專(zhuān)利名稱(chēng)：對(duì)硝基苯酚生產(chǎn)廢水的治理與資源回收利用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種精細(xì)化工、制藥等行業(yè)排放的對(duì)硝基苯酚生產(chǎn)廢水的治理與資源回收利用的方法。
背景技術(shù)：
對(duì)硝基苯酚是一種重要的醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料中間體。其生產(chǎn)工藝之一是以對(duì)硝基氯苯為原料，經(jīng)水解-酸化等反應(yīng)合成。對(duì)硝基苯酚是我國(guó)水污染控制中的優(yōu)先控制污染物。對(duì)硝基苯酚生產(chǎn)廢水pH值一般為1～2，CODCr(化學(xué)好氧量)10000～15000mg/L，對(duì)硝基苯酚3000-8000mg/L，氯化鈉質(zhì)量濃度14～15％。對(duì)高濃度的對(duì)硝基苯酚廢水治理方法主要有化學(xué)氧化法、萃取法、吸附法。目前大多采用萃取法，但經(jīng)過(guò)多級(jí)萃取后出水中對(duì)硝基苯酚濃度仍較高，又由于液液萃取存在夾帶和萃取劑在水中溶解，萃取后出水中含有一定量流失的萃取劑，造成二次污染。
在現(xiàn)有的這些方法中，吸附法的工藝流程和操作較簡(jiǎn)單。常用的吸附材料有活性炭、硅膠、活性氧化鋁等。已經(jīng)有粉煤灰、有機(jī)膨潤(rùn)土和樹(shù)脂等吸附劑吸附對(duì)硝基苯酚的報(bào)道。但由于這些材料的吸附性能(包括吸附容量、吸附和脫附速度、使用壽命等)不夠理想，使得吸附劑用量大、吸附塔設(shè)備龐大、投資和運(yùn)行費(fèi)用較高。
活性炭纖維是繼粉狀活性炭和顆?；钚蕴恐蟮牡谌钚蕴慨a(chǎn)品，是隨著碳纖維工業(yè)發(fā)展起來(lái)的一種新型碳材料。由于活性炭纖維具有發(fā)達(dá)的微孔和巨大的比表面積，使得活性炭纖維的吸附性能特別優(yōu)異，吸附容量大，吸附、脫附速度快。采用活性炭纖維作吸附劑，可減小吸附劑的用量和吸附塔的體積。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種既可以有效治理對(duì)硝基苯酚廢水，同時(shí)可以回收其中的對(duì)硝基苯酚，并利用廢水中大量氯化鈉來(lái)生產(chǎn)燒堿和鹽酸，使對(duì)硝基苯酚生產(chǎn)中需要的燒堿和鹽酸得以循環(huán)使用，從而使得生產(chǎn)中幾乎無(wú)廢物產(chǎn)生，達(dá)到真正的清潔生產(chǎn)的目的。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種對(duì)硝基苯酚生產(chǎn)廢水的治理與資源回收利用的方法，其特征在于其工藝過(guò)程如下
A)預(yù)處理將對(duì)硝基苯酚生產(chǎn)廢水過(guò)濾，得濾液；B)吸附廢水中對(duì)硝基苯酚將濾液溫度在0～35℃和流速為2～40BV/h的條件下，流經(jīng)裝填有活性炭纖維的吸附塔，對(duì)硝基苯酚吸附在活性炭纖維上，吸附出水；C)回收利用氯化鈉經(jīng)加堿調(diào)至中性后，采用電解法回收利用其中的氯化鈉；D)脫附吸附了的對(duì)硝基苯酚用質(zhì)量濃度為0.5～10％的氫氧化鈉水溶液和水作脫附劑，將吸附了廢水中對(duì)硝基苯酚的活性炭纖維脫附再生，洗脫溫度為30～100℃，脫附劑流速為1～30BV/h。
步驟A中所述的預(yù)處理，先將對(duì)硝基苯酚生產(chǎn)廢水冷卻至0～30℃后，再過(guò)濾，回收其中部分對(duì)硝基苯酚。
步驟B中活性炭纖維對(duì)廢水中對(duì)硝基苯酚的吸附量為0.2～0.6g對(duì)硝基苯酚/g；步驟B中所述的濾液溫度控制在10～30℃，流速為5～15BV/h。
步驟C中所述的堿為氫氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉。
步驟D中所述脫附劑中氫氧化鈉的用量與已吸附在活性炭纖維上的對(duì)硝基苯酚的比例為0.4～1∶1；步驟D中所述的洗脫溫度為60～100℃，脫附劑流速為3～10BV/h。
工藝中活性炭纖維選用型號(hào)為A10、A12、YT1000、YT1300、YT1600的活性炭纖維，優(yōu)選的是型號(hào)為A10、A12或YT1300的活性炭纖維。
脫附是先用較高濃度的氫氧化鈉水溶液脫附，再用水洗脫，將含有對(duì)硝基苯酚的高濃度洗脫液(指用氫氧化鈉水溶液脫附的洗脫液)返回生產(chǎn)工段作原料使用，低濃度脫附液配制下一批脫附劑，多余的低濃度脫附液返回對(duì)硝基苯酚廢水池。
本發(fā)明的對(duì)硝基苯酚生產(chǎn)廢水的治理與資源化的對(duì)硝基苯酚吸附與脫附可以采用雙塔串聯(lián)吸附與單塔脫附的吸附方法。即設(shè)置I、II、III三個(gè)吸附塔，先將I、II塔串聯(lián)，I塔為第一級(jí)吸附塔，II塔為第二級(jí)吸附塔，當(dāng)I塔吸附飽和后，切換成II、III塔串聯(lián)吸附，II塔為第一級(jí)吸附塔，III塔為第二級(jí)吸附塔，同時(shí)I塔進(jìn)行脫附再生，如此循環(huán)，可使整個(gè)處理系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明對(duì)硝基苯酚生產(chǎn)廢水的治理與資源回收利用技術(shù)可以使對(duì)硝基苯酚生產(chǎn)廢水經(jīng)本發(fā)明處理后，出水無(wú)色透明，對(duì)硝基苯酚和總有機(jī)碳的去除率均接近100％；對(duì)硝基苯酚的回收率接近100％；廢水中大量的氯化鈉作為制取燒堿和鹽酸的原料而使整個(gè)生產(chǎn)幾乎無(wú)廢物排出，達(dá)到清潔生產(chǎn)和資源的循環(huán)利用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將pH約為1～2、對(duì)硝基苯酚約5741mg/L、總有機(jī)碳3326mg/L、氯化鈉14％的生產(chǎn)廢水經(jīng)過(guò)冷卻和過(guò)濾，回收部分對(duì)硝基苯酚晶體，得pH約為1～2、對(duì)硝基苯酚4395mg/L、總有機(jī)碳2500mg/L、氯化鈉質(zhì)量濃度14％的濾液。
把4g型號(hào)為A12的活性炭纖維(沈陽(yáng)天宇凈化材料廠)填充入帶有夾套的玻璃吸附柱中(15×200mm)，活性炭纖維裝填體積為25cm3。將濾液在常溫下，以250mL/h流速流過(guò)活性炭纖維填充床層，廢水處理量400mL，吸附出水無(wú)色透明，其中對(duì)硝基苯酚的去除率接近100％，總有機(jī)碳＜20mg/L。
吸附出水經(jīng)加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至7左右，送隔膜法氯堿車(chē)間鹽水精制工段，配制可電解氯化鈉溶液，作生產(chǎn)燒堿和鹽酸的原料。
先在夾套中通熱水加熱活性炭纖維吸附層至90℃左右，然后依次用熱的25mL濃度為4％的氫氧化鈉水溶液和75mL的熱水作脫附劑，脫附溫度為90±5℃，以100mL/h流速下流經(jīng)活性炭纖維填充床分別進(jìn)行脫附，兩次脫附后對(duì)硝基苯酚的脫附率＞99％。收集前25mL的高濃度脫附液，直接送酸化工段進(jìn)行回用；低濃度脫附液配制下一批脫附劑，多余部分返回對(duì)硝基苯酚廢水池。
實(shí)施例2將實(shí)施例1中的吸附劑活性炭纖維分別改為型號(hào)為A10、YT1000、YT1300、YT1600等型號(hào)的活性炭纖維，其他處理方式同實(shí)施例1。其結(jié)果除了每批廢水處理量有所變化外，其他如吸附效果、脫附率基本保持不變。
實(shí)施例3將實(shí)施例1中其他條件不變，廢水處理量為180mL；用熱的25mL濃度為2％的氫氧化鈉水溶液和75mL的熱水作脫附劑，其吸附效果很好、脫附率基本保持不變。
實(shí)施例4將實(shí)施例1中其他條件不變，廢水處理量為450mL；用熱的25mL濃度為8％的氫氧化鈉水溶液和75mL的熱水作脫附劑，其吸附效果較好、脫附率基本保持不變。
實(shí)施例5A)預(yù)處理。將pH約為1～2、對(duì)硝基苯酚約5741mg/L、總有機(jī)碳3326mg/L、氯化鈉14％的生產(chǎn)廢水經(jīng)過(guò)冷卻和過(guò)濾，回收部分對(duì)硝基苯酚晶體，得pH約為1～2、對(duì)硝基苯酚4395mg/L、總有機(jī)碳2500mg/L、氯化鈉質(zhì)量濃度14％的濾液。
B)吸附廢水中對(duì)硝基苯酚。選用三只吸附塔，每塔內(nèi)徑300mm，塔高1800mm，每塔裝填型號(hào)為A12的活性炭纖維20千克，活性炭纖維裝填體積為0.125m3。將20±5℃的濾液輸送進(jìn)入吸附塔，吸附采用I、II雙塔串聯(lián)逆流吸附的方法，吸附流量為1.25m3/h，每批處理量2m3。廢水經(jīng)處理后對(duì)硝基苯酚＜3mg/L，總有機(jī)碳＜20mg/L。
C)回收利用氯化鈉。吸附出水經(jīng)加氫氧化鈉調(diào)至pH為7左右，送隔膜法氯堿車(chē)間鹽水精制工段作電解生產(chǎn)燒堿和鹽酸的原料。
D)脫附吸附了的對(duì)硝基苯酚。把吸附處理了2m3的I號(hào)吸附塔用氫氧化鈉水溶液脫附。先將I號(hào)吸附塔殘液排盡，之后用100℃的熱水逆流注入吸附塔并靜置20分鐘，再分別用0.125m3的4％氫氧化鈉溶液和0.375m3的水順流脫附，脫附溫度為90±5℃，流速為0.5m3/h。將前0.125m3的高濃度脫附液和后0.375m3低濃度脫附液分別放入兩貯槽中待用。
高濃度脫附液直接送酸化工段進(jìn)行回用；低濃度脫附液用于配制下一批脫附劑，多余部分返回對(duì)硝基苯酚廢水池。
實(shí)施例6將實(shí)施例5中，在吸附廢水中對(duì)硝基苯酚中，冬季采用自然冷卻的方法將濾液溫度控制在5℃左右，流速控制在0.625m3/h；回收利用氯化鈉中，吸附出水經(jīng)加碳酸鈉調(diào)至pH為7左右；脫附中，用質(zhì)量濃度為1％氫氧化鈉和水作脫附劑，洗脫溫度為90℃左右，脫附流速為0.375m3/h，其它條件不變。其結(jié)果除了每批廢水處理量有所變化外，其吸附效果、脫附率基本保持不變。
實(shí)施例7將實(shí)施例5中，在吸附廢水中對(duì)硝基苯酚中，春、秋季采用自然冷卻的方法將濾液溫度控制在20℃左右，流速控制在1.875m3/h；回收利用氯化鈉中，吸附出水經(jīng)加碳酸氫鈉調(diào)至pH為7左右；脫附中，用質(zhì)量濃度為10％氫氧化鈉和水作脫附劑，洗脫溫度為60℃左右，脫附流速為1.25m3/h，其它條件不變。其結(jié)果除了每批廢水處理量有所變化外，其吸附效果、脫附率基本保持不變。
實(shí)施例8將實(shí)施例5中，在吸附廢水中對(duì)硝基苯酚中，夏季采用自然冷卻的方法將濾液溫度控制在30℃左右，流速控制在3.75m3/h；回收利用氯化鈉中，吸附出水經(jīng)加碳酸鈉調(diào)至pH為7左右；脫附中，用質(zhì)量濃度為4％氫氧化鈉和水作脫附劑，洗脫溫度為70℃左右，脫附流速為1.875m3/h，其它條件不變。其結(jié)果除了每批廢水處理量有所變化外，其吸附效果、脫附率基本保持不變。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)硝基苯酚生產(chǎn)廢水的治理與資源回收利用的方法，其特征在于其工藝過(guò)程如下A)預(yù)處理將對(duì)硝基苯酚生產(chǎn)廢水過(guò)濾，得濾液；B)吸附廢水中對(duì)硝基苯酚將濾液溫度在0～35℃和流速為2～40BV/h的條件下，流經(jīng)裝填有活性炭纖維的吸附塔，對(duì)硝基苯酚吸附在活性炭纖維上，吸附出水；C)回收利用氯化鈉經(jīng)加堿調(diào)至中性后，采用電解法回收利用其中的氯化鈉；D)脫附吸附了的對(duì)硝基苯酚用質(zhì)量濃度為0.5～10％的氫氧化鈉水溶液和水作脫附劑，將吸附了廢水中對(duì)硝基苯酚的活性炭纖維脫附再生，洗脫溫度為30～100℃，脫附劑流速為1～30BV/h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟A中所述的預(yù)處理，先將對(duì)硝基苯酚生產(chǎn)廢水冷卻至0～30℃后，再過(guò)濾，回收其中部分對(duì)硝基苯酚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟B中活性炭纖維對(duì)廢水中對(duì)硝基苯酚的吸附量為0.2～0.6g對(duì)硝基苯酚/g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟B中所述的濾液溫度控制在10～30℃，流速為5～15BV/h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟C中所述的堿為氫氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟D中所述脫附劑中氫氧化鈉的用量與已吸附在活性炭纖維上的對(duì)硝基苯酚的比例為0.4～1∶1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟D中所述的洗脫溫度為60～100℃，脫附劑流速為3～10BV/h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于工藝中所用的活性炭纖維的型號(hào)選用A10、A12、YT1000、YT1300、YT1600。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征是優(yōu)選的是型號(hào)為A10、A12或YT1300的活性炭纖維。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于工藝中采用雙塔串聯(lián)吸附與單塔脫附的吸附方法。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種對(duì)硝基苯酚生產(chǎn)廢水的治理與資源回收利用的方法，其工藝過(guò)程如下預(yù)處理、吸附廢水中對(duì)硝基苯酚、回收利用氯化鈉、脫附吸附了的對(duì)硝基苯酚。其顯著特點(diǎn)是對(duì)硝基苯酚的回收率接近100％，回收的對(duì)硝基苯酚送回生產(chǎn)工段回用；廢水中大量的氯化鈉得以資源利用，用來(lái)生產(chǎn)燒堿和鹽酸，使對(duì)硝基苯酚生產(chǎn)中需要的燒堿和鹽酸得以循環(huán)使用，從而使得生產(chǎn)中幾乎無(wú)廢物產(chǎn)生，達(dá)到真正的清潔生產(chǎn)的目的。
文檔編號(hào)B01J20/30GK1562790SQ200410014570
公開(kāi)日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2004年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月6日
發(fā)明者唐登勇, 鄭正, 周培國(guó), 郭照冰, 江芳, 周濤, 倪利曉, 紀(jì)容昕, 蘇東輝, 靳強(qiáng), 楊光俊, 牟艷艷, 顧春暉, 帖靖璽, 魏鐘波, 彭波, 張繼彪, 譚巧國(guó), 吳文繼 申請(qǐng)人:南京大學(xué)