申请日2016.04.14
公开(公告)日2016.08.03
IPC分类号C02F9/10; C02F101/34; C02F103/36
摘要
本发明提供了一种费托合成废水中含氧有机物的分离方法。该分离方法包括：对费托合成废水进行电渗析，得到乙酸和一次净化水;对一次净化水进行渗透汽化，得到有机物渗透液和二次净化水，有机物渗透液包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和丙酮中的一种或多种。电渗析步骤仅对乙酸进行脱除有效降低了电渗析过程的工作量和成本，同时由于乙酸已被脱除，使用渗透汽化法能够将费托合成废水中的甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和丙酮一并脱除，这有利于进一步降低处理废水的成本，提高废水中含氧有机物的分离效率。由于电渗析过程能够起到调节溶液酸碱度的作用，因而采用电渗析和渗透汽化相结合的工艺还有利于进一步提高渗透汽化过程中含氧有机物的分离效率。
权利要求书
1.一种费托合成废水中含氧有机物的分离方法，其特征在于，所述分离方法包括：
对所述费托合成废水进行电渗析，得到乙酸和一次净化水;以及
对所述一次净化水进行渗透汽化，得到有机物渗透液和二次净化水，所述有机物渗透液包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和丙酮中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述渗透汽化过程中，所述一次净化水的进料温度为20～100℃，膜下游侧压力为50～2000Pa。
3.根据权利要求1或2所述的分离方法，其特征在于，所述渗透汽化过程中采用优先渗透有机物的渗透汽化膜组件，
其中，所述渗透汽化膜组件的渗透汽化膜为复合膜，所述复合膜包括分离层和用于支撑所述分离层的支撑层;优选地，所述分离层的材料选自聚二甲基硅氧烷、聚醚酰胺或聚三甲基硅丙炔中的一种或多种，优选地，所述支撑层的材料选自聚砜、聚偏氟乙烯或聚丙烯腈中的一种或多种，
优选地，所述渗透汽化膜组件的类型选自板框式膜组件、管式膜组件、中空纤维式膜组件或卷式膜组件。
4.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述电渗析过程中，电压为10～100V，流量为10～1000L/h。
5.根据权利要求4所述的分离方法，其特征在于，采用电渗析膜对所述费托合成废水进行所述电渗析过程，所述电渗析膜材料选自磺化聚苯醚、磺化聚苯硫醚、磺化聚醚砜或磺化聚醚醚酮等。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的分离方法，其特征在于，所述分离方法还包括在所述电渗析处理过程之前对所述费托合成废水进行过滤。
7.根据权利要求6所述的分离方法，其特征在于，在压力为0.01～0.15MPa的条件下，采用孔径为50～100nm的过滤膜对所述费托合成废水进行所述过滤过程。
8.根据权利要求7所述的分离方法，其特征在于，所述过滤膜的材料选自聚四氟乙烯、聚丙烯腈和聚偏氟乙烯中的一种或多种。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的分离方法，其特征在于，所述分离方法还包括对所述有机物渗透液进行浓缩的过程。
10.根据权利要求9所述的分离方法，其特征在于，所述浓缩的过程采用渗透汽化法、精馏法或萃取法。
说明书
费托合成废水中含氧有机物的分离方法
技术领域
本发明涉及水处理领域，具体而言，涉及一种费托合成废水中含氧有机物的分离方法。
背景技术
费托合成是煤液化合成油过程的关键组成部分，其是以合成气为原料在催化剂和适当条件下合成液态烃或者碳氢化合物的工艺过程。费托合成过程中的主产物是烃类物质，但同时也会生成一部分含氧有机物和大量的反应水。烃类物质与反应水的分离相对较为容易，而含氧有机物大多为水溶性的醇、醛、酮和酸类物质，很难从反应水中分离。费托合成过程中生成的反应水量较大，因此如何处理费托合成废水中的含氧有机物成为煤制油过程中亟待解决的关键问题。
现有的处理废水的方法有蒸馏法、生化法、电渗析法和渗透汽化法等。但电渗析技术是一种在电压的作用下采用离子交换膜对离子化合物进行分离的方法，当待处理的废水中组分较多时，需要通过大量的工作筛选出合适的离子交换膜以及工艺参数，因而电渗析的方法不太适合用于对组分较为复杂的废水进行处理。且酸类物质容易破坏渗透汽化膜的分离效果，因而渗透汽化法不适用于含酸废水的处理。因而现有的费托合成废水中含氧有机物的处理方法主要有两种方式：一种是采用精馏工艺回收费托合成废水中的含氧有机物，另一种是采用生化法使废水中的含氧有机物降解。
费托合成废水的水量较大，而精馏过程能耗较高，因此采用精馏法处理费托合成废水工艺的经济成本较高;同时废水中含有的有机酸会对精馏设备造成腐蚀，这也是精馏工艺在实际应用中面临的困难之一。废水中含氧有机物的浓度较高会抑制生物降解作用，因而在实际应用过程中生化法的处理效果也不太理想;此外，采用生化法对废水进行处理时无法回收利用废水中的含氧有机物，这在一定程度上造成了资源的浪费。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种费托合成废水中含氧有机物的分离方法，以解决现有的费托合成废水中含氧有机物的分离方法分离效果差和成本高的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种费托合成废水中含氧有机物的分离方法，该分离方法包括：对费托合成废水进行电渗析，得到乙酸和一次净化水;以及对一次净化水进行渗透汽化，得到有机物渗透液和二次净化水，有机物渗透液包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和丙酮中的一种或多种。
进一步地，渗透汽化过程中，一次净化水的进料温度为20～100℃，膜下游侧压力为50～2000Pa。
进一步地，渗透汽化过程中采用优先渗透有机物的渗透汽化膜组件，其中，渗透汽化膜组件的渗透汽化膜为复合膜，复合膜包括分离层和用于支撑分离层的支撑层;优选地，分离层的材料选自聚二甲基硅氧烷、聚醚酰胺或聚三甲基硅丙炔中的一种或多种，优选地，支撑层的材料选自聚砜、聚偏氟乙烯或聚丙烯腈中的一种或多种，优选地，渗透汽化膜组件的类型选自板框式膜组件、管式膜组件、中空纤维式膜组件或卷式膜组件。
进一步地，电渗析过程中，电压为10～100V，流量为10～1000L/h。
进一步地，采用电渗析膜对费托合成废水进行电渗析过程，电渗析膜材料选自磺化聚苯醚、磺化聚苯硫醚、磺化聚醚砜或磺化聚醚醚酮等。
进一步地，上述分离方法还包括在电渗析处理过程之前对费托合成废水进行过滤。
进一步地，在压力为0.01～0.15MPa的条件下，采用孔径为50～100nm的过滤膜对费托合成废水进行过滤过程。
进一步地，过滤膜的材料选自聚四氟乙烯、聚丙烯腈和聚偏氟乙烯中的一种或多种。
进一步地，上述分离方法还包括对有机物渗透液进行浓缩的过程。
进一步地，浓缩的过程采用渗透汽化法、精馏法或萃取法。
应用本发明的技术方案，在电渗析步骤中仅对一种成分-乙酸进行脱除，进而有效地降低了电渗析过程的工作量和成本。同时由于乙酸在电渗析过程中已被脱除，使用渗透汽化法能够将费托合成废水中的甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和丙酮一并脱除，这有利于进一步降低处理费托合成废水的成本，并提高费托合成废水中含氧有机物的分离效率。此外，由于电渗析过程能够起到调节溶液酸碱度的作用，因而采用电渗析和渗透汽化相结合的处理工艺还有利于进一步提高渗透汽化过程中有机物的分离效率。综上所述，采用电渗析和渗透汽化相结合的方法对费托合成废水进行处理，不仅有利于降低废水处理过程的能耗和工艺成本，还有利于提高废水中含氧有机物的分离效率和分离效果。
