CN107473291B - 一种高盐度废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工领域,具体涉及一种高盐度废水的处理方法。利用盐水、有机溶剂和淡水的密度不同,在溶剂中添加吸水性物质形成分离层,在重力的作用下逐渐分层,即下层为高盐度废水,中层为有机溶剂分离层,上层为淡水,可以进行中水回用,用废热将盐水及分离层加热,导出淡水后进行加热及冷却的循环,可以实现“废热强化的重力渗析过程”,实现加速的盐水分离操作。本发明能耗低、设备要求不高可以进行高盐度废水的预处理,为工业废水的进一步处理提供了基础。
Description
技术领域
本发明属于化工领域,涉及一种高盐度废水的处理方法。
背景技术
高盐度废水的处理一直是化工、环保领域的难点。在各种化工生产中,经常会产生含有大量氯化钠组分的高盐度的废水,组成成分相对复杂,除了近饱和的盐(氯化钠)以外,还会有一些有机杂质、溶解性产物、以及副产物等,使得多数常规的净化过程都无能为力。一般而言,高盐度的废水只能采用蒸馏的方式进行处理,需要消耗大量的高品位能源(过热蒸汽),而且对设备的要求也非常高,投资、运行成本都居高不下。因此,采用低能耗、设备要求不高的方法进行高盐度废水的处理及预处理,在化工、环保方面都具有非常重要的意义。
由于盐水和淡水的密度不同,本发明首次提出了利用重力渗析的方法处理高盐度废水,创造性的使用了有机分离层,通过调控有机分离层的密度以及和水的亲和程度,实现了盐水中水和盐的逐步分离。其具体原理为:化工生产中产生的浓盐水,浓度大于15%时,其相对比重已经在1.10以上,而有机溶剂氯苯的密度为1.10,且和水不互溶。在静置的时候,浓盐水处于氯苯的下层,而淡水密度小于氯苯,在静置的时候处于氯苯层的上层。而苯氧乙酸(C6H5OCH2COOH)是一种亲水性的物质,可以和水形成结晶水的化合物(C6H5OCH2COOH·0.5H2O),且可以溶解在氯苯中,而且在氯苯的存在下苯氧乙酸在水中的溶解度可以忽略不计,因此溶解了苯氧乙酸的氯苯可以作为一个分离层,不断从盐水中夺取水,而释放出来的则是不含盐的淡水,浮在氯苯层的上层,从而实现了水和盐的分离。其整个过程即可看做是在重力作用下,水渗析过有机分离层的一个过程,因此将其命名为“重力渗析法”。由于亲水的吸水剂苯氧乙酸极性较大,因此在纯氯苯中的溶解度较小,通过加入醇类等极性较大的溶剂改善氯苯对苯氧乙酸的溶解性,可以提高有机层对苯氧乙酸的溶解性,从而增加分离层的分离能力。本发明选用水溶性很小的一元醇类,如辛醇、异壬醇等常用的化工原料,根据各种醇的比重不同,将最终的有机层(包含氯苯、醇、苯氧乙酸等组分)的比重调节至1.05~1.10,获得的分离层适用于对浓盐水进行处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高盐度废水的处理方法,使用含有吸水物质的有机分离层,在重力的作用下,使盐水中的淡水成分逐渐渗析至上层,从而实现盐-水的有效分离。
本发明的技术方案是:
一种高盐度废水的处理方法,以溶有吸水性物质的有机溶剂作为分离层,在重力的作用下将盐水中的水析出,实现浓水浓缩,淡水回用。
所述的高盐度废水的处理方法,经过处理的盐水,含盐量范围为160g/L至饱和盐水。
所述的高盐度废水的处理方法,分离层的组分为:氯苯85wt%~95wt%,吸水剂1wt%~2wt%,其余为辅助组分;其中,吸水剂为苯氧乙酸,辅助组分为一元醇。
所述的高盐度废水的处理方法,一元醇为己醇、环己醇、正辛醇、2-乙基己醇或异壬醇。
所述的高盐度废水的处理方法,分离层的比重为1.055~1.097。
所述的高盐度废水的处理方法,分离层与盐水体积之比为,分离层:盐水=(0.3~3.0):1。
所述的高盐度废水的处理方法,具体操作方法为:将分离层与盐水搅拌均匀,静置过夜,待淡水部分在分离层上方形成水层后,将上层淡水导出,过程可持续进行。
所述的高盐度废水的处理方法,利用废热资源加速分离进程,其具体操作方法为:利用大于30℃的低品质热源,将盐水以及分离层或其混合物加热至30℃以上,再静置冷却,待淡水部分在分离层上方形成水层后,将上层淡水导出,过程可持续进行。
所述的高盐度废水的处理方法,低品质热源是指工业中常见的废热。
本发明的设计思想是:
研究结果表明,本发明的方法可以有效实现浓盐水的水分离,即在重力的作用下,水“渗析”穿过有机分离层,在有机层的上方形成淡水层,不断导出淡水层,可以使分离过程连续进行,实现盐水分离。由于分离过程的中间驱动力为水在分离层中的溶解——再释放,而且水在分离层的溶解度随着温度的L高有较为明显的变化,因此温度的变化对分离过程有很明显的影响。利用工业中常见的废热(一般高于30℃即可利用,晾水塔的入水温度一般都超过这个水平),可以明显加速处理过程。
本发明的优点及有益效果是:
1、本发明能耗低、设备要求不高可以进行高盐度废水的预处理,为工业废水的进一步处理提供了基础。
2、本发明可以利用废热将盐水及分离层加热,导出淡水后进行加热及冷却的循环,可以实现“废热强化的重力渗析过程”,实现加速的盐水分离操作。
3、本发明方法所生产的淡水适用于作为中水回用,也适用于经过环保装置进一步处理后达标排放。
具体实施方式
在具体实施过程中,本发明高盐度废水的处理方法如下:
按质量百分比计,将氯苯85%~95%、吸水剂(苯氧乙酸)1%~2%和其余的辅助组分(一元醇)混合制备分离层,将分离层与盐水(体积比0.3~3.0:1)搅拌均匀,静置过夜,待淡水部分在分离层上方形成水层后,将上层淡水导出,取样分析,若满足中水回用要求,可用于苯氧乙酸的生产。
下面,通过实施例对本发明进一步详细阐述。
实施例一
取2吨苯氧乙酸生产过程中产生的废水注入5000L搪瓷釜中,其中含盐(氯化钠)量为300g/L,加入分离层2吨,其中分离层的组成为氯苯1900kg,正辛醇70kg,苯氧乙酸30kg,分离层比重为1.097。将混合物搅拌后静置过夜,由人孔观测分离层的上层有明显的水层生成(约50kg)。取样分析,上层水的含盐(氯化钠)量为5g/L,满足中水回用要求,可用于苯氧乙酸的生产。经过处理的盐水,含盐量范围为饱和浓度(311g/L)。
实施例二
取2吨苯氧乙酸生产过程中产生的废水注入5000L搪瓷釜中,其中含盐(氯化钠)量为300g/L,加入分离层600kg,其中分离层的组成为氯苯540kg,环己醇48kg,苯氧乙酸12kg,分离层比重为1.085。将混合物搅拌后静置过夜,由人孔观测分离层的上层有明显的水层生成(约30kg)。取样分析,上层水的含盐(氯化钠)量为10g/L,满足中水回用要求,可用于苯氧乙酸的生产。经过处理的盐水,含盐量范围为饱和浓度(311g/L)。
实施例三
取1吨苯氧乙酸生产过程及洗涤过程中产生的混合废水注入5000L搪瓷釜中,其中含盐(氯化钠)量为160g/L,加入分离层3000kg,其中分离层的组成为氯苯2850kg,异辛醇120kg,苯氧乙酸30kg,分离层比重为1.070。将混合物搅拌后静置过夜,由人孔观测分离层的上层有明显的水层生成(约110kg)。取样分析,上层水的含盐(氯化钠)量为4g/L,满足中水回用要求,可用于苯氧乙酸的生产。经过处理的盐水,含盐量范围为180g/L。
实施例四
取2吨经过反复重力渗析处理过的水样(苯氧乙酸生产过程中产生的废水),注入5000L搪瓷釜中,其中含盐(氯化钠)量为260g/L,加入分离层1000kg,其中分离层的组成为氯苯850kg,异壬醇140kg,苯氧乙酸10kg,分离层比重为1.055。将混合物搅拌后静置过夜,由人孔观测分离层的上层有明显的水层生成(约40kg)。取样分析,上层水的含盐(氯化钠)量为10g/L,满足中水回用要求,可用于苯氧乙酸的生产。经过处理的盐水,含盐量范围为270g/L。
实施例五
取2吨苯氧乙酸生产过程中产生的废水,注入5000L搪瓷釜中,其中含盐(氯化钠)量为已达到饱和,加入分离层2000kg,其中分离层的组成同实施例一。以待进入晾水塔的循环冷却水为热源,泵入搪瓷釜夹套内对釜内液体进行加热,并搅拌,待升温至30~35℃时停止加热并冷却,由人孔观测分离层的上层有明显的水层生成(约50kg)。取样分析,上层水的含盐(氯化钠)量为6g/L,满足中水回用要求,可用于苯氧乙酸的生产。经过处理的盐水,仍然为饱和状态。
将生成的淡水导出,重复进行此过程,结果列表如下:
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
出水量(kg) | 50 | 50 | 50 | 40 | 40 |
含盐量(g/L) | 6 | 6 | 6 | 8 | 8 |
对比例
取2吨苯氧乙酸生产过程中产生的废水注入5000L搪瓷反应釜中,加入1.5吨氯苯,搅拌后静置过夜,第二天由人孔观测,氯苯上层无水层生成。
实施例和对比例结果表明,本发明利用盐水、有机溶剂和淡水的密度不同,在溶剂中添加吸水性物质形成分离层,在重力的作用下逐渐分层,即下层为高盐度废水,中层为有机溶剂分离层,上层为淡水,可以进行中水回用,废热资源可以用来加速分离进程。
Claims (6)
1.一种高盐度废水的处理方法,其特征在于:以溶有吸水性物质的有机溶剂作为分离层,在重力的作用下将盐水中的水析出,实现浓水浓缩,淡水回用;
分离层的组分为:氯苯85wt%~95wt%,吸水剂1wt%~2wt%,其余为辅助组分;其中,吸水剂为苯氧乙酸,辅助组分为一元醇;
分离层的比重为1.055~1.097;
利用废热资源加速分离进程,其具体操作方法为:利用大于30 ℃的低品质热源,将盐水以及分离层或其混合物加热至30 ℃以上,再静置冷却,待淡水部分在分离层上方形成水层后,将上层淡水导出,过程可持续进行。
2.根据权利要求1所述的高盐度废水的处理方法,其特征在于:经过处理的盐水,含盐量范围为160 g/L至饱和盐水。
3.根据权利要求1所述的高盐度废水的处理方法,其特征在于:一元醇为己醇、环己醇、正辛醇、2-乙基己醇或异壬醇。
4.根据权利要求1所述的高盐度废水的处理方法,其特征在于,分离层与盐水体积之比为,分离层:盐水=(0.3~3.0):1。
5.根据权利要求1所述的高盐度废水的处理方法,其特征在于,具体操作方法为:将分离层与盐水搅拌均匀,静置过夜,待淡水部分在分离层上方形成水层后,将上层淡水导出,过程可持续进行。
6.根据权利要求1所述的高盐度废水的处理方法,其特征在于,低品质热源是指工业中常见的废热。
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