專利名稱：酮連氮法水合肼廢水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理方法，尤其涉及一種處理用酮連氮法生產(chǎn)水合肼時產(chǎn)生的廢水的方法。
背景技術(shù)：
水合肼，又名水合聯(lián)氨，化學(xué)式N2H4.H2O，屬精細化工產(chǎn)品。水合肼作為一種化學(xué)中間體，其潛在用途和應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要分為三個方面其一，生產(chǎn)塑料發(fā)泡劑；其二，在電力工業(yè)的蒸汽循環(huán)中，它被用作防止管道生銹和提前老化，從而大大提高電站的安全可靠性；另外，水合肼也是重要的醫(yī)藥和農(nóng)藥原料。水合肼有多種生產(chǎn)方法，現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用較多的有尿素法、酮連氮法等。酮連氮法制水合肼的工藝是，以氨為原料，用次氯酸鈉氧化，在丙酮存在的條件下反應(yīng)，生產(chǎn)出中間品酮連氮，酮連氮在高壓蒸汽下水解成水合肼溶液并分離出丙酮復(fù)用，稀水合肼溶液在濃縮塔中用蒸汽加熱濃縮到100％水合肼。其廢水的成份非常復(fù)雜，無鈣鎂離子，無懸浮物，但NaCl含量高達130g/l左右，氨氮(NH4+)含量在30mg/l左右，有機物(COD)中既有丙酮、異丙醇、丙烯等低沸點物質(zhì)，也有高沸點的餾份，其含量在1000mg/l左右。對于一個水合肼年產(chǎn)能力1.2萬噸的企業(yè)來說，每年將產(chǎn)生廢水30萬m3，其中NaCl的含量近4萬噸，直接排放會造成附近水質(zhì)的鹽堿化，而對一個氯堿生產(chǎn)企業(yè)來說，NaCl卻是氯堿生產(chǎn)的基本原料，如果能回收利用，不僅能減少環(huán)境污染，而且還會大大降低氯堿的成本，可謂一舉兩得。
對隔膜法氯堿生產(chǎn)來說，如果氨氮(NH4+)含量過高，電解槽內(nèi)易生成NCl3，其在液氯系統(tǒng)積聚導(dǎo)致爆炸。如果有機物含量過高，有機物在電解槽陽極區(qū)易和氯氣反應(yīng)形成有機氯化物，一般在氯氣的冷卻過程中析出，造成氯氣管道堵塞。所以，要想使上述廢水中的NaCl在隔膜法氯堿生產(chǎn)中采用，廢水中的氨氮(NH4+)含量應(yīng)降到4mg/l以下，有機物含量應(yīng)降到＜200mg/l。但是，由于Cl-含量高，廢水中的有機物不能用生化方法處理，而采用直接氧化、吸附、曝氣等方法處理效果不明顯而且成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種處理酮連氮法水合肼廢水的方法，以解決在高含Cl-環(huán)境下，酮連氮法水合肼廢水中的有機物不易被降解的問題，使用該方法處理后的水合肼廢水，不僅可以在隔膜法氯堿生產(chǎn)中使用，降低了氯堿的生產(chǎn)成本，而且避免了廢水直接排放對環(huán)境造成的污染。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是酮連氮法水合肼廢水的處理方法，包括一個鼓泡步驟和一個氧化步驟；所述鼓泡步驟包括以下分步驟，將酮連氮法水合肼廢水引入鼓泡室，保持35～100℃的恒定溫度，通入氣體鼓泡；所述氧化步驟包括以下分步驟，將鼓泡處理后的酮連氮法水合肼廢水加入氧化劑后引入氧化罐，保持20～100℃的恒定溫度，使廢水中的有機物和氨與氧化劑充分反應(yīng)，直至氨氮含量＜4mg/l，有機物含量＜200mg/l后，將其引入隔膜法氯堿生產(chǎn)過程中使用。
作為一個優(yōu)選的實施方式，所述鼓泡步驟包括以下分步驟，將酮連氮法水合肼廢水穩(wěn)流后引入鼓泡室，保持50～80℃的恒定溫度，通入空氣鼓泡；所述氧化步驟包括以下分步驟，將用空氣鼓泡處理后的酮連氮法水合肼廢水加入次氯酸鈉后引入氧化罐，保持20～60℃的恒定溫度，使廢水中的有機物和氨與次氯酸鈉充分反應(yīng)，直至氨氮含量＜4mg/l，有機物含量＜200mg/l后，將其引入隔膜法氯堿生產(chǎn)過程中使用。
由于采用了上述技術(shù)方案，酮連氮法水合肼廢水首先在鼓泡室鼓泡，鼓泡步驟的作用是去除酮連氮法水合肼廢水中的低沸點成份，為隨后的氧化步驟創(chuàng)造條件。鼓泡氣體優(yōu)先選用空氣，也可以是其它氣體如氧氣，但空氣成本更低，使用更方便。溫度越高，低沸點物質(zhì)的蒸發(fā)就越迅速，越徹底，鼓泡效果就越好。但溫度越高，加熱成本也越高，試驗證明，40～80℃的鼓泡溫度可以兼顧鼓泡效果和能耗成本。一般情況下，經(jīng)過半小時左右的鼓泡后，大部分的NH3、丙酮、異丙醇、丙烯等低沸點物質(zhì)得到蒸發(fā)，氨氮含量明顯降低，有機物含量得到一定程度的減少，廢水中剩余的是高沸點的餾份。
隨后，將用氣體鼓泡處理后的酮連氮法水合肼廢水加入氧化劑后引入氧化罐，進行氧化處理。氧化步驟的作用是，通過氧化發(fā)應(yīng)進一步降低廢水中的有機物和氨氮的含量，特別是高沸點的有機物餾份，使處理后的廢水達到氯堿生產(chǎn)的需要。當(dāng)氧化劑采用次氯酸鈉時，不僅可以通過氧化反應(yīng)降低廢水中的有機物和氨氮的含量，而且反應(yīng)生成的NaCl，是氯堿生產(chǎn)的原料。20～100℃的氧化溫度，可使廢水中的有機物和氨與次氯酸鈉充分反應(yīng)?？紤]成本因素后，20～60℃是最可行的氧化溫度。達到氨氮含量＜4mg/l，有機物含量＜200mg/l的指標后，可以引入隔膜法氯堿生產(chǎn)過程中使用，從而達到降低氯堿的生產(chǎn)成本，避免廢水直接排放污染環(huán)境的效果。
作為一種改進，該處理方法還包括一個吸收步驟，所述吸收步驟是將在鼓泡步驟中產(chǎn)生的低沸點物質(zhì)氣體由吸收裝置吸收后排入大氣。吸收步驟的作用是，由于在鼓泡步驟中低沸點物質(zhì)如NH3、丙酮、異丙醇、丙烯等蒸發(fā)成氣體，氣味較大，直接排除會污染環(huán)境，通過吸收裝置吸收后，然后再將尾氣排入大氣，減少了環(huán)境污染。
具體實施例方式
酮連氮法水合肼廢水的處理方法，首先，是鼓泡步驟。將酮連氮法水合肼廢水穩(wěn)流后引入鼓泡室，采用直通式蒸汽加熱，也可以采用其它方式加熱，如傳導(dǎo)加熱，溫度保持恒定，由鼓風(fēng)機通入空氣鼓泡，持續(xù)30分鐘左右。穩(wěn)流分步驟的作用是穩(wěn)定酮連氮法水合肼廢水的流量，為空氣鼓泡提供一個均勻穩(wěn)定的環(huán)境。
由熱力學(xué)原理可知，溫度越高，分子的運動速度越快。反復(fù)試驗表明，在常溫條件下，鼓泡處理的效果不明顯，有機物和氨氮的含量降低不大，當(dāng)溫度在40℃左右時，有機物和氨氮含量的降低幅度加大，試驗數(shù)據(jù)如表1所示。表1是將未作處理的同等指標的酮連氮法水合肼廢水分成5組，在不同溫度條件下經(jīng)過鼓泡處理得到的相應(yīng)檢測數(shù)據(jù)。其中，COD的含量采用公知的氯離子糾正法測定，氨氮含量采用公知的滴定法測定。試驗中還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鼓泡時間超過30～60分鐘后，COD和氨氮含量的降低率隨時間的延長而增大的趨勢減緩。由于保持鼓泡室恒溫需要消耗能量，綜合經(jīng)濟成本因素，50℃～80℃是經(jīng)濟可行的鼓泡溫度。表1

將在鼓泡步驟中產(chǎn)生的低沸點物質(zhì)氣體由吸收裝置吸收后排入大氣。在鼓泡步驟中，酮連氮法水合肼廢水中的低沸點物質(zhì)如NH3、丙酮、異丙醇、丙烯等蒸發(fā)成氣體，氣味較大，直接排除會污染環(huán)境。通過吸收裝置吸收后，然后再將尾氣排入大氣，減少了環(huán)境污染。吸收裝置可采用吸收塔，通過活性炭吸附蒸發(fā)氣體后，尾氣排放。
然后是氧化步驟。將鼓泡處理后的酮連氮法水合肼廢水加入次氯酸鈉后引入氧化罐，次氯酸鈉的加入量與存在于鼓泡處理后的酮連氮法水合肼廢水中的有機物和氨當(dāng)量匹配，溫度保持恒定，使廢水中的有機物和氨與氧化劑充分反應(yīng)，以達到氨氮含量＜4mg/l，有機物含量＜200mg/l的隔膜法氯堿生產(chǎn)指標要求為限，然后將其引入隔膜法氯堿生產(chǎn)過程中使用。經(jīng)過大量的對比試驗，氧化反應(yīng)的速度隨溫度的升高而加大，有機物和氨氮含量的降低率隨反應(yīng)溫度的升高而加大。綜合經(jīng)濟因素，20℃～60℃是可行的氧化溫度。試驗數(shù)據(jù)見表2。表2是將鼓泡處理后的同等指標的酮連氮法水合肼廢水分成4組，在不同溫度條件下經(jīng)過氧化處理后得到的相應(yīng)檢測數(shù)據(jù)。其中，COD的含量采用公知的氯離子糾正法測定，氨氮含量采用公知的滴定法測定。試驗中還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氧化時間超過20～30小時后，COD和氨氮含量的降低率隨時間的延長而增大的趨勢減緩。
表2


本發(fā)明的實質(zhì)是，通過一個鼓泡步驟，將酮連氮法水合肼廢水中大部分的低沸點的物質(zhì)去除，然后通過一個氧化步驟，使剩余的有機物和氨與氧化劑充分反應(yīng)，將有機物和氨氮的含量降低到規(guī)定值以下，從而使其可以在隔膜法氯堿生產(chǎn)中應(yīng)用。氧化劑不局限于次氯酸鈉，試驗證明，具有同樣氧化效果的其它氧化劑如氯氣也可以采用。
權(quán)利要求
1.酮連氮法水合肼廢水的處理方法，其特征在于包括一個鼓泡步驟和一個氧化步驟；所述鼓泡步驟包括以下分步驟，將酮連氮法水合肼廢水引入鼓泡室，保持35～100℃的恒定溫度，通入氣體鼓泡；所述氧化步驟包括以下分步驟，將鼓泡處理后的酮連氮法水合肼廢水加入氧化劑后引入氧化罐，保持20～100℃的恒定溫度，使廢水中的有機物和氨與氧化劑充分反應(yīng)，直至氨氮含量＜4mg/l，有機物含量＜200mg/l后，將其引入隔膜法氯堿生產(chǎn)過程中使用。
2.如權(quán)利要求1所述的酮連氮法水合肼廢水的處理方法，其特征在于所述鼓泡步驟包括以下分步驟，將酮連氮法水合肼廢水穩(wěn)流后引入鼓泡室，保持50～80℃的恒定溫度，通入空氣鼓泡；所述氧化步驟包括以下分步驟，將鼓泡處理后的酮連氮法水合肼廢水加入次氯酸鈉后引入氧化罐，保持20～60℃的恒定溫度，使廢水中的有機物和氨與次氯酸鈉充分反應(yīng)，直至氨氮含量＜4mg/l，有機物含量＜200mg/l后，將其引入隔膜法氯堿生產(chǎn)過程中使用。
3.如權(quán)利要求1或2所述的酮連氮法水合肼廢水的處理方法，其特征在于該處理方法還包括一個吸收步驟，所述吸收步驟是將在鼓泡步驟中產(chǎn)生的低沸點物質(zhì)氣體由吸收裝置吸收后排入大氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種酮連氮法水合肼廢水的處理方法，它包括一個鼓泡步驟和一個氧化步驟；所述鼓泡步驟是，將酮連氮法水合肼廢水引入鼓泡室，保持35～100℃的恒定溫度，通入氣體鼓泡；所述氧化步驟是，將鼓泡處理后的酮連氮法水合肼廢水加入氧化劑后引入氧化罐，保持20～100℃的恒定溫度，使廢水中的有機物和氨與氧化劑充分反應(yīng)，直至氨氮含量＜4mg/l，有機物含量＜200mg/l后，將其引入隔膜法氯堿生產(chǎn)過程中使用。該處理方法解決了在高含Cl
文檔編號C02F1/72GK101058468SQ200610043670
公開日2007年10月24日 申請日期2006年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月18日
發(fā)明者龔以行, 唐文軍, 楊雷, 陳法春, 朱華偉, 段良波, 張彬彬, 王景春, 隋樹鵬, 孫巖 申請人:濰坊亞星集團有限公司