公布日：2023.04.25
申请日：2022.12.26
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/469(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)I;C02F1/42(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F103/36(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明实施例提出一种双甘膦生产废水资源化处理方法及系统，方法包括将双甘膦生产废水进行预处理；将预处理的双甘膦生产废水和第一回收液进行扩散透析，并获得甲醛残液和第一回收酸；将甲醛残液和第二回收液进行第一次电渗析，并获得甲醛淡化液和第一酸浓缩液；将第一回收酸和第三回收液进行第二次电渗析，以获得甲醛淡化液和第二酸浓缩液；将获得的甲醛和酸浓缩液回用于双甘膦生产。本发明采用扩散渗析联合耦合电渗析工艺对双甘膦生产废水中的盐酸和甲醛进行有效分离，并将盐酸返回到双甘膦生产过程中的酸化段，甲醛返回到缩合段，解决了废酸无去向的问题，而且减轻了污水处理站的处理负荷，缓解了环保压力。
权利要求书
1.一种双甘膦生产废水资源化处理方法，其特征在于，包括：将双甘膦生产废水进行预处理去除杂质；将预处理的双甘膦生产废水和第一回收液进行扩散透析，并获得甲醛残液和第一回收酸；其中，所述第一回收液的浓度低于所述双甘膦生产废水的浓度；将甲醛残液和第二回收液进行第一次电渗析，并获得甲醛淡化液和第一酸浓缩液；其中，所述第二回收液的浓度低于所述甲醛残液的浓度；将所述第一回收酸按1：1～3的比例分成两份，并进行第二次电渗析；或者，将所述第一回收酸和第三回收液进行第二次电渗析；或者，将所述第一回收酸和第一酸浓缩液进行第二次电渗析，以获得甲醛淡化液和第二酸浓缩液；将获得的甲醛淡化液回用于双甘膦生产过程中的缩合段，将获得第二酸浓缩液回用于双甘膦生产过程中的酸化段。
2.如权利要求1所述的双甘膦生产废水资源化处理方法，其特征在于，所述将预处理的双甘膦生产废水和第一回收液进行扩散透析的步骤包括：将预处理的双甘膦生产废水自下而上进入扩散透析装置一侧的渗析室；将第一回收液自上而下进入扩散透析装置另一侧的扩散室；利用阴离子交换膜使双甘膦生产废水中的离子扩散渗析至扩散室。
3.如权利要求1所述的双甘膦生产废水资源化处理方法，其特征在于，所述第一次电渗析和所述第二次电渗析的步骤包括：将浓度较高的进液通入淡化室；将浓度较低的进液通入浓缩室；接通电源以利用产生的电场驱动淡化室的离子迁移至浓缩室。
4.一种双甘膦生产废水资源化处理系统，其特征在于，包括：预处理装置，所述预处理装置用于将双甘膦生产废水进行预处理去除杂质；扩散透析装置，所述扩散透析装置包括料液进口和进水口，所述料液进口与所述预处理装置连接以接收双甘膦生产废水，所述进水口用于通入第一回收液；所述扩散透析装置用于扩散透析并获得甲醛残液和第一回收酸；其中，所述第一回收液的浓度低于所述双甘膦生产废水的浓度；第一电渗析装置，所述第一电渗析装置包括第一浓缩室进口和第一淡化室进口，所述第一淡化室进口与所述扩散透析装置连接以通入所述甲醛残液，所述第一浓缩室进口用于通入第二回收液；所述第一电渗析装置用于进行第一次电渗析并获得甲醛淡化液和第一酸浓缩液；第二电渗析装置，所述第二电渗析装置包括第二浓缩室进口和第二淡化室进口；所述第二淡化室进口与所述第一电渗析装置连接以通入所述第一酸浓缩液，所述第二淡化室进口和所述第二浓缩室进口均与所述扩散透析装置连接以通入所述第一回收酸，所述第二浓缩室进口用于通入第三回收液；所述第二电渗析装置用于进行第二次电渗析并获得甲醛淡化液和第二酸浓缩液。
5.如权利要求4所述的双甘膦生产废水资源化处理系统，其特征在于，所述扩散透析装置包括第一阴离子交换膜、隔板和夹板，所述第一阴离子交换膜和所述隔板交替叠放形成膜堆，所述夹板设置在所述膜堆两侧，且所述第一阴离子交换膜两侧分别形成渗析室和扩散室，所述料液进口与所述渗析室连通，所述进水口与所述扩散室连通。
6.如权利要求5所述的双甘膦生产废水资源化处理系统，其特征在于，所述第一阴离子交换膜为均相膜，所述第一阴离子交换膜的厚度偏差的绝对值不大于10％，所述第一阴离子交换膜的氢离子渗析系数不小于5*10-7m/s，所述第一阴离子交换膜的酸/盐分离因子不小于15。
7.如权利要求5所述的双甘膦生产废水资源化处理系统，其特征在于，所述第一电渗析装置和所述第二电渗析装置均包括第二阴离子交换膜、阳离子交换膜、淡化室隔板、浓缩室隔板、夹板以及电极板；所述第二阴离子交换膜、淡化室隔板、阳离子交换膜和浓缩室隔板依次交替堆放形成膜堆，所述夹板和电极板设置在所述膜堆两侧，所述淡化室隔板和所述浓缩室隔板上一侧设置有溶液通道，所述淡化室隔板和所述浓缩室隔板正反交替设置以形成淡化室和浓缩室，所述淡化室用于通入浓度较高的进液，所述浓缩室用于通入浓度较低的进液，所述第一电渗析装置和所述第二电渗析装置用于在所述电极板通电时进行电渗析，以使所述淡化室内的离子在电场驱动下定向迁移至浓缩室。
8.如权利要求7所述的双甘膦生产废水资源化处理系统，其特征在于，第二阴离子交换膜为一价离子选择透过性膜，所述第二阴离子交换膜的厚度为100μm，所述第二阴离子交换膜的迁移率大于0.95，所述第二阴离子交换膜的含水率为20％～40％，所述第二阴离子交换膜的交换容量不小于1.3mol/kg(干膜)，所述第二阴离子交换膜的膜面电阻不大于6Ω·cm2，所述第二阴离子交换膜的选择透过率不小于90％；所述阳离子交换膜为氢离子选择透过性膜，所述阳离子交换膜的厚度为150μm，所述阳离子交换膜的迁移率大于0.97，所述阳离子交换膜的含水率为30％～70％，所述阳离子交换膜的交换容量不小于1.1mol/kg(干膜)，所述阳离子交换膜的膜面电阻不大于5Ω·cm2，所述阳离子交换膜的选择透过率不小于92％。
9.如权利要求7所述的双甘膦生产废水资源化处理系统，其特征在于，所述隔板包括橡胶边框和涤纶内网，所述隔板厚度0.5～2.0mm；所述夹板为不锈钢；所述扩散渗析装置、所述第一电渗析装置和所述第二电渗析装置均为板框式；所述电极板的阳极包括钛涂钌铱，所述电极板的阴极包括石墨。
10.如权利要求4-9任一权利要求所述的双甘膦生产废水资源化处理系统，其特征在于，所述预处理装置包括精密过滤器或微孔过滤器，所述预处理装置的过滤精度为0.45μm～50μm。
发明内容
本发明实施例提供一种双甘膦生产废水资源化处理方法及系统，以解决背景技术中遇到的一个或者多个技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种双甘膦生产废水资源化处理方法，包括：
将双甘膦生产废水进行预处理去除杂质；
将预处理的双甘膦生产废水和第一回收液进行扩散透析，并获得甲醛残液和第一回收酸；其中，所述第一回收液的浓度低于所述双甘膦生产废水的浓度；
将甲醛残液和第二回收液进行第一次电渗析，并获得甲醛淡化液和第一酸浓缩液；其中，所述第二回收液的浓度低于所述甲醛残液的浓度；
将所述第一回收酸按1：1～3的比例分成两份，并进行第二次电渗析；或者，将所述第一回收酸和第三回收液进行第二次电渗析；或者，将所述第一回收酸和第一酸浓缩液进行第二次电渗析，以获得甲醛淡化液和第二酸浓缩液；
将获得的甲醛淡化液回用于双甘膦生产过程中的缩合段，将获得第二酸浓缩液回用于双甘膦生产过程中的酸化段。
在一种较佳的实施方式中，所述将预处理的双甘膦生产废水和第一回收液进行扩散透析的步骤包括：
将预处理的双甘膦生产废水自下而上进入扩散透析装置一侧的渗析室；
将第一回收液自上而下进入扩散透析装置另一侧的扩散室；
利用阴离子交换膜使双甘膦生产废水中的离子扩散渗析至扩散室。
在一种较佳的实施方式中，所述第一次电渗析和所述第二次电渗析的步骤包括：
将浓度较高的进液通入淡化室；
将浓度较低的进液通入浓缩室；
接通电源以利用产生的电场驱动淡化室的离子迁移至浓缩室。
第二方面，本发明实施例提供了一种双甘膦生产废水资源化处理系统，包括：
预处理装置，所述预处理装置用于将双甘膦生产废水进行预处理去除杂质；
扩散透析装置，所述扩散透析装置包括料液进口和进水口，所述料液进口与所述预处理装置连接以接收双甘膦生产废水，所述进水口用于通入第一回收液；所述扩散透析装置用于扩散透析并获得甲醛残液和第一回收酸；其中，所述第一回收液的浓度低于所述双甘膦生产废水的浓度；
第一电渗析装置，所述第一电渗析装置包括第一浓缩室进口和第一淡化室进口，所述第一淡化室进口与所述扩散透析装置连接以通入所述甲醛残液，所述第一浓缩室进口用于通入第二回收液；所述第一电渗析装置用于进行第一次电渗析并获得甲醛淡化液和第一酸浓缩液；
第二电渗析装置，所述第二电渗析装置包括第二浓缩室进口和第二淡化室进口；所述第二淡化室进口与所述第一电渗析装置连接以通入所述第一酸浓缩液，所述第二淡化室进口和所述第二浓缩室进口均与所述扩散透析装置连接以通入所述第一回收酸，所述第二浓缩室进口用于通入第三回收液；所述第二电渗析装置用于进行第二次电渗析并获得甲醛淡化液和第二酸浓缩液。
在一种较佳的实施方式中，所述扩散透析装置包括第一阴离子交换膜、隔板和夹板，所述第一阴离子交换膜和所述隔板交替叠放形成膜堆，所述夹板设置在所述膜堆两侧，且所述第一阴离子交换膜两侧分别形成渗析室和扩散室，所述料液进口与所述渗析室连通，所述进水口与所述扩散室连通。
在一种较佳的实施方式中，所述第一阴离子交换膜为均相膜，所述第一阴离子交换膜的厚度偏差的绝对值不大于10％，所述第一阴离子交换膜的氢离子渗析系数不小于5*10-7m/s，所述第一阴离子交换膜的酸/盐分离因子不小于15。
在一种较佳的实施方式中，所述第一电渗析装置和所述第二电渗析装置均包括第二阴离子交换膜、阳离子交换膜、淡化室隔板、浓缩室隔板、夹板以及电极板；所述第二阴离子交换膜、淡化室隔板、阳离子交换膜和浓缩室隔板依次交替堆放形成膜堆，所述夹板和电极板设置在所述膜堆两侧，所述淡化室隔板和所述浓缩室隔板上一侧设置有溶液通道，所述淡化室隔板和所述浓缩室隔板正反交替设置以形成淡化室和浓缩室，所述淡化室用于通入浓度较高的进液，所述浓缩室用于通入浓度较低的进液，所述第一电渗析装置和所述第二电渗析装置用于在所述电极板通电时进行电渗析，以使所述淡化室内的离子在电场驱动下定向迁移至浓缩室。
在一种较佳的实施方式中，第二阴离子交换膜为一价离子选择透过性膜，所述第二阴离子交换膜的厚度为100μm，所述第二阴离子交换膜的迁移率大于0.95，所述第二阴离子交换膜的含水率为20％～40％，所述第二阴离子交换膜的交换容量不小于1.3mol/kg(干膜)，所述第二阴离子交换膜的膜面电阻不大于6Ω·cm2，所述第二阴离子交换膜的选择透过率不小于90％；所述阳离子交换膜为氢离子选择透过性膜，所述阳离子交换膜的厚度为150μm，所述阳离子交换膜的迁移率大于0.97，所述阳离子交换膜的含水率为30％～70％，所述阳离子交换膜的交换容量不小于1.1mol/kg(干膜)，所述阳离子交换膜的膜面电阻不大于5Ω·cm2，所述阳离子交换膜的选择透过率不小于92％。
在一种较佳的实施方式中，所述隔板包括橡胶边框和涤纶内网，所述隔板厚度0.5～2.0mm；所述夹板为不锈钢；所述扩散渗析装置、所述第一电渗析装置和所述第二电渗析装置均为板框式；所述电极板的阳极包括钛涂钌铱，所述电极板的阴极包括石墨。
在一种较佳的实施方式中，所述预处理装置包括精密过滤器或微孔过滤器，所述预处理装置的过滤精度为0.45μm～50μm。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：采用扩散渗析联合耦合电渗析工艺对双甘膦生产废水中的盐酸和甲醛进行有效分离，并将盐酸返回到双甘膦生产过程中的酸化段，甲醛返回到缩合段，解决了废酸无去向的问题，而且减轻了污水处理站的处理负荷，缓解了环保压力。
（发明人：张志强;曹辉;肖传绪;丁然;杨辉;韩孟利;张迎）
