CN106865864B - 萃取-水蒸汽精馏处理有机废水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及萃取‑水蒸汽精馏处理有机废水的方法，其特征在于采用萃取‑水蒸汽精馏法处理有机废水的方法，通过加入萃取剂，经过萃取去除废水中不能形成共沸或高沸点有机物，再加入助沸剂和水蒸汽直接加热精馏，先精馏出低沸点有机物，再使废水中的有机物和残余萃取剂与水形成气体共沸物，再经冷凝使有机物与水分离，达到废水处理的目的。方法简捷经济，操作弹性大，适应性广泛，是一种处理复杂有机废水的有效方法。

Description

萃取-水蒸汽精馏处理有机废水的方法

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及萃取-水蒸汽精馏处理有机废水的方法。

背景技术

在环境保护的大科学领域中，废水处理，特别是复杂有机废水的处理，始终是重要的难课题。因为有机物的种类繁多，性质各异，又是形成废水中COD 值的主要贡献者。针对不同废水中的有机物要使用不同的处理方法，目前，有机废水的处理方法主要有生物法、物化法和氧化法等。生物法是最广泛的有机废水处理方法，主要包括活性污泥法、生物膜法、好氧-厌氧法等。主要是利用微生物的新陈代谢，通过微生物的凝聚、吸附、氧化分解等作用来降解废水中的有机物成分，具有应用范围广，处理量大和成本较低等优点，但微生物的通用性不强和生化条件较苛刻，特别是有毒性的有机物会使微生物中毒死亡等，极大限制了该技术的推广应用。物化法主要有吸附法、萃取法、各种膜技术等。吸附法由于存在着吸附剂的选择、解吸处理和使用后的再生处理等技术问题，其应用范围也受到极大的限制。由于萃取法存在着萃取剂的选择和萃取剂的残留使处理后的废水很难达标等问题，不能作为单一的方法使用。膜技术的应用，确实带来了环保技术的极大进步，但膜技术的不成熟性和处理费用较高等在短时间内是无法解决的问题。氧化法技术常用于生物法的前处理，一般是在催化剂的作用下，用化学氧化剂处理有机废水以提高废水可生化性，或直接氧化降解有机成分的含量使废水稳定化。由于在现代工业的发展中，难生化降解的有机工业废水日益增多，常用的氧化剂表现出氧化能力不强，存在着选择性氧化等问题，难以达到实际的要求。中国发明专利（ZL201010502207.0）“共沸-水蒸汽蒸馏处理有机废水的方法”，虽然提供了一种简单快捷的有机废水处理方法，能够在宽松的操作条件下处理一些生产有机废水，但对于不能形成共沸和易溶于水低沸点等有机物却又束手无策。本发明“萃取-水蒸汽精馏法处理有机废水的方法”，旨在处理含有不能形成共沸和含有易溶于水低沸点的复杂有机物废水体系。该发明通过萃取去除不能与水形成共沸的有机物，再通过水蒸汽精馏将残留在废水中的萃取剂和易溶于水低沸点有机物同时去除，从而达到处理复杂有机废水的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供萃取-水蒸汽精馏处理有机废水的方法，其特征在于采用萃取-水蒸汽精馏法，通过加入萃取剂萃取去除不能与水形成共沸的有机物，再加入助沸剂和水蒸汽直接加热，使废水中的剩余有机物和残余萃取剂与水形成气体共沸物，经精馏填料柱分离，再经冷凝使有机物与水分离，达到废水处理的目的。所处理的有机废水中含有不能与水形成共沸的有机物一种或多种，且有机物可能是易溶于水的，也可能是高沸点的，这样的有机物有多 C 醇、氨基酸、多元酸、硝基物和稠环化合物。所加入的萃取剂有苯、甲苯、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯和氯苯等。同时，还含有能与水形成共沸物的有机物的一种或多种，且有机物的沸点不超过 300°C，与水不溶或微溶，这样的有机物有苯、甲苯、二甲苯、苯胺、硝基苯、石油醚、卤代烷、小分子聚合物、脂肪醇、脂肪酸酯和脂肪醚。所加入的助沸剂是用于调节废水至中性的硫酸、盐酸、碳酸钠、碳酸氢钠或氢氧化钠。所处理的有机废水不限浓度的大小，其 COD 值可以为几万或几十几万，都可以通过先萃取再直接水蒸汽精馏出共沸物，再冷凝分离出有机物，使废水的 COD值低于 200，达到处理废水的目的。所使用的水蒸汽为饱和水蒸汽或过热水蒸汽，要求饱和水蒸汽的压力不小于3kfg/cm2，不大于 7kfg/cm2，过热水蒸汽的温度不超过 300°C，压力不大于 7kfg/cm2。本发明的目的还在于所提供的复杂有机废水处理方法简捷和经济，甚至可以产生正的经济效益。

本发明是通过下述步骤实现的：

第一步、将有机废水打入装有搅拌器、精馏填料柱、冷凝器、油水分离器和采出回流装置的搪玻璃釜中，加入萃取剂和酸碱调节剂。根据废水中有机物的性质，调节废水为酸性、中性或碱性，开动搅拌；

第二步，待萃取完成后，停止搅拌，静置分层；待分层充分后，将有机层移走，送入精馏填料柱，经精馏采出萃取剂重复利用；

第三步、在分离有机层后的废水中，加入助沸剂，并调节废水为中性或接近中性；

第四步、通入水蒸汽，调节进汽量的大小，先缓慢通蒸汽，从废水中精馏出低沸点有机物，直到精馏填料柱顶端气相温度迅速升高；

第五步、再调节进水蒸汽量的大小，使共沸物的水蒸汽均匀产生，并与冷凝器的冷凝能力相匹配，从油水分离器中及时采出有机相，并回流所冷凝的水相到搪玻璃釜中；

第六步、继续精馏，直至无油滴生成，改水的回流为采出到待处理有机废水中，取釜中水样检测，达标后停止精馏，处理结束。

具体实施方式

下面结合具体生产实施例，对本发明作进一步的阐述，但本发明不限于这些具体的实施例。

实例一：

2,5-呋喃二甲酸的生产废水中，含有如下有机物：1.0～1.2%果糖、1.3～1.5%琼脂、1.0～2.0%葡萄糖、2.0～2.5%酵母膏、0.3～0.5%乙酸丁酯、0.5～0.8%石油醚、0.2～0.3%1,2-二氯乙烷和 0.1～0.3%2,5-呋喃二甲酸。该废水为酸性，pH 为 5.6，处理前 COD值约 30000～35000。采用本发明的方法对该有机废水处理情况如下：

在装有冷凝器、精馏填料柱、油水分离器和采出回流装置的 5000L 搪玻璃釜中，泵入 4000L 上述有机废水。用碳酸钠调节废水 pH≈6.5，加入甲苯150L，搅拌 0.5h ,停止搅拌静置，待完全分层后，移走有机层 170L。向分离有机层后的废水，使用压力为 6kfg/cm2 的饱和水蒸汽直接通入废水加热。先缓慢加热 1 小时，从冷凝器采出冷凝低沸点含水有机物 110kg。再调节蒸汽通入量，约 15 分钟后，釜中废水沸腾，所产生的水蒸汽经冷凝器冷凝，在油水分离器中油水分层，及时采出有机相，水相全回流。再过约 1 .0 小时后，蒸汽冷凝水中不再有油滴生成，改全采出油相和水相。约 0.5 小时后，停止加热，取釜中水样测 COD 为 160。处理结束，冷却后，排放釜中水 4400L。采出的含水有机物 360kg，经干燥处理后，与萃取分离的有机层合并，经精馏填料柱分离分离获得多种有机物，作为原料送入生产***使用。经核算，处理每吨废水产生经济效益+20 元。

实例二：

抗氧剂 1425 的生产废水中，含有如下有机物：3.0～5.0%甲醇、0.5～0.8%二乙酯、1.5～ 2.0%溶剂油、0.3～0.5%2,6-酚、0.8～1.0%甲醛、1.0～2.0%二甲胺、0.3～0.5%四氢呋喃和 1.2～2.3%抗氧剂 1425。该废水为碱性，pH为 8.2，处理前 COD 值约 280000～310000。采用本发明的方法对该有机废水处理情况如下：

在装有冷凝器、精馏填料柱、油水分离器和采出回流装置的 5000L 搪玻璃釜中，泵入 4000L 上述有机废水。用碳酸钠调节废水 pH≈10，加入氯仿160L ，搅拌 0.5h,停止搅拌静置，待完全分层后，移走有机层 190L。向分离有机层后的废水，使用压力为 6 kfg/cm2 的饱和水蒸汽直接通入废水加热。

先缓慢加热 1 小时，从冷凝器采出冷凝低沸点含水有机物 160kg。再调节蒸汽通入量，约 15 分钟后，釜中废水沸腾，所产生的水蒸汽经冷凝器冷凝，在油水分离器中油水分层，及时采出有机相，水相全回流。再过约 1.0 小时后，蒸汽冷凝水中不再有油滴生成，改全采出油相和水相。约 0.5 小时后，停止加热，取釜中水样测 COD 为 150。处理结束，冷却后，排放釜中水 4300L。采出的有机物 330kg，经干燥处理后，与萃取分离的有机层合并，经精馏填料柱分离获得多种有机物，作为原料送入生产***使用。经核算，处理每吨废水产生经济效益 +15 元。

实例三：

5-乙酰基-3-氯亚氨基二苄的生产废水中，含有如下有机物：2～3%甲醇、3～3.5%乙醇、 2.5～3.8%醋酸、1.7～2.0%甲苯、0.3～0.5%水合肼、0.3～0.6%亚氨基二苄、1.1～1.5%5-乙酰基-3-硝基亚氨基二苄和 0.3～0.6%5-乙酰基-3-氨基亚氨基二苄。该废水为酸性，pH 为 3.7，处理前 COD 值约 85000～95000。采用本发明的方法对该有机废水处理情况如下：

在装有冷凝器、精馏填料柱、油水分离器和采出回流装置的 5000L 搪玻璃釜中，泵入 4000L上述有机废水。用碳酸钠调节废水pH≈5，加入氯苯150L ，搅拌 0.5h,停止搅拌静置，待完全分层后，移走有机层 180L。向分离有机层后的废水，使用压力为 6 kfg/cm2的饱和水蒸汽直接加热。先缓慢加热 1 小时，从冷凝器采出冷凝低沸点含水有机物130kg。再调节蒸汽通入量，约 15分钟后，釜中废水沸腾，所产生的水蒸汽经冷凝器冷凝，在油水分离器中油水分层，及时采出有机相，水相全回流。再过约 1.0 小时后，蒸汽冷凝水中不再有油滴生成，改全采出油相和水相。约 0.5 小时后，停止加热，取釜中水样测 COD 为110。处理结束，冷却后，排放釜中水 4350L。采出的有机物320kg，经干燥处理后，与萃取分离的有机层合并，经精馏分离柱分离获得多种有机物，作为原料送入生产***使用。经核算，处理每吨废水产生经济效益+30 元。

实例四：

吡嗪羧酸的生产废水中，含有如下有机物：0.8～1.2%乙二醛、1.1～1.5%邻苯二胺、1.5 ～2.3%二氯乙烷、1.7～2.2%乙醇、1.3～1.5%喹喔啉、2.3～2.5%DMF、1.7～2.0%乙酸乙酯和 0.5～0.8%羟基甲醛。该废水为碱性，pH 为8.3，处理前 COD 值约 220000～230000。采用本发明的方法对该有机废水处理情况如下：

在装有冷凝器、精馏填料柱、油水分离器和采出回流装置的 5000L 搪玻璃釜中，泵入 4000L 上述有机废水。用碳酸钠调节废水 pH≈9，加入 1，2-二氯乙烷 150L ，搅拌0.5h,停止搅拌静置，待完全分层后，移走有机层 170L。

向分离有机层后的废水，使用压力为 6 kfg/cm2 的饱和水蒸汽直接加热。先缓慢加热 1 小时，从冷凝器采出冷凝低沸点含水有机物 170kg。再调节蒸汽通入量，约 15 分钟后，釜中废水沸腾，所产生的水蒸汽经冷凝器冷凝，在油水分离器中油水分层，及时采出有机相，水相全回流。再过约 1.0 小时后，蒸汽冷凝水中不再有油滴生成，改全采出油相和水相。约 0.5 小时后，停止加热，取釜中水样测 COD 为 150。处理结束，冷却后，排放釜中水 4450L。采出的有机物 350kg，经干燥处理后，与萃取分离的有机层合并，经精馏填料柱分离获得多种有机物，作为原料送入生产***使用。经核算，处理每吨废水产生经济效益+10 元。

Claims (2)

1.萃取-水蒸汽精馏处理有机废水的方法，其特征是采用萃取-水蒸汽精馏法处理有机废水，通过加入萃取剂，萃取去除不能与水形成共沸的有机物，再加入助沸剂和水蒸汽直接加热精馏，先采出废水中的低沸点有机物，再使废水中的有机物和残存的萃取剂与水形成气体共沸物，然后经冷凝使有机物与水分离，达到废水处理的目的，所加入的助沸剂是用于调节废水至中性的硫酸、盐酸、碳酸钠、碳酸氢钠或氢氧化钠，

具体操作步骤为：

第一步、将有机废水打入装有搅拌器、精馏填料柱、冷凝器、油水分离器和采出回流装置的搪玻璃釜中，加入萃取剂和酸碱调节剂，根据废水中有机物的性质，调节废水为酸性、中性或碱性，开动搅拌；

第二步，待萃取完成后，停止搅拌，静置分层；待分层充分后，将有机层移走，送入精馏填料柱，经精馏采出萃取剂重复利用；

第三步、在分离有机层后的废水中，加入助沸剂，并调节废水为中性或接近中性；

第四步、通入水蒸汽，调节进水蒸汽量的大小，先缓慢通水蒸汽，从废水中精馏出低沸点有机物，直到精馏填料柱顶端气相温度迅速升高；

第五步、再调节进汽量的大小，使共沸物的蒸汽均匀产生，并与冷凝器的冷凝能力相匹配，从油水分离器中及时采出有机相，并回流所冷凝的水相到搪玻璃釜中；

第六步、继续精馏，直至无油滴生成，改水的回流为采出到待处理有机废水中，取釜中水样检测，达标后停止精馏，处理结束。

2.根据权利要求 1 所述萃取-水蒸汽精馏处理有机废水的方法，其特征在于所使用的萃取剂有苯、甲苯、1 ,2-二氯乙烷、三氯甲烷、乙酸乙酯，乙酸丁酯和氯苯。