申请日2015.04.05
公开(公告)日2015.07.15
IPC分类号C02F9/10; C02F9/06
摘要
本发明提供了膜法处理丙烯酸废水的工艺，它对丙烯酸废水依次进行如下步骤处理：1)、纳滤系统处理(NF);2)、两级电渗析系统处理(ED)，经过电渗析系统的浓水出水进后续的精馏工艺或高压反渗透工艺，淡水出水回到丙烯酸吸收塔作为吸收水回用。本发明能够对丙烯酸废水进行综合处理，不仅不会造成环境负担，而且使其能够被资源化利用。
摘要附图
权利要求书
1.丙烯酸废水处理回用的工艺，其特征在于它对丙烯酸废水依次进行如下步骤处理：
1)、纳滤系统处理(NF);
2)、电渗析系统处理(ED)，经过电渗析系统的浓水出水进后续的精馏工艺或高压反渗透工艺，淡水出水回到丙烯酸吸收塔作为吸收水回用。
2.如权利要求1所述的丙烯酸废水处理回用的工艺，其特征在于纳滤系统处理对丙烯酸的回收率控制在95%以上，其对聚丙烯酸、铁离子以及色素的去除率在80%以上。
3.如权利要求1所述的膜法处理丙烯酸废水的工艺，其特征在于纳滤系统采用的膜组件为卷式膜片，膜材料选自醋酸纤维素(CA)、磺化聚砜(SPS)、磺化聚醚砜(SPES)和聚乙烯醇(PVA)。
4.如权利要求1所述的丙烯酸废水处理回用的工艺，其特征在于电渗析系统分为两级电渗析处理：第一级电渗析处理采用非常致密的均相膜堆，第一级电渗析处理的浓水中丙烯酸浓度浓缩到15%之后，浓水作为出水直接进入到后续精馏或高压反渗透工艺;第一级电渗析处理的淡水中丙烯酸浓度脱除到1%以下，进入到第二级电渗析处理;第二级电渗析处理后的浓水中丙烯酸浓度从1%以下浓缩至4%之后，第二级电渗析处理后的浓水返回第一级电渗析处理进行再度浓缩;第二级电渗析处理后的淡水中丙烯酸浓度除至0.2%以下，然后直接回用到丙烯酸气体吸收塔中作为吸收液。
5.如权利要求1所述的丙烯酸废水处理回用的工艺，其特征在于在步骤(2)中，原水采用丙烯酸废水的纳滤透过液为水源，对于电渗析系统的浓水侧，部分连续运行，连续运行的浓水走向和被电渗析处理的物料走向相反。
6.如权利要求4所述的丙烯酸废水处理回用的工艺，其特征在于在步骤(2)中的离子交换膜，采用低电阻高致密高选择性特殊电渗析膜;交换容量mol/kg(干)，阴膜≥2.0，阳膜≥2.2;膜面电阻Ω.cm2，阴膜≤10，阳膜≤8;选择透过率 (0.1molKCl/0.2molKCl)，阳膜≥95，阴膜≥92;爆破强度Mpa，阳膜≥0.4，阴膜≥0.4。
7.如权利要求1所述的丙烯酸废水处理回用的工艺，其特征在于电渗析系统分为两级电渗析处理：第一级电渗析处理采用非常致密的均相膜堆，第一级电渗析处理的浓水中丙烯酸浓度浓缩到第一阈值浓度之后，浓水作为出水直接进入到后续精馏或高压反渗透工艺;第一级电渗析处理的淡水中丙烯酸浓度脱除到第二阈值浓度以下，进入到第二级电渗析处理中;第二级电渗析处理后的浓水中丙烯酸浓度从第二阈值浓度以下浓缩至第三阈值浓度之后，第二级电渗析处理后的浓水返回第一级电渗析处理进行再度浓缩;第二级电渗析处理后的淡水中丙烯酸浓度脱除至第四阈值浓度以下，然后直接回用到丙烯酸气体吸收塔中作为吸收液。
说明书
丙烯酸废水处理回用的工艺
技术领域
本发明涉及一种丙烯酸废水处理回用的工艺。
背景技术
丙烯酸废水具有有机物含量高、水质复杂，可生化性差等特点。在丙烯酸废水的处理方面，国内外进行了很多研究，但主要集中在废水的处理工艺上。国内外对丙烯酸废水处理主要是末端控制，采用的技术主要为：生化法、电化学法、催化氧化法、焚烧法等。这些方法大部分停留在实验室基础上，焚烧法虽然在工程中得到了应用，但其成本过高，不利于大范围的推广。
国内大多数丙烯酸废水处理都没有从清洁生产、用水平衡、资源回收角度系统分析，进行废水的综合处理。虽然也有报道称，可以通过高压反渗透膜浓缩的方法，将丙烯酸浓缩至较高浓度，再进精馏塔制得较高纯度的丙烯酸。但是这一方法的膜浓缩阶段中丙烯酸的回收率非常低，而且制得的丙烯酸浓缩液的颜色非常深，杂质较多。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种丙烯酸废水回收方法，采用清洁生产电渗析膜浓缩技术，实现清洁生产，使废水达到最大程度的利用率，减少企业废水处理站的运行压力。为此，本发明采用以下技术方案：
丙烯酸废水处理回用的工艺，其特征在于它对丙烯酸废水依次进行如下步骤处理：
1)、纳滤系统处理(NF);
2)、电渗析系统处理(ED)，经过电渗析系统的浓水出水进后续的精馏工艺或高压反渗透工艺，淡水出水回到丙烯酸吸收塔作为吸收水回用。
在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：
纳滤系统处理对丙烯酸的回收率控制在95%以上，其对聚丙烯酸、铁离子以及色素的去除率在80%以上。
纳滤系统采用的膜组件为卷式膜片，膜材料选自醋酸纤维素(CA)、磺化聚砜(SPS)、磺化聚醚砜(SPES)和聚乙烯醇(PVA)。
电渗析系统分为两级电渗析处理：第一级电渗析处理采用非常致密的均相膜堆，第一级电渗析处理的浓水中丙烯酸浓度浓缩到15%之后，浓水作为出水直接进入到后续精馏或高压反渗透工艺;第一级电渗析处理的淡水中丙烯酸浓度脱除到1%以下，进入到第二级电渗析处理;第二级电渗析处理后的浓水中丙烯酸浓度从1%以下浓缩至4%之后，第二级电渗析处理后的浓水返回第一级电渗析处理进行再度浓缩;第二级电渗析处理后的淡水中丙烯酸浓度除至0.2%以下，然后直接回用到丙烯酸气体吸收塔中作为吸收液。
在步骤(2)中，物料为丙烯酸废水的纳滤透过液，分别进入电渗析系统的浓淡水侧，而电渗析系统的浓淡水侧的物料走向相反。
在步骤(2)中的异相离子交换膜，采用低电阻高致密高选择性特殊电渗析膜;交换容量mol/kg(干)，阴膜≥2.0，阳膜≥2.2;膜面电阻Ω.cm2，阴膜≤10，阳膜≤8;选择透过率 (0.1molKCl/0.2molKCl)，阳膜≥95，阴膜≥92;爆破强度Mpa，阳膜≥0.4，阴膜≥0.4。
电渗析系统分为两级电渗析处理：第一级电渗析处理采用非常致密的均相膜堆，第一级电渗析处理的浓水中丙烯酸浓度浓缩到第一阈值浓度之后，浓水作为出水直接进入到后续精馏或高压反渗透工艺;第一级电渗析处理的淡水中丙烯酸浓度脱除到第二阈值浓度以下，进入到第二级电渗析处理中;第二级电渗析处理后的浓水中丙烯酸浓度从第二阈值浓度以下浓缩至第三阈值浓度之后，第二级电渗析处理后的浓水返回第一级电渗析处理进行再度浓缩;第二级电渗析处理后的淡水中丙烯酸浓度脱除至第四阈值浓度以下，然后直接回用到丙烯酸气体吸收塔中作为吸收液。
第一阈值浓度为第二阈值浓度的15倍以上，第三阈值浓度为第二阈值浓度的5倍以上。
由于采用上述技术方案，本发明工艺提出了丙烯酸废水回收方法，其具有以下技术效果：
(1)、创新采用“纳滤+电渗析”技术处理丙烯酸废水，利用纳滤去除聚丙烯酸、铁离子以及色素等杂质，使得生产所得的丙烯酸产品颜色基本为无色透明液体，同时也保护了后续电渗析系统。利用电渗析，对丙烯酸废水浓缩处理，将最终丙烯酸浓缩液用于后续生产中，同时还可以回收电渗析淡水端稀丙烯酸溶液，用于前端丙烯酸废气的吸收;
(2)、回收丙烯酸，提高丙烯酸收率，降低丙烯酸排放量，减少环保压力，循环利用水资源，降低能耗以及生产成本;
(3)、采用电渗析对丙烯酸废水进行浓缩，电渗析分为两级：整个电渗析系统的特征在于对丙烯酸的回收率控制在98%以上。
(4)将丙烯酸浓度浓缩至15%以上，降低后续精馏工艺的蒸发量，大幅降低能耗。淡水侧的丙烯酸稀液回用于丙烯酸废气吸收，减少废水排放量，减轻后续生化处理系统负荷，能减轻企业环保压力，也符合节能减排的要求;
(5)、创新地将膜集成技术之间匹配，膜集成技术与丙烯酸废水回收，实现在达到较高的丙烯酸、水回收率的前提下，最终较经济的实现工业化生产运行，为企业创造效益，降低生产运行成本，提高企业的市场竞争力。
