申请日2011.12.30
公开(公告)日2013.02.20
IPC分类号C02F1/42; C01D5/00; C07C303/44; C07C309/35; C01D5/02
摘要
本发明提供了一种从工业废水中分离出萘磺酸、硫酸、亚硫酸的方法，以D301R大孔弱碱性阴离子交换树脂为交换吸附剂，采用三个离子交换吸附塔依次串联，使含酸工业废水依次经过这三个离子交换吸附塔，分别将硫酸、2-萘磺酸和亚硫酸交换吸附到各塔;以浓度梯度洗脱法再生交换吸附饱和的交换树脂，用质量百分比浓度为1%～5%的氢氧化钠溶液分别将已吸附的亚硫酸、2-萘磺酸和硫酸洗脱下来。这种方法分离效果好，树脂的选择性高，操作简便、容易，交换吸附剂可以再生、无二次污染，处理成本低。不仅可以用于β-盐母液中萘磺酸、硫酸、亚硫酸的分离，也可用于其他含酸废水的资源化综合利用处理和高附加值酸的浓缩、提纯和分离，应用领域广泛。
权利要求书
1.从工业废水中分离出萘磺酸、硫酸、亚硫酸的方法，其特征在于， 所述的方法的步骤是：
a、以D301R大孔弱碱性阴离子交换树脂为交换吸附剂，采用三个离子 交换吸附塔依次串联，分别为I塔、II塔、III塔，使含酸工业废水依次经 过这三个离子交换吸附塔，工业废水的初始浓度为0.2mol/L～0.4mol/L， 流速为3mL/min～6mL/min，床层高度25cm～40cm，高径比25/1～40/1， 在20℃～30℃温度下，分别将硫酸、2-萘磺酸和亚硫酸交换吸附到I塔、 II塔、III塔;
b、以浓度梯度洗脱法再生交换吸附饱和的交换树脂，在温度为25℃～ 35℃、流速为2mL/min～5mL/min的条件下，用质量百分比浓度为1%～ 5%的氢氧化钠溶液分别将已吸附的亚硫酸、2-萘磺酸和硫酸洗脱下来，分 别得到亚硫酸钠、2-萘磺酸钠和硫酸钠。
说明书
从工业废水中分离出萘磺酸、硫酸、亚硫酸的方法
技术领域
本发明提供了一种工业废水中混合酸的分离方法，尤其是一种从工业 废水中分离出萘磺酸、硫酸、亚硫酸的方法。
背景技术
在工业生产过程中，往往产生大量的、种类繁多、成分复杂的含酸废 水。含酸废水具有来源广、废水量大、腐蚀性强、污染性强、COD值高的 特点，属工业危险液态废弃物，是水环境污染主要源之一。直接排放将对 水环境和人类健康造成极大污染和损害，排放前必须进行处理。因此，开 发具有分离效率高，COD去除率高、处理能力大，无二次污染，分离成本 低，既回收有重要价值的酸产品、处理后的水相又满足回用要求的共性新 型高效分离技术具有广泛的应用前景和重要的现实意义。
在重要的染料中间体---β-萘磺酸钠(β-盐)生产过程中，产生的β -盐母液废水量大，色度深，且含一定量的萘磺酸，硫酸和亚硫酸，母液 COD指标达到30000mg/L以上。萘磺酸既是重要的有机化工原料，有极高 的经济价值;同时，因带有磺酸基团对微生物有强烈毒性，对人，畜也有 一定的危害。因此母液在排放前必须进行处理，降低其萘磺酸含量。由于 带有磺酸基团的芳香族化合物易溶于水，使传统物理，化学处理效率很低。 而且由于萘环结构稳定，采用生化法或氧化法也难以开环分解。致使该废 水处理困难，属极难处理的有机废水之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种从工业废水中分离出萘磺酸、 硫酸、亚硫酸的方法，以提高分离效果，降低分离成本。
本发明是这样实现的，从工业废水中分离出萘磺酸、硫酸、亚硫酸的 方法，所述的方法的步骤是：
a、以D301R大孔弱碱性阴离子交换树脂为交换吸附剂，采用三个离子 交换吸附塔依次串联，分别为I塔、II塔、III塔，使含酸工业废水依次经 过这三个离子交换吸附塔，工业废水的初始浓度为0.2mol/L～0.4mol/L， 流速为3mL/min～6mL/min，床层高度25cm～40cm，高径比25/1～40/1， 在20℃～30℃温度下，分别将硫酸、2-萘磺酸和亚硫酸交换吸附到I塔、 II塔、III塔;
b、以浓度梯度洗脱法再生交换吸附饱和的交换树脂，在温度为25℃～ 35℃、流速为2mL/min～5mL/min的条件下，用质量百分比浓度为1%～ 5%的氢氧化钠溶液分别将已吸附的亚硫酸、2-萘磺酸和硫酸洗脱下来，分 别得到亚硫酸钠、2-萘磺酸钠和硫酸钠。
这种从工业废水中分离出萘磺酸、硫酸、亚硫酸的方法，可有效实现 从工业废水中分离出萘磺酸、硫酸、亚硫酸，分离效果好。该法可获得亚 硫酸钠、2-萘磺酸钠、硫酸钠产品。树脂的选择性高，处理效果好，操作 简便、容易，交换吸附剂可以再生、无二次污染，处理成本低。这种方法 不仅可以用于β-盐母液中萘磺酸、硫酸、亚硫酸的分离，也可用于其他含 酸废水的资源化综合利用处理和高附加值酸的浓缩、提纯和分离，应用领 域广泛。
具体实施方式
下面进一步说明本发明。
分离过程中，β-盐母液工业废水依次流经三个串联的离子交换吸附 塔，在I塔流出液中H2SO3浓度未发生变化，2-萘磺酸浓度有微量减少， 不含H2SO4，表明在I塔内H2SO3没有被吸附，少量2-萘磺酸被吸附，H2SO4 被完全吸附。I塔流出液流经II塔时，2-萘磺酸几乎完全被吸附，仅有 少量流出，而H2SO3在II塔内未发生吸附。当II塔流出液流经III塔时， 所含的H2SO3和微量的NSA几乎被完全吸附，仅有微量H2SO3流出，出水 回用生产过程。这是因为各种酸与同一树脂的作用力不同，造成吸附强弱 不同，所以依次分别被吸附。三个离子交换吸附塔交换吸附饱和后，以氢 氧化钠溶液分别逆向洗涤再生交换吸附塔的饱和的交换树脂，分别获得亚 硫酸钠、2-萘磺酸钠、硫酸钠产品，交换树脂再生后重复使用。
在a步骤的交换吸附后，出水的pH值为5-8，2-萘磺酸含量低于0.01%， 硫酸含量低于0.001%，亚硫酸含量低于0.001%。
将D301R大孔弱碱性阴离子交换树脂进行多次吸附、洗脱再生循环， 以考察树脂的稳定性，重复使用5-20次以上，树脂总交换吸附容量3 mol/L-5.2mol/L。离子交换树脂的再生率一般为80%-100%。
实施例1
从工业废水中分离出萘磺酸、硫酸、亚硫酸的方法，，所述的方法的步 骤是：
a、以D301R大孔弱碱性阴离子交换树脂为交换吸附剂，采用三个离子 交换吸附塔依次串联，分别为I塔、II塔、III塔，使含酸工业废水依次经 过这三个离子交换吸附塔，工业废水的初始浓度为0.2mol/L，流速为 6mL/min，床层高度25cm，高径比40/1，在20℃温度下，分别将硫酸、2- 萘磺酸和亚硫酸交换吸附到I塔、II塔、III塔;
b、以浓度梯度洗脱法再生交换吸附饱和的交换树脂，在温度为35℃、 流速为2mL/min的条件下，用质量百分比浓度为5%的氢氧化钠溶液分别 将已吸附的亚硫酸、2-萘磺酸和硫酸洗脱下来，分别得到亚硫酸钠、2-萘 磺酸钠和硫酸钠。
实施例2
从工业废水中分离出萘磺酸、硫酸、亚硫酸的方法，所述的方法的步 骤是：
a、以D301R大孔弱碱性阴离子交换树脂为交换吸附剂，采用三个离子 交换吸附塔依次串联，分别为I塔、II塔、III塔，使含酸工业废水依次经 过这三个离子交换吸附塔，工业废水的初始浓度为0.4mol/L，流速为3 mL/min，床层高度40cm，高径比25/1，在30℃温度下，分别将硫酸、2- 萘磺酸和亚硫酸交换吸附到I塔、II塔、III塔;
b、以浓度梯度洗脱法再生交换吸附饱和的交换树脂，在温度为25℃、 流速为5mL/min的条件下，用质量百分比浓度为1%的氢氧化钠溶液分别将 已吸附的亚硫酸、2-萘磺酸和硫酸洗脱下来，分别得到亚硫酸钠、2-萘磺 酸钠和硫酸钠。
实施例3
从工业废水中分离出萘磺酸、硫酸、亚硫酸的方法，所述的方法的步 骤是：
a、以D301R大孔弱碱性阴离子交换树脂为交换吸附剂，采用三个离子 交换吸附塔依次串联，分别为I塔、II塔、III塔，使含酸工业废水依次经 过这三个离子交换吸附塔，工业废水的初始浓度为0.3mol/L，流速为 5mL/min，床层高度32cm，高径比35/1，在25℃温度下，分别将硫酸、2- 萘磺酸和亚硫酸交换吸附到I塔、II塔、III塔;
b、以浓度梯度洗脱法再生交换吸附饱和的交换树脂，在温度为30℃、 流速为3.5mL/min的条件下，用质量百分比浓度为3.5%的氢氧化钠溶液分 别将已吸附的亚硫酸、2-萘磺酸和硫酸洗脱下来，分别得到亚硫酸钠、2- 萘磺酸钠和硫酸钠。
