CN107686203A - 一种利用错流萃取法对h酸生产废水的资源化处理工艺 - Google Patents

一种利用错流萃取法对h酸生产废水的资源化处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用错流萃取法对H酸生产废水的资源化处理工艺，所述工艺步骤如下：（1）分离无机盐以及有机物：向收集的H酸生产废水中加入萃取剂，搅拌混合，进行一级或二级萃取，得到萃取相和萃余相；（2）回收无机盐：步骤（1）的萃余相利用MVR设备进行处理，硫酸钠浓缩结晶析出回收利用，蒸馏水进行工艺回用；（3）萃取剂再生利用：向步骤（1）的萃取相加入反萃取剂，将步骤（1）中的萃取剂再生利用，得到的萃取相浓缩液返回生产工艺或者进行焚烧处理。该工艺不但能实现H酸生产废水中COD的有效去除，而且能实现H酸生产废水中的大量硫酸钠盐的回收利用，还能对萃取剂进行反萃取实现萃取剂的再生利用。

Description

一种利用错流萃取法对H酸生产废水的资源化处理工艺
技术领域
本发明属于化工产品生产废水处理技术领域，涉及一种H酸废水的资源化处理工艺，尤其涉及一种利用错流萃取法对H酸生产废水进行资源化处理的工艺。
背景技术
H酸作为重要的萘系染料中间体被广泛应用于生产活性染料、直接染料、酸性染料以及变色酸等产品，在生产H酸的过程中会产生H酸生产废水，主要为经酸析和过滤工序产生的产生H酸结晶母液废水。其化学性质稳定，pH值为2左右，CODcr高达20000~50000 mg/L，属于典型的难降解有机废水，一般的氧化工艺和生化工艺难以有效处理，且废水中的硫酸钠浓度处于过饱和状态，若不对其加以有效处理，不仅会对环境以及人类健康造成严重危害，还会造成资源的浪费。
目前，对H酸废水的处理方法主要有吸附法、混凝法、萃取法、光催化氧化法、臭氧氧化法、湿式氧化法、Fenton以及类Fenton技术、超声降解法、膜分离法、生物处理法等，但由于H酸废水具有盐分高、酸性强、色度深、COD含量高、生物毒性大等特点，利用以上方法处理时均存在一定的局限性。
CN103680022 A公开了一种H酸生产废水的处理工艺、装置及专用吸附树脂材料，通过萃取法去除一部分COD成分，同时，利用树脂改性技术使其表面经羟基硅油和丙烯酸双环戊烯基酯的双改性处理，提高对色素有机物H酸的选择吸附性。该方法所用萃取剂不能被再生循坏利用，造成浪费，此外还需制备吸附材料及制备装置，成本较高，操作复杂。
CN105236623 A公开了一种H酸废水的处理方法，利用Fenton法处理H酸废水，并加入氧化钙调节pH，吸附剂以及絮凝剂进行絮凝沉淀，达到去除COD的目的。该方法需要加热并多次添加药剂，且H酸废水中的硫酸钠盐没能得到回收利用，操作较为复杂，成本较高。
因此，寻找一种既能实现H酸废水的有效处理，又能对H酸废水中含有的大量硫酸钠进行回收利用的处理技术是目前亟待解决的问题。发明内容
本发明的目的是提供一种利用错流萃取法对H酸生产废水的资源化处理工艺，该工艺不但能实现H酸生产废水中COD的有效去除，而且能实现H酸生产废水中的大量硫酸钠盐的回收利用，还能对萃取剂进行反萃取实现萃取剂的再生利用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种利用错流萃取法对H酸生产废水的资源化处理工艺，包括如下步骤：
（1）分离无机盐以及有机物：向收集的H酸生产废水中加入萃取剂，搅拌混合，进行一级或二级萃取，得到的萃取相中含有大量有机物，萃余相中含有大量无机盐；所述萃取剂由络合剂、稀释剂和助溶剂组成，络合剂为三辛胺、三异辛胺、正辛胺和磷酸三丁酯中的一种，稀释剂为煤油，助溶剂为正辛醇，稀释剂、络合剂和助溶剂的体积比为2~5:1:0.2；H酸生产废水与萃取剂的体积比为1~8:1；搅拌转速为220~240r/min；单级萃取温度为15~65℃，单级萃取时间10~40min；
（2）回收无机盐：步骤（1）的萃余相中含有大量的硫酸钠，利用MVR设备进行处理，硫酸钠浓缩结晶析出可回收利用，蒸馏水可进行工艺回用；
（3）萃取剂再生利用：向步骤（1）的萃取相加入反萃取剂，将步骤（1）中的萃取剂再生利用，得到的萃取相浓缩液可返回生产工艺或者进行焚烧处理；所述反萃取剂为氢氧化钠溶液，萃取相与氢氧化钠溶液的体积比为2~4:1，氢氧化钠溶液浓度为10~15%。
作为优选，步骤（1）中，萃取剂由络合剂三辛胺、稀释剂煤油、助溶剂正辛醇按体积比5:18~22:1混合制得。
作为优选，步骤（1）中，H酸生产废水与萃取剂的体积比为4.5~5:1。
作为优选，步骤（1）中，单级萃取温度为50~65℃。
作为优选，步骤（1）中，单级萃取时间为30~32min。
作为优选，步骤（1）中，错流萃取级数为2级。
作为优选，步骤（3）中，氢氧化钠溶液浓度为13%。
作为优选，步骤（3）中，萃取相与氢氧化钠溶液的体积比为2:1。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、萃取效率高，可有效降低H酸废水中的COD值，有利于H酸废水的下一步处理。
2、萃取剂经氢氧化钠溶液反萃取后实现再生，再生后的萃取剂仍具有很好的萃取效果，反萃取后得到的萃取浓缩液可返回生产工艺。
3、H酸废水中的无机盐硫酸钠经MVR工艺处理后，其纯度接近100%。
4、本发明工艺设计合理，流程简单，萃取剂可再生利用，回收物也可进行二次利用或者其他生产用途，可有效实现H酸废水的处理以及资源化利用。
附图说明
图1为本发明的萃取工艺流程图；
图2为未经处理的H酸废水析出结晶（左）与硫酸钠粉末（右）；
图3为经过处理的H酸废水析出结晶（左）与硫酸钠粉末（右）。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
具体实施方式一：本实施方式提供了一种利用错流萃取法对H酸生产废水的资源化处理工艺，如图1所示，具体实施步骤如下：
（1）将络合剂三辛胺、稀释剂煤油、助溶剂正辛醇按体积比5:18~22:1混合制成萃取剂，按4.5~5:1的比例混合H酸生产废水和萃取剂，加热混合溶液温度至50~65℃，对溶液进行搅拌，搅拌速度为220~240r/min，萃取30~32min后停止搅拌，静置后将萃取相和萃余液分离，继续进行第二级错流萃取，萃取条件与第一级萃取条件相同，萃取完成后分别将两次萃取得到的萃取相和萃余液合并进行下一步处理。
（2）将步骤（1）得到的含有大量硫酸钠的萃余液进行MVR处理，处理后得到硫酸钠白色粉末，纯度接近100%。
（3）将步骤（1）得到的萃取相中加入浓度为13%的氢氧化钠溶液进行反萃取，萃取相与反萃取剂氢氧化钠溶液的体积比为2:1，反萃取完成后得到的再生萃取剂无色透明，萃取相浓缩液作为生产原料回用，剩余部分可进行焚烧处置。
具体实施方式二：本实施方式以某工厂H酸生产废水为例，其COD值为35000mg/L，硫酸钠含量20%左右。
利用错流萃取法对上述H酸生产废水进行资源化处理的工艺步骤如下：
（1）将络合剂三辛胺、稀释剂煤油、助溶剂正辛醇按体积比5:18:1混合制成萃取剂，按4.5:1的比例混合H酸生产废水和萃取剂，加热混合溶液温度为55℃，对溶液进行搅拌，搅拌速度为230r/min，萃取30min后停止搅拌，静置后将萃取相和萃余液分离，继续进行第二级错流萃取，萃取条件与第一级萃取条件相同，萃取完成后分别将两次萃取得到萃取相和萃余液合并进行下一步处理。其中，萃余液COD值为5750mg/L，去除率达到83.6%。
（2）将步骤（1）得到的含有大量硫酸钠的萃余液进行MVR处理，处理后得到硫酸钠白色粉末，纯度接近100%。
（3）将步骤（1）得到的萃取相中加入浓度为13%的氢氧化钠溶液进行反萃取，萃取相与反萃取剂氢氧化钠溶液体积比为2:1，反萃取完成后得到的再生的萃取剂无色透明，萃取相浓缩液作为生产原料回用，剩余部分可进行焚烧处置。
未经处理的H酸废水析出结晶与硫酸钠粉末如图2所示，经过本实施方式方法处理的H酸废水析出结晶与硫酸钠粉末如图3所示。
具体实施方式三：本实施方式以某工厂H酸生产废水为例，其COD值为35000mg/L，硫酸钠含量20%左右。
利用错流萃取法对上述H酸生产废水进行资源化处理的工艺步骤如下：
（1）将络合剂三辛胺、稀释剂煤油、助溶剂正辛醇按体积比5:18:1混合制成萃取剂，按4.5:1的比例混合H酸生产废水和萃取剂，加热混合溶液温度为55℃，对溶液进行搅拌，搅拌速度为230r/min，萃取30min后停止搅拌，静置后将萃取相和萃余液分离。其中，萃余液COD值为13980mg/L，去除率达到60.0%。
（2）将步骤（1）得到的含有大量硫酸钠的萃余液进行MVR处理，处理后得到硫酸钠白色粉末，纯度接近100%。
（3）将步骤（1）得到的萃取相中加入浓度为13%的氢氧化钠溶液进行反萃取，萃取相与反萃取剂氢氧化钠溶液体积比为2:1，反萃取完成后得到的再生的萃取剂无色透明。

Claims (10)

1.一种利用错流萃取法对H酸生产废水的资源化处理工艺，其特征在于所述工艺步骤如下：
（1）分离无机盐以及有机物：向收集的H酸生产废水中加入萃取剂，搅拌混合，进行一级或二级萃取，得到萃取相和萃余相，其中：H酸生产废水与萃取剂的体积比为1~8:1，搅拌转速为220~240r/min，单级萃取温度为15~65℃，单级萃取时间10~40min；
（2）回收无机盐：步骤（1）的萃余相利用MVR设备进行处理，硫酸钠浓缩结晶析出回收利用，蒸馏水进行工艺回用；
（3）萃取剂再生利用：向步骤（1）的萃取相加入反萃取剂，萃取相与反萃取剂的体积比为2~4:1，将步骤（1）中的萃取剂再生利用，得到的萃取相浓缩液返回生产工艺或者进行焚烧处理。
2.根据权利要求1所述的利用错流萃取法对H酸生产废水的资源化处理工艺，其特征在于所述步骤（1）中，萃取剂由络合剂、稀释剂和助溶剂组成，稀释剂、络合剂和助溶剂的体积比为2~5:1:0.2。
3.根据权利要求2所述的利用错流萃取法对H酸生产废水的资源化处理工艺，其特征在于所述络合剂为三辛胺、三异辛胺、正辛胺和磷酸三丁酯中的一种，稀释剂为煤油，助溶剂为正辛醇。
4.根据权利要求2所述的利用错流萃取法对H酸生产废水的资源化处理工艺，其特征在于所述萃取剂由络合剂三辛胺、稀释剂煤油、助溶剂正辛醇按体积比5:18~22:1混合制得。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的利用错流萃取法对H酸生产废水的资源化处理工艺，其特征在于所述步骤（1）中，H酸生产废水与萃取剂的体积比为4.5~5:1。
6.根据权利要求1所述的利用错流萃取法对H酸生产废水的资源化处理工艺，其特征在于所述步骤（1）中，单级萃取温度为50~65℃，单级萃取时间为30~32min。
7.根据权利要求1所述的利用错流萃取法对H酸生产废水的资源化处理工艺，其特征在于所述步骤（1）中，错流萃取级数为2级。
8.根据权利要求1所述的利用错流萃取法对H酸生产废水的资源化处理工艺，其特征在于所述（3）中，反萃取剂为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液浓度为10~15%。
9.根据权利要求8所述的利用错流萃取法对H酸生产废水的资源化处理工艺，其特征在于所述氢氧化钠溶液浓度为13%。
10.根据权利要求1、8或9所述的利用错流萃取法对H酸生产废水的资源化处理工艺，其特征在于所述步骤（3）中，萃取相与反萃取剂的体积比为2:1。
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