申请日2015.11.10
公开(公告)日2016.03.23
IPC分类号C02F9/10; C02F1/28
摘要
一种染料工业酸性废水的连续化处理方法，所述方法包括：(A)一次脱色：将染料工业生产过程中含有硫酸或盐酸的酸性废水，连续进入颗粒活性炭吸附柱底部，从下到上进行吸附脱色，得到一脱液;(B)中和：将一脱液中和至pH值2.5～7，得到中和液;(C)二次脱色：将中和液连续进入颗粒活性炭吸附柱底部，从下到上进行二次吸附脱色，得到二脱液;(D)浓缩、结晶;(E)活性炭再生：上述步骤(A)、(C)中排出的饱和颗粒活性炭先用水洗涤至pH值为2～7，然后将洗涤后的饱和颗粒活性炭送入再生系统再生，再生后的颗粒活性炭进入颗粒活性炭吸附柱循环利用，而再生系统产生的尾气则被尾气塔吸收。
权利要求书
1.一种染料工业酸性废水的连续化处理方法，所述方法包括：
(A)一次脱色：将染料工业生产过程中含有硫酸或盐酸的酸性废水，连续进入颗粒活性炭吸附柱底部，从下到上进行吸附脱色，得到一脱液;当颗粒活性炭吸附柱底部的活性炭达到饱和时进行排炭、补炭;
(B)中和：将步骤(A)得到的一脱液，连续转入中和装置中，同时连续地向中和装置加入碱性物质将一脱液中和至pH值2.5～7，得到中和液;所述的碱性物质为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或两种以上的混合物，或者是液氨、氨水中的一种或两种的混合物;
(C)二次脱色：将步骤(B)得到的中和液连续进入颗粒活性炭吸附柱底部，从下到上进行二次吸附脱色，得到二脱液;当颗粒活性炭吸附柱底部的活性炭达到饱和时进行排炭、补炭;
(D)浓缩、结晶：将步骤(C)得到的二脱液浓缩得到冷凝水和浓缩物，浓缩物经结晶得到铵盐或钠盐以及结晶母液，回收的冷凝水可用作染料生产过程中的合成底水和/或洗涤用水，结晶母液返回浓缩系统和/或脱色系统进行循环处理;
(E)活性炭再生：上述步骤(A)、(C)中排出的饱和颗粒活性炭先用水洗涤至洗涤液的pH值为2～7，然后将洗涤后的饱和颗粒活性炭送入再生系统再生，再生后的颗粒活性炭，可进入颗粒活性炭吸附柱循环利用，而再生系统产生的尾气则被尾气塔吸收。
2.如权利要求1所述的染料工业酸性废水的连续化处理方法，其特征在于：所述颗粒活性炭吸附柱中活性炭颗粒粒径为0.5～3mm。
3.如权利要求2所述的染料工业酸性废水的连续化处理方法，其特征在于：所述颗粒活性炭吸附柱中活性炭颗粒粒径为1～2mm。
4.如权利要求1～3之一所述的染料工业酸性废水的连续化处理方法，其特 征在于：所述颗粒活性炭吸附柱的底部设有检测口，当颗粒活性炭碘值小于450mg/g时，视为颗粒活性炭饱和，需进行排炭、补炭;所述的排炭、补炭是从颗粒活性炭吸附柱的底部排出饱和颗粒活性炭，并从颗粒活性炭吸附柱顶部添加新鲜颗粒活性炭，使吸附柱填满。
5.如权利要求1～4之一所述的染料工业酸性废水的连续化处理方法，其特征在于：所述步骤(E)中，所述再生系统包括一次炉、二次炉和蒸汽锅炉;饱和颗粒活性炭先进入一次炉，控制一次炉温度为860～900℃，一次炉高温氧化分解或炭化吸附在饱和颗粒活性炭表面的有机物，并用蒸汽锅炉产生的蒸汽疏通饱和颗粒活性炭内的微孔，实现饱和颗粒活性炭的再生;一次炉产生的尾气进入二次炉，控制二次炉温度为600～630℃，使尾气中的有机物或粉炭在二次炉中充分燃烧，二次炉产生的余热随燃烧产生的尾气进入蒸汽锅炉用于加热蒸汽锅炉里的水使之产生热水和蒸汽;二次炉产生的尾气经蒸汽锅炉热交换降温后用尾气塔吸收。
6.如权利要求1～5之一所述的染料工业酸性废水的连续化处理方法，其特征在于：所述步骤(E)中，采用如下操作将饱和颗粒活性炭用水洗涤至洗涤液的pH值为2～7：将饱和颗粒活性炭排入吹送槽，进水浸泡，排水后用压缩空气吹扫，再进水浸泡，再排水后用压缩空气吹扫，直至排出的洗涤液的pH值在2～7之间，最后再进水利用水压将饱和颗粒活性炭送入去水螺旋机;饱和颗粒活性炭在去水螺旋机中去水后送入再生系统再生。
7.如权利要求1～6之一所述的染料工业酸性废水的连续化处理方法，其特征在于：所述颗粒活性炭吸附柱是一级或多级并联的吸附柱。
8.如权利要求1～7之一所述的染料工业酸性废水的连续化处理方法，其特征在于：所述一次脱色中，控制酸性废水在颗粒活性炭吸附柱中的停留时间为1～8h;所述二次脱色中，控制中和液在颗粒活性炭吸附柱中的停留时间为1～8h。
9.如权利要求1～8之一所述的染料工业酸性废水的连续化处理方法，其特征在于：所述中和装置可以是一级或多级串联的中和装置。
10.如权利要求1～9之一所述的染料工业酸性废水的连续化处理方法，其特征在于：所述的步骤(B)的中和液，先经物理过滤后再进入二次脱色工序。
说明书
一种染料工业酸性废水的连续化处理方法
(一)技术领域
本发明涉及一种染料工业酸性废水的连续化处理方法。
(二)背景技术
染料工业包括各种染料及中间体生产过程中，会产生大量的酸性废水，传统的酸性废水治理方法是采用石灰中和法，但治理过程中会产生大量的硫酸钙及附着的有机物，造成二次污染。
近年来，对酸性废水处理也有不少报道，其中较多介绍酸性废水经中和、脱色等步骤回收硫酸铵(硫酸钠)或氯化铵(氯化钠)，如CN103130370A、CN103241885A、CN102826673A等专利，该方法实现废水处理的同时，还将废水变废为宝，但它们都是使用粉末活性炭作为吸附剂吸附脱色，由于粉末活性炭无法再生，用完后产生较多的废渣，根据国家新的法规，废渣属于危废品，较难处理。
(三)发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种染料工业酸性废水的连续化处理方法，该方法使用颗粒活性炭作为吸附剂，通过饱和活性炭再生，可实现吸附剂的循环使用，不仅降低生产成本而且避免了废渣产生，同时还生成副产品将废水变废为宝，真正实现资源化回收利用。
本发明采用的技术方案是：
一种染料工业酸性废水的连续化处理方法，所述方法包括：
(A)一次脱色：将染料工业生产过程中含有硫酸或盐酸的酸性废水，连续进入颗粒活性炭吸附柱底部，从下到上进行吸附脱色，得到一脱液;当颗粒活性炭吸附柱底部的活性炭达到饱和时进行排炭、补炭;
(B)中和：将步骤(A)得到的一脱液，连续转入中和装置中，同时连续地向中和装置加入碱性物质将一脱液中和至pH值2.5～7，得到中和液;所述的碱性物质为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或两种以上的混合物，或者是液氨、氨水中的一种或两种的混合物;
(C)二次脱色：将步骤(B)得到的中和液连续进入颗粒活性炭吸附柱底部，从下到上进行二次吸附脱色，得到二脱液;当颗粒活性炭吸附柱底部的活性炭达到饱和时进行排炭、补炭;
(D)浓缩、结晶：将步骤(C)得到的二脱液浓缩得到冷凝水和浓缩物，浓缩物经结晶得到铵盐或钠盐(硫酸铵、硫酸钠、氯化铵或氯化钠，结晶过程中得到的晶体)以及结晶母液(结晶过程分离晶体后的剩余液体)，回收的冷凝水可用作染料生产过程中的合成底水和/或洗涤用水，结晶母液返回浓缩系统和/或脱色系统进行循环处理;
(E)活性炭再生：上述步骤(A)、(C)中排出的饱和颗粒活性炭先用水洗涤至洗涤液的pH值为2～7，然后将洗涤后的饱和颗粒活性炭送入再生系统再生，再生后的颗粒活性炭，可进入颗粒活性炭吸附柱循环利用，而再生系统产生的尾气则被尾气塔吸收。
进一步，所述步骤(A)得到的一脱液可全部或部分用作染料生产的合成底水。
进一步，所述含有硫酸的酸性废水中硫酸质量含量一般为1%～50%，含有盐酸的酸性废水中盐酸质量含量一般为1%～20%。
进一步，所述颗粒活性炭吸附柱中活性炭颗粒粒径为0.5～3mm，优选为1～2mm。
进一步，所述一次脱色中，控制酸性废水在颗粒活性炭吸附柱中的停留时间为1～8h，优选为2～3h;所述二次脱色中，控制中和液在颗粒活性炭吸附柱中 的停留时间为1～8h，优选为1～2h。
进一步，所述颗粒活性炭吸附柱的底部设有检测口，当颗粒活性炭碘值小于450mg/g时，视为颗粒活性炭饱和，需进行排炭、补炭;排炭、补炭是从颗粒活性炭吸附柱的底部排出饱和炭，并从颗粒活性炭吸附柱顶部添加新鲜颗粒活性炭，使吸附柱填满。
进一步，为了提高废水处理量，所述颗粒活性炭吸附柱可以是一级或多级并联的吸附柱。
进一步，所述的步骤(B)的中和液，可经物理过滤后进入二次脱色工序，所述物理过滤，指一般常用的过滤器，如压滤机、布袋过滤器等。
进一步，所述中和时加入的碱性物质优选为液氨。
进一步，所述中和装置可以是一级或多级串联的中和装置，采用逐级添加碱性物质中和的方法，如果上一级中和装置未达到设定pH值，则后一级中和装置继续补加碱性物质。
进一步，步骤(D)中，浓缩和结晶可采用常规操作。浓缩可以采用常规的单效浓缩、多效浓缩、也可以采取蒸汽再压缩浓缩的方式如MVR蒸发器进行，浓缩冷凝水可进一步回用至染料生产中的合成底水和/或用于本发明所述饱和活性炭的洗涤用水。结晶母液返回浓缩系统和/或脱色系统进行循环处理;结晶得到的硫酸铵、硫酸钠、氯化铵或氯化钠湿品可直接作为产品，也可以进一步干燥得含水量更低的产品。
进一步，所述步骤(E)中，优选采用如下操作将饱和颗粒活性炭用水洗涤至洗涤液的pH值为2～7：将饱和颗粒活性炭排入吹送槽，进水(优选自来水)浸泡(浸泡时间优选30～60分钟)，排水后用压缩空气吹扫(吹扫时间优选30～60分钟)，再进水(优选自来水)浸泡(浸泡时间优选30～60分钟)，再排水后用压缩空气吹扫(吹扫时间优选30～60分钟)，直至排出的洗涤液的pH值在2～7 之间，最后再进水利用水压将饱和颗粒活性炭送入去水螺旋机;饱和颗粒活性炭在去水螺旋机中去水后送入再生系统再生。
进一步，所述步骤(E)中，所述再生系统包括一次炉、二次炉和蒸汽锅炉;饱和颗粒活性炭先进入一次炉，控制一次炉温度为860～900℃，一次炉高温氧化分解或炭化吸附在饱和颗粒活性炭表面的有机物，并用蒸汽锅炉产生的蒸汽疏通饱和颗粒活性炭内的微孔，实现饱和颗粒活性炭的再生;一次炉产生的尾气进入二次炉，控制二次炉温度为600～630℃，使尾气中的有机物或粉炭在二次炉中充分燃烧，二次炉产生的余热随燃烧产生的尾气进入蒸汽锅炉用于加热蒸汽锅炉里的水使之产生热水和蒸汽;二次炉产生的尾气经蒸汽锅炉热交换降温后用尾气塔吸收。
进一步，步骤(E)中，所述尾气塔中有液碱，液碱与尾气充分接触，吸收尾气中的灰尘、酸性气体等杂质。
本发明所述的染料工业生产过程中含有硫酸或盐酸的酸性废水，可取自染料废水贮槽中经水量均质化后的染料废水，也可取自某染料品种生产偶合过程中的母液废水和洗涤废水等。
本发明所述的一种染料工业酸性废水的连续化处理方法，其有益效果体现在：本发明将酸性废水经过一次脱色、中和、二次脱色、浓缩、结晶分离等步骤生成副产品(硫酸铵、硫酸钠、氯化铵或氯化钠)，避免了染料废酸传统用石灰中和产生大量硫酸钙及附着的有机物难处理的局面，实现废水变废为宝;用颗粒活性炭代替传统的粉末活性炭，并将饱和活性炭再生循环利用，降低生产成本同时避免了废渣产生，实现真正的资源化回收利用，节能减排效益显著;本发明采用连续化工艺，符合大生产要求，适应大规模推广应用。
