申请日 20201119
公开（公告）日 20210129
IPC分类号 C02F9/10; C07C201/16; C07C205/06; C07C205/22; C01D9/16; C02F103/36
摘要
一种TDI硝化废水的处理及资源回收系统及方法，该系统包括依次连接的：第一冷却结晶塔、活性砂过滤器、树脂吸附塔、第二冷却结晶塔、电芬顿反应器、絮凝沉淀池、纳滤反应器、RO反渗透过滤器和蒸发结晶器。采用本发明的系统对TDI硝化废水进行处理，处理后废水COD去除率可达95％，硝基苯去除率达100％，回收的硝基苯纯度93％‑95％，可回收使用及深度提纯，蒸发结晶的硝酸钠产品含量高于98％，可用于对外销售，大大降低了废水的运行成本，且对环境没有二次污染。
权利要求书
1.一种TDI硝化废水的处理及资源回收系统，其特征在于，包括：
第一冷却结晶塔，硝化黄水在调节池中经泵进入第一冷却结晶塔，在塔中进行冷却，结晶出硝基苯粗产品；
活性砂过滤器，与第一冷却结晶塔出水经泵相连，过滤掉废水中的悬浮物及颗粒杂质；
树脂吸附塔，与活性砂过滤器出水通过水泵相连，硝化废水在树脂吸附塔内进行树脂吸附有机物；
第二冷却结晶塔，与树脂吸附塔出水经泵相连，树脂吸附出水与硝化红水混合进入第二冷却结晶塔进行硝基酚结晶；
电芬顿反应器，与第二冷却结晶塔出水相连，进行废水中有机物的去除；
絮凝沉淀池，与电芬顿反应器出水相连，絮凝沉淀池中加入助沉剂进行沉淀除泥；
纳滤反应器，与絮凝沉淀池出水相连，废水经纳滤反应器进行价态盐分离，纳滤浓水为硫酸盐废水，纳滤产水为硝酸盐废水；
RO反渗透过滤器，与纳滤产水相连，对纳滤产水进行浓缩；
蒸发结晶器，与RO反渗透过滤器浓水相连，经反渗透浓缩后的浓水在蒸发结晶器内进行蒸发结晶，得到高纯度产品硝酸钠。
2.根据权利要求1所述的TDI硝化废水的处理及资源回收系统，其特征在于，第一冷却结晶塔前设置温度调节器，硝化黄水温度高于设定温度时，不留经第一冷却结晶塔直接进入树脂吸附塔，低于设定温度时，流经第一冷却结晶塔，硝基苯结晶部分沉淀于塔底，易于回收使用。
3.根据权利要求1所述的TDI硝化废水的处理及资源回收系统，其特征在于，树脂吸附塔采用三级串联形式连接，运行模式为两用一备式。
4.根据权利要求1所述的TDI硝化废水的处理及资源回收系统，其特征在于，电芬顿反应器包括溶铁区及反应区两部分，溶铁区下部设置有绝缘布水孔板，绝缘布水孔板下部壳体侧壁上设置进水口，绝缘布水孔板上设置有竖向平行的多个铸铁极板，左右两侧的极板分别连接电源箱的正负极；反应区进行双氧水曝气反应，池体下部设置布气孔管，曝气孔在管的下方开孔。
5.根据权利要求4所述的TDI硝化废水的处理及资源回收系统，其特征在于，电芬顿反应器的电源箱具有调换极板正负极的功能。
6.一种采用权利要求1-5之一所述的TDI硝化废水的处理及资源回收系统进行TDI硝化废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)硝化黄水在调节池中经泵进入第一冷却结晶塔，在塔中进行冷却，结晶出硝基苯粗产品；
(2)废水经第一冷却结晶塔进入活性砂过滤器过滤后进入树脂吸附塔，吸附有机物，吸附运行方式为两用一备式，吸附后出水流入到下一道工序，吸附饱和树脂进行热解析回收硝基苯；
(3)经树脂吸附出水与硝化红水混合进入第二冷却结晶塔进行硝基酚结晶，出水进入下一道工序；
(4)第二冷却结晶塔出水进入电芬顿反应器进行废水中有机物去除，保证硝酸盐的纯度；
(5)电芬顿反应后出水进入絮凝沉淀池，通过加入碱调节pH值为碱性，使Fe2+、Fe3+产生沉淀，并加入助沉剂使其快速沉淀；
(6)絮凝沉淀池出水进入纳滤反应器进行纳滤分盐，纳滤浓水为含有有机物的硫酸盐废水，作为其它废水生化工艺的碳源进行生化处理使用，纳滤产水流入下一道工序；
(7)纳滤产水经两级RO反渗透浓缩，浓水进入蒸发系统，RO产水进行外排或回用；
(8)RO浓缩浓水经蒸发工艺结晶出高纯度硝酸钠产品。
说明书
一种TDI硝化废水的处理及资源回收系统及方法
技术领域
本发明涉及一种化工废水处理技术领域，特别是涉及一种TDI硝化废水的处理及资源回收系统。
背景技术
TDI作为一种重要的有机化工原料和化工产品，广泛应用于染料、医药、化工等领域，TDI废水具有有机物含量高、毒性大、难生物降解、含盐量高等特点，且废水中硝基苯、酚类均已被列入“中国环境优先污染物名单”，出水排放严格控制。而近年来，医药、化工等行业的不断发展，TDI药剂大量需求，因此产生大量废水，对环境造成很大危害。
在TDI生产过程中，甲苯经硝酸硝化产生二硝基甲苯DNT，DNT加氢反应产生甲苯二胺TDA。在DNT合成过程产生中经过水洗和碱洗两个过程，分别产生黄水和红水，黄水中主要含有无机酸(硫酸和硝酸)和硝基苯，红水中主要含有酚钠盐。TDA合成过程产生的水为苯胺废水，苯胺废水中主要以甲苯二胺为主。DNT与TDA合成过程不同，产生的废水水质不同，因此采用的处理工艺不同。本发明针对TDI硝化废水中的硝基苯、酚类及硝酸盐(总氮)的进行处理和资源回收，是解决TDI硝化废水的关键。
发明内容
本发明目的是提供一种对TDI硝化废水的处理及资源回收系统及方法。
根据本发明的第一方面，提供一种TDI硝化废水的处理及资源回收系统(装置)，包括：
第一冷却结晶塔，硝化黄水在调节池中经泵进入第一冷却结晶塔，在塔中进行冷却，结晶出硝基苯粗产品；
活性砂过滤器，与第一冷却结晶塔出水经泵相连，过滤掉废水中的悬浮物及颗粒杂质，提高树脂利用率及硝基苯纯度；
树脂吸附塔，与活性砂过滤器出水通过水泵相连，硝化废水在树脂吸附塔内进行树脂吸附有机物；
第二冷却结晶塔，与树脂吸附塔出水经泵相连，树脂吸附出水与硝化红水混合进入第二冷却结晶塔进行硝基酚结晶；
电芬顿反应器，与第二冷却结晶塔出水相连，进行废水中有机物的去除；
絮凝沉淀池，与电芬顿反应器出水相连，絮凝沉淀池中加入助沉剂进行沉淀处理；
纳滤反应器，与絮凝沉淀池出水相连，废水经纳滤反应器进行价态盐分离，纳滤浓水为硫酸盐废水，纳滤产水为硝酸盐废水；
RO反渗透过滤器，与纳滤产水相连，对纳滤产水进行浓缩；
蒸发结晶器，与RO反渗透过滤器浓水相连，经反渗透浓缩后的浓水在蒸发结晶器内进行蒸发结晶，得到高纯度产品硝酸钠。
优选情况下，第一冷却结晶塔前设置温度调节器，硝化黄水温度高于设定温度时，不留经第一冷却结晶塔直接进入树脂吸附塔，低于设定温度时，流经第一冷却结晶塔，硝基苯结晶部分沉淀于塔底，易于回收使用。
优选情况下，树脂吸附塔采用三级串联形式连接，运行模式为两用一备式。
具体情况下，电芬顿反应器包括溶铁区及反应区两部分，溶铁区下部设置有绝缘布水孔板，绝缘布水孔板下部壳体侧壁上设置进水口，绝缘布水孔板上设置有竖向平行的多个铸铁极板，左右两侧的极板分别连接电源箱的正负极；反应区进行双氧水曝气反应，池体下部设置布气孔管，曝气孔在管的下方开孔。
优选情况下，电芬顿反应器电源箱具有调换极板正负极的功能。
优选情况下，纳滤反应器纳滤膜孔径1-2nm，可有效截留二价以上阴离子，纳滤浓水为含有有机物的硫酸盐废水，作为生化工艺的碳源进行生化处理使用。
优选情况下，RO反渗透过滤器采用两级反渗透，反渗透膜孔径为0.0001微米，可截留绝大部分的无机离子，两级RO反渗透后浓水中硝酸盐质量浓度高于13％。
根据本发明的第二方面，提供一种利用上述苯硝基苯类废水的处理及资源回收系统进行TDI硝化废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)硝化黄水在调节池中经泵进入第一冷却结晶塔，在塔中进行冷却，结晶出硝基苯粗产品，；
(2)废水经第一冷却结晶塔进入活性砂过滤器过滤后进入树脂吸附塔，吸附有机物，吸附运行方式为两用一备式，吸附后出水流入到下一道工序，吸附饱和树脂进行热解析回收硝基苯；
(3)经树脂吸附出水与硝化红水混合进入第二冷却结晶塔进行硝基酚结晶，出水进入下一道工序；
(4)第二冷却结晶塔出水进入电芬顿反应器进行废水中有机物去除，保证硝酸盐的纯度；
(5)电芬顿反应后出水进入絮凝沉淀池，通过加入碱调节pH值为碱性，使Fe2+、Fe3+产生沉淀，并加入助沉剂使其快速沉淀；
(6)絮凝沉淀池出水进入纳滤反应器进行纳滤分盐，纳滤浓水为含有有机物的硫酸盐废水，作为其它废水生化工艺的碳源进行生化处理使用，纳滤产水流入下一道工序；
(7)纳滤产水经两级RO反渗透浓缩，浓水进入蒸发系统，RO产水进行外排或回用；
(8)RO浓缩浓水经蒸发工艺结晶出高纯度硝酸钠产品。
其中，步骤(1)中，塔前设置温度调节器，温度高于设定温度时，不留经第一冷却结晶塔直接进入过滤器，低于设定温度时，流经第一冷却结晶塔，硝基苯结晶部分沉淀于塔底，易于回收使用。
其中，步骤(6)中，电芬顿反应器从底部均匀进水，上部溢流出水，底部均匀布置曝气孔，使废水混合均匀，电芬顿反应器极板间距为1cm。
采用本发明的TDI废水的处理及资源回收系统，能高效回收硝基苯及硝酸钠产品等，供给生产所需，大大降低了运行费用，对环境无二次污染。
发明人 （苏德水;庞月森;朱建华;李云竹;张满双;董雪立;尹学新;）
