步驟5中，若處理的是苯系廢水，則采用3w％-6w％的堿液(NaOH)作為再生液；若處理的是萘系和/或蒽醌系廢水，則采用6w％-8w％的酸液(H2SO4)作為再生液；所述的步驟6中，噴霧干燥單元處理的是苯系再生廢液，則溫度控制在160-175℃；處理的是萘系和/或蒽醌系再生廢液，溫度控制在190-210℃。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有高濃度顏染料中間體廢水處理技術(shù)的不足，提出了一種用于顏染料中間體廢水全量化處理的工藝裝置及方法，其是一種新的顏染料廢水處理工藝路線。該方法采用紫外-吹脫工藝去除揮發(fā)性污染物，采用樹脂工藝吸附溶解性有機(jī)物，采用電催化氧化技術(shù)去除剩余的污染物保證出水水質(zhì)。其中，紫外-吹脫產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行收集，利用催化燃燒進(jìn)行無(wú)害化處理；而樹脂解吸時(shí)產(chǎn)生的解吸廢液，利用噴霧干燥技術(shù)直接資源化回收利用。該工藝方法處理效果極佳，在原水COD高達(dá)10000-25000mg/L的情況下，也可確保出水指標(biāo)優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)(即COD<50mg/L)，其COD去除率可達(dá)99.9％以上。
本發(fā)明的一種用于高濃度顏染料中間體廢水全量化處理的工藝方法，包括以下步驟：
步驟1：紫外-吹脫
向待處理的高濃度(COD為10000-25000mg/L)顏染料中間體廢水中，投加酸液或堿液，充分?jǐn)嚢�，調(diào)節(jié)pH值。投加催化劑，在紫外燈的照射下，廢水中有機(jī)物發(fā)生部分降解，使聚合的大分子鏈部分?jǐn)嗔�，形成揮發(fā)性有機(jī)物，并控制廢水中揮發(fā)性有機(jī)物的形態(tài)。之后廢水進(jìn)入吹脫工藝，以空氣作為載體，曝氣吹脫，去除廢水中揮發(fā)性有機(jī)物。
步驟2：樹脂吸附
吹脫后的顏染料廢水由泵打入樹脂吸附單元，去除廢水中的溶解性有機(jī)物。
步驟3：電催化氧化
經(jīng)過樹脂吸附后的廢水，進(jìn)入電催化氧化處理單元，進(jìn)一步去除剩余有機(jī)物，從而使廢水達(dá)標(biāo)排放。
步驟4：廢氣燃燒
吹脫單元產(chǎn)生的廢氣，收集后采用催化燃燒進(jìn)行無(wú)害化處理。
步驟5：樹脂再生
樹脂吸附單元飽和后，通過再生設(shè)備，采用酸液或堿液再生，再生過程產(chǎn)生樹脂再生廢液。
步驟6：噴霧干燥
樹脂再生廢液進(jìn)行噴霧干燥處理，得到固體粉末為企業(yè)生產(chǎn)材料，可資源化回收利用。
所述的步驟1中，若廢水中顏染料中間體為苯系中間體，則pH調(diào)節(jié)為7-8.5(采用氫氧化鈉和硫酸調(diào)節(jié))；若廢水為萘系中間體，則pH調(diào)節(jié)為5.5-6.5(采用氫氧化鈉和硫酸調(diào)節(jié))；若廢水為蒽醌系中間體，則pH調(diào)節(jié)為8.5-10(采用氫氧化鈉和硫酸調(diào)節(jié))；
所述的步驟1中，紫外燈為L(zhǎng)ED紫外燈，其波長(zhǎng)為240-320nm，每處理1m3廢水，需0.1-0.25kw的紫外燈功率。
所述的步驟1中，催化劑為TiO2、ZrO2、CdS中一種或幾種組合。其投加量為1-3g/L；
所述的步驟1中，曝氣吹脫的空氣由風(fēng)機(jī)輸送，其輸送風(fēng)量根據(jù)廢水種類，單位時(shí)間進(jìn)水污染物濃度而定。具體為苯系廢水：1kg•COD/h需風(fēng)量5.83-7.11m3/h，萘系、蒽醌系廢水，1kg•COD/h需風(fēng)量13.41-16.65m3/h。所述的步驟1中，進(jìn)水COD為10000-25000mg/L，經(jīng)吹脫單元處理后，出水COD為5000-8500mg/L，COD去除效果可達(dá)50％-66％。
所述的步驟1中，廢水在紫外-吹脫單元停留時(shí)間為10-20min；
所述的步驟2中，采用的樹脂為大孔吸附樹脂，其材質(zhì)可為聚苯乙烯或聚丙烯酸酯。
所述的步驟2中，樹脂用量根據(jù)進(jìn)水水量和有機(jī)物濃度確定。具體為1m3樹脂，吸附150-240kg•COD。
所訴的步驟2中，經(jīng)樹脂單元處理后，出水COD為300-800mg/L，COD去除效果可達(dá)90-94％。
所訴的步驟2中，廢水在樹脂吸附單元停留時(shí)間為40-60min；
所述的步驟3中，電催化氧化設(shè)備采用的極板為DSA或Pb，根據(jù)樹脂吸附出水的COD值設(shè)定電流密度為50-200A/m2。電極板間距10-25mm。
所述的步驟3中，電解后，攪拌反應(yīng)60-120min。
所訴的步驟3中，經(jīng)電催化氧化單元處理后，出水COD＜50mg/L，優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。
所述的步驟4中，采用的催化燃燒可為RCO或TRO設(shè)備。
所述的步驟4中，催化劑為鉑、鈀、釕，或二氧化錳-氧化銅(3:2)的復(fù)合物、氧化銅-三氧化二鉻復(fù)合物等；
所述的步驟5中，若處理的是苯系廢水，則采用3w％-6w％的堿液(NaOH)作為再生液；若處理的是萘系和蒽醌系廢水，則采用6w％-8w％的酸液(H2SO4)作為再生液。
所述的步驟6中，噴霧干燥單元處理的是苯系再生廢液，則溫度控制在160-175℃；處理的是萘系、蒽醌系再生廢液，溫度控制在190-210℃。
所述的步驟6中，得到的固體粉末質(zhì)量含水率為5％±1％。
苯系中間體：以苯為基本原料，通過磺化、硝化和氯化(見鹵化)可分別制得苯磺酸、硝基苯、氯苯和硝基氯苯等重要的基本有機(jī)中間體，由這些中間體經(jīng)過各種有機(jī)合成單元過程，可制得一系列結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的苯系中間體。
萘系中間體：以萘為原料，經(jīng)過一系列有機(jī)合成單元過程(如磺化、硝化、還原、胺化、水解等)制得的染料中間體。這類中間體都有萘環(huán)，在萘環(huán)上含有氨基、羥基、磺酸基等取代基。
蒽醌系中間體：由蒽醌制備的中間體，由蒽醌經(jīng)硝化、磺化、鹵化、還原、胺化等一系列有機(jī)合成單元過程制取，是蒽醌和含有硝基、磺酸基、鹵基、氨基、羥基、甲基和羧基等取代基的蒽醌衍生物。
本發(fā)明的一種用于高濃度顏染料中間體廢水全量化處理的工藝方法，與傳統(tǒng)工藝相比，其有益效果在于：
(1)本方法針對(duì)高濃度顏染料中間體廢水，根據(jù)廢水特征控制調(diào)節(jié)參數(shù)，將紫外-吹脫工藝創(chuàng)新用于去除有機(jī)物，可有效避免顏染料廢水成分復(fù)雜、水質(zhì)穩(wěn)定性差的問題。本方法處理效果極佳，其COD去除率可達(dá)99.9％以上，出水水質(zhì)優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；
(2)工藝運(yùn)行參數(shù)可根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)品(廢水種類)不同而隨時(shí)調(diào)節(jié)，且全程采用物理手段，反應(yīng)迅速，調(diào)試時(shí)間極短；
(3)處理過程中，無(wú)二次污染外排，可做到全量化處理；
(4)運(yùn)行費(fèi)用低，每噸水直接處理成本約為45-60元，遠(yuǎn)低于常規(guī)工藝；
(5)處理過程中，所需材料簡(jiǎn)單易得，適用范圍廣闊。
