公布日：2023.03.28
申請(qǐng)日：2022.12.09
分類(lèi)號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種降低環(huán)氧樹(shù)脂高鹽有機(jī)廢水TOC的裝置與方法，由pH值調(diào)節(jié)罐、苯環(huán)化合物吸附床、氧化反應(yīng)器、羧基化合物吸附床、深度氧化反應(yīng)器組成。本發(fā)明通過(guò)含苯環(huán)化合物的吸附脫除、碳三化合物的選擇性氧化和吸附脫除、深度氧化步驟，可以最大程度的減少氧化劑的消耗，降低廢水處理成本，同時(shí)得到TOC<10mg/L的精制鹽水，可滿足離子膜電解鹽水要求。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種降低環(huán)氧樹(shù)脂高鹽有機(jī)廢水TOC的裝置，由pH值調(diào)節(jié)罐、苯環(huán)化合物吸附床、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化氧化反應(yīng)器、羧基化合物吸附床、深度氧化反應(yīng)器組成，其特征在于：pH值調(diào)節(jié)罐接有環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)廢水和鹽酸進(jìn)料口，pH值調(diào)節(jié)罐出口與苯環(huán)化合物吸附床連接，苯環(huán)化合物吸附床出口與結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化氧化反應(yīng)器連接，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化氧化反應(yīng)器出口與羧基化合物吸附床連接，羧基化合物吸附床出口與深度氧化反應(yīng)器連接；設(shè)備之間的連接是通過(guò)管道，或管道和泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低環(huán)氧樹(shù)脂高鹽有機(jī)廢水TOC的裝置，其特征在于所述的苯環(huán)化合物吸附床是為1個(gè)或多個(gè)；在多個(gè)吸附床的情況下，吸附床為串聯(lián)模式或并聯(lián)模式，所述吸附床里面裝填有吸附劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低環(huán)氧樹(shù)脂高鹽有機(jī)廢水TOC的裝置，其特征在于所述的羧基化合物吸附床是為1個(gè)或多個(gè)，在多個(gè)吸附床的情況下，吸附床為串聯(lián)模式或并聯(lián)模式，所述吸附床里面裝填有吸附劑，所述吸附劑為聚苯乙烯離子交換樹(shù)脂。
4.一種降低環(huán)氧樹(shù)脂高鹽有機(jī)廢水TOC的方法，包括以下步驟：S1：用鹽酸將環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)廢水pH值調(diào)節(jié)至2-4，然后送入苯環(huán)化合物吸附床吸附床，脫除其中的苯環(huán)化合物；S2：將經(jīng)步驟S1吸附脫除含苯環(huán)化合物的廢水送入結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化氧化反應(yīng)器，在催化劑及氧化反應(yīng)條件下將其中的碳三化合物選擇性的轉(zhuǎn)化為含有羧基的化合物；S3：將步驟S2處理后的廢水經(jīng)過(guò)濾回收催化劑，催化劑可繼續(xù)用于選擇性氧化反應(yīng)，慮液調(diào)節(jié)pH值為3-4后送入羧基化合物吸附床，脫除其中的含有羧基的化合物；S4：將經(jīng)步驟S3吸附處理后的廢水送入深度氧化反應(yīng)器，在催化劑及氧化反應(yīng)條件下將其中的有機(jī)物徹底分解，催化劑粉末濾出，濾液進(jìn)入螯合樹(shù)脂塔除去高價(jià)金屬離子，即得精制鹽水；S5：將經(jīng)步驟S3、S4過(guò)濾后的催化劑粉末放入鹽酸溶液中浸泡，催化劑粉末完全溶解，溶液即為催化劑氯化物溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的降低環(huán)氧樹(shù)脂高鹽有機(jī)廢水TOC的方法，其特征在于所述的環(huán)氧樹(shù)脂高鹽有機(jī)廢水是指氯化鈉重量含量為8-25％、TOC含量為2500-20000mg/L以及pH值為8-13的廢水。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的降低環(huán)氧樹(shù)脂高鹽有機(jī)廢水TOC的方法，其特征在于所述步驟S1的苯環(huán)化合物吸附床為1個(gè)或多個(gè)；在多個(gè)吸附床的情況下，吸附床為串聯(lián)模式或并聯(lián)模式，所述吸附床里面裝填有吸附劑；所述吸附床里面裝填有吸附劑1和吸附劑2，所述吸附劑1為碳材料；所述吸附劑2為大孔吸附樹(shù)脂，其比表面積大于1100m2/g，孔徑為10-20nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的降低環(huán)氧樹(shù)脂高鹽有機(jī)廢水TOC的方法，其特征在于所述的吸附劑1為聚丙烯型碳纖維、聚丙烯腈型碳纖維或粘膠基碳纖維中的一種或幾種，其比表面積大于1500m2/g，孔徑小于1nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的降低環(huán)氧樹(shù)脂高鹽有機(jī)廢水TOC的方法，其特征在于所述步驟S2的催化劑是一種或多種選自鎳、鈷或釕的金屬氧化物，或鎳、鈷或釕的金屬鹽的催化劑；所述氧化反應(yīng)條件為：常壓、反應(yīng)溫度40-50℃、以廢水重量計(jì)催化劑濃度為50-200mg/L、以次氯酸鈉為氧化劑、反應(yīng)pH值保持在9-11、反應(yīng)時(shí)間2-4小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的降低環(huán)氧樹(shù)脂高鹽有機(jī)廢水TOC的方法，其特征在于所述步驟S4的催化劑是一種或多種選自鎳、銅或鈷的金屬氧化物，或鎳、銅或鈷的金屬鹽的催化劑；所述氧化反應(yīng)條件為：常壓、反應(yīng)溫度40-50℃、以廢水重量計(jì)催化劑含量為0.1-1％、以次氯酸鈉為氧化劑、反應(yīng)過(guò)程中保持pH值9-11、反應(yīng)時(shí)間2-4小時(shí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的降低環(huán)氧樹(shù)脂高鹽有機(jī)廢水TOC的方法，其特征在于所述步驟S5的鹽酸溶液質(zhì)量濃度為20％-30％。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)廢水的分類(lèi)處理工藝，可高效去除有機(jī)物，能將廢水TOC值降低至10mg/L以下。
本發(fā)明的技術(shù)方案：
一種降低環(huán)氧樹(shù)脂高鹽有機(jī)廢水TOC的裝置，由pH值調(diào)節(jié)罐、苯環(huán)化合物吸附床、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化氧化反應(yīng)器、羧基化合物吸附床、深度氧化反應(yīng)器組成，其特征在于：pH值調(diào)節(jié)罐接有環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)廢水和鹽酸進(jìn)料口，pH值調(diào)節(jié)罐出口與苯環(huán)化合物吸附床連接，苯環(huán)化合物吸附床出口與結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化氧化反應(yīng)器連接，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化氧化反應(yīng)器出口與羧基化合物吸附床連接，羧基化合物吸附床出口與深度氧化反應(yīng)器連接。
所述設(shè)備之間通過(guò)管道，或管道和泵連接。
所述的苯環(huán)化合物吸附床是為1個(gè)或多個(gè)；在多個(gè)吸附床的情況下，吸附床為串聯(lián)模式或并聯(lián)模式，所述吸附床里面裝填有吸附劑。
所述的羧基化合物吸附床是為1個(gè)或多個(gè)，在多個(gè)吸附床的情況下，吸附床為串聯(lián)模式或并聯(lián)模式，所述吸附床里面裝填有吸附劑，所述吸附劑為聚苯乙烯離子交換樹(shù)脂。
所述的降低環(huán)氧樹(shù)脂高鹽有機(jī)廢水TOC的裝置，還設(shè)有原料罐和精制鹽水罐。
所述的原料罐通過(guò)原料泵與pH值調(diào)節(jié)罐連接。
所述的pH值調(diào)節(jié)罐出口與pH調(diào)節(jié)罐底泵進(jìn)口連接，pH調(diào)節(jié)罐底泵出口與苯環(huán)化合物吸附床連接。
所述的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換氧化反應(yīng)器與結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換氧化反應(yīng)器底泵進(jìn)口連接，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換氧化反應(yīng)器底泵出口與羧基化合物吸附床連接。
所述的深度氧化反應(yīng)器出口與精制鹽水泵進(jìn)口連接，精制鹽水泵出口與精致鹽水罐連接。
一種降低環(huán)氧樹(shù)脂高鹽有機(jī)廢水TOC的方法，包括以下步驟：
S1：用鹽酸將環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)廢水pH值調(diào)節(jié)至2-4，然后送入吸附床，脫除其中的苯環(huán)化合物；
S2：將經(jīng)步驟S1吸附脫除含苯環(huán)化合物的廢水送入氧化反應(yīng)器，在催化劑及氧化反應(yīng)條件下將其中的碳三化合物選擇性的轉(zhuǎn)化為含有羧基的化合物；
S3：將步驟S2處理后的廢水經(jīng)過(guò)濾回收催化劑，催化劑可繼續(xù)用于選擇性氧化反應(yīng)，慮液調(diào)節(jié)pH值為3-4后送入吸附床，脫除其中的含有羧基的化合物；
S4：將經(jīng)步驟S3吸附處理后的廢水送入深度氧化反應(yīng)器，在催化劑及氧化反應(yīng)條件下將其中的有機(jī)物徹底分解，催化劑經(jīng)過(guò)濾后回用，濾液進(jìn)入螯合樹(shù)脂塔除去高價(jià)金屬離子，即得精制鹽水；
S5：將經(jīng)步驟S3、步驟S4過(guò)濾后的催化劑粉末放入鹽酸溶液中浸泡，催化劑粉末完全溶解，溶液即為催化劑溶液。
根據(jù)本發(fā)明方法，所述環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的高鹽有機(jī)廢水是指氯化鈉含量為8-25重量％、TOC含量為2500-20000mg/L以及pH值為8-13的廢水。
根據(jù)本發(fā)明方法，所述步驟S1中的吸附床可以為1個(gè)或多個(gè)，在多個(gè)吸附床的情況下，吸附床可以串聯(lián)模式也可以并聯(lián)模式。所述吸附床里面裝填有吸附劑1和吸附劑2，所述吸附劑1為碳材料，如聚丙烯型碳纖維、聚丙烯腈型碳纖維或粘膠基碳纖維，其中比表面積大于1500m2/g，孔徑小于1nm；所述吸附劑2為大孔吸附樹(shù)脂，其比表面積大于1100m2/g，孔徑為10-20nm。經(jīng)過(guò)所述步驟S1過(guò)程，小分子環(huán)氧樹(shù)脂、甲苯、雙酚A等含有苯環(huán)的化合物基本被脫除，脫出率可達(dá)98％-99％。該吸附床經(jīng)再生脫附出來(lái)的小分子環(huán)氧樹(shù)脂、甲苯、雙酚A等含有苯環(huán)的化合物可以回用于環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)過(guò)程，也可以去焚燒爐處理。
根據(jù)本發(fā)明方法，所述步驟S2的催化劑是一種或多種選自鎳、鈷或釕的金屬氧化物，或選自鎳、鈷或釕的金屬鹽的催化劑，所述氧化反應(yīng)條件為：常壓、反應(yīng)溫度40-50℃、以廢水重量計(jì)催化劑濃度為50-200mg/L、以次氯酸鈉為氧化劑、反應(yīng)時(shí)間2-4小時(shí)，廢水中的環(huán)氧氯丙烷、甘油、3-氯-丙二醇等碳三化合物轉(zhuǎn)化為含有羧基的化合物。
根據(jù)本發(fā)明方法，所述步驟S3中的吸附床可以為1個(gè)或多個(gè)，在多個(gè)吸附床的情況下，吸附床可以串聯(lián)模式也可以并聯(lián)模式。所述吸附床里面裝填有吸附劑，所述吸附劑為聚苯乙烯離子交換樹(shù)脂。經(jīng)過(guò)所述步驟S3，廢水中TOC<1000mg/L，碳三化合物基本被脫除。該吸附床經(jīng)再生脫附出來(lái)的碳三化合物可以用于提純高值化學(xué)品，也可以去焚燒爐處理。
根據(jù)本發(fā)明方法，所述步驟S4的催化劑是一種或多種選自鎳、銅或鈷的金屬氧化物，或選自鎳、銅或鈷的金屬鹽的催化劑，所述氧化反應(yīng)條件為：常壓、反應(yīng)溫度40-50℃、以廢水重量計(jì)催化劑含量為0.1-1重量％、以次氯酸鈉為氧化劑、反應(yīng)中保持pH值為9-11、反應(yīng)時(shí)間2-4小時(shí)。經(jīng)過(guò)所述步驟S4，廢水TOC<10mg/L，達(dá)到離子膜電解鹽水對(duì)有機(jī)物含量的要求。
根據(jù)本發(fā)明方法，所述步驟S4的螯合樹(shù)脂塔中裝填的螯合樹(shù)脂的主要作用是除去水相中存在的高價(jià)金屬離子，例如Ca2+、Mg2+或殘留的催化劑金屬離子，以滿足離子膜制燒堿的工藝要求。本發(fā)明使用的螯合樹(shù)脂是本領(lǐng)域工程技術(shù)人員熟知的、在目前市場(chǎng)上廣泛銷(xiāo)售的產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明方法，所述步驟S5的鹽酸溶液質(zhì)量濃度為20％-30％。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明方法的分類(lèi)處理環(huán)氧樹(shù)脂高鹽有機(jī)廢水TOC工藝，實(shí)現(xiàn)了廢水中不同種類(lèi)有機(jī)物的分類(lèi)處理，采用碳材料和大孔吸附樹(shù)脂組合吸附劑，吸附脫除廢水中含苯環(huán)的有機(jī)物，脫除率達(dá)到98％-99％�？梢宰畲蟪潭鹊臏p少氧化劑的消耗，降低廢水處理成本，同時(shí)能將廢水TOC值降低至10mg/L以下，得到滿足離子膜電解的精制鹽水，有效利用了廢水中的無(wú)機(jī)鹽資源。
（發(fā)明人：羅堅(jiān);常澤宇;向明林;佘喜春;曾志煜;汪永軍）
