一种分散蓝56缩合废水的预处理和资源化利用方法技术

本发明专利技术公开了一种分散蓝56缩合废水的预处理和资源化利用方法，包括以下步骤：(1)酸析吹脱：向分散蓝56缩合废水中加入硫酸，加热搅拌同时鼓气泡吹脱；(2)吸附：向酸析吹脱后的废水中加水稀释，再加入吸附剂吸附，过滤得滤液Ⅰ；(3)碱析：向滤液Ⅰ中加入碱调节pH值至8～11，再加入活性炭吸附，过滤得滤液Ⅱ和活性炭渣；(4)氧化：以臭氧作为氧化剂对滤液Ⅱ进行氧化；(5)浓缩：将氧化后废水进行浓缩得到冷凝水和浓缩液，浓缩液经过结晶分离得固体硫酸钾和离心液Ⅲ。该通过向废水中加入廉价的原料，在保证废水处理效率的同时，可以回收高经济价值的钾盐，提高了废水处理的附加价值。

【技术实现步骤摘要】
一种分散蓝56缩合废水的预处理和资源化利用方法
本专利技术属于染料废水处理领域，具体涉及一种分散蓝56缩合废水的预处理和资源化利用方法。
技术介绍
分散蓝56，又称分散蓝2BLN，为1,5-二羟基-4,8-二氨基蒽醌溴化物与1，8-二羟基-4，5-二氨基蒽醌溴化物的混合物，CAS号为12217-79-7，是一种重要的分散染料。主要用于涤纶及其混纺织物、锦纶、聚醋纤维等深色的染色；拼色范围较广，与分散黄S-RGFL、分散红3B组成三原色。目前，分散蓝56是以蒽醌为起始原料，依次进行硝化、苯氧基化、二次硝化、水解、还原、溴化及后处理等步骤，得到最终的产品，每一步骤都会产生非常多的三废。生成分散蓝56时产生的废水具有高色度、高酸碱、高COD、低B/C值等特点，因此该废水毒性大、可生化性差，难以后续处理，如果不进行有效治理会对环境造成严重破坏。目前的研究中，申请号为201510030611.5的专利申请用还原、氧化、絮凝、还原脱色、结晶等方法对分散蓝56还原母液废水进行处理，同时回收硫酸钠和硫代硫酸钠，该专利技术能有效降低废水中的有机物含量，同时回收废水中的资源，提高废水处理的附加价值。其他的研究报道如用二氧化氯氧化、超声与臭氧联用氧化、微生物脱色降解等都只能对低浓度染料合成废水有脱色效果，对COD的去除率只有50％以下，效果不佳。分散蓝56缩合工序用苯酚与前一工序生产的硝化物缩合，反应方程式如下：该工序产生的母液废水为深紫红色，其中氢氧化钾含量为4～6％(以废水质量为基准)，苯酚含量为0.5～1.5％(以废水质量为基准)，亚硝酸钾含量为25～30％(以废水质量为基准)，还含有残留的部分蒽醌类生产原料及产品，CODCr(用重铬酸钾氧化法检测COD，国标法)＞100000mg/L。该废水中含有大量的钾盐，具有很好的回收利用价值。专利申请号为CN201310618767.6的专利技术公开了一种复式中和反应器及分散蓝56生产过程中的缩合母液废水预处理与资源化系统及方法。该专利技术将分散蓝56缩合母液废水与硫酸和氨基磺酸的混酸溶液在复式中和反应器中中和，析出苯酚、除去亚硝酸根，然后再将分离苯酚后的中和废水通过大孔吸附树脂吸附废水中的残留苯酚，吸附饱和后的树脂用氢氧化钠溶液进行脱附再生后重复使用，脱附液经过调酸、减压蒸馏实现苯酚的资源化利用。该专利技术预处理分散蓝56缩合母液废水后，废水CODCr≤500mg/L，酚类物质降至20mg/L，亚硝酸根离子＜20mg/L，能有效的治理废水。但亚硝酸根离子与氨基磺酸为摩尔比1∶1反应，需要添加大量的氨基磺酸，废水处理成本较大；苯酚在酸性条件下极易被亚硝酸根离子亚硝化，然后氧化分解成焦油状物质，因此在废水与混酸中和过程中会有少量焦油物产生混入分离的苯酚中，导致回收的苯酚含量不高；用氢氧化钠溶液能有效的脱附树脂中的酚类物质，但对树脂中少量的蒽醌类生产原料及产品脱附效果差，因此存在树脂重复使用寿命短的问题。公开号为CN104556521A的中国专利申请公开了一种分散蓝56生产过程中缩合废水的处理方法，该方法包括预处理、酸析、脱硝、氧化脱色和浓缩五个步骤。该方法的关键点在于脱硝一步直接向反应体系中加入“伯胺化合物”来提高脱硝效率，虽然该方法提高了脱硝的速率，但是“伯胺化合物”的直接加入引入了新的杂质，影响了最终回收的硫酸钾的纯度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种分散蓝56缩合废水的预处理和资源化利用方法，该处理方法通过向废水中加入廉价的原料，在保证废水处理效率的同时，可以回收高经济价值的钾盐，提高了废水处理的附加价值。一种分散蓝56缩合废水的预处理和资源化利用方法，包括以下步骤：(1)酸析吹脱：向分散蓝56缩合废水中加入硫酸，加热搅拌同时鼓气泡吹脱；(2)吸附：向酸析吹脱后的废水中加水稀释，再加入吸附剂吸附，过滤得滤液Ⅰ；(3)碱析：向滤液Ⅰ中加入碱调节pH值至8～11，再加入活性炭吸附，过滤得滤液Ⅱ和活性炭渣；(4)氧化：以臭氧作为氧化剂对滤液Ⅱ进行氧化；(5)浓缩：将氧化后废水进行浓缩得到冷凝水和浓缩液，浓缩液经过结晶分离得固体硫酸钾和离心液Ⅲ。本专利技术的关键点在于步骤(2)的吸附完成之后，再加入碱将pH值至8～11继续进行碱析，使废水中的有机物等污染物明显减少，然后经过氧化和浓缩步骤后得到的处理废水的COD较低，而且结晶回收得到的硫酸钾所含有的杂质含量少，纯度高。步骤(1)主要反应原理如以下反应方程式所示：从上面反应方程式可以看出酸析过程将废水中氢氧化钾和亚硝酸钾反应为硫酸钾，苯酚亚硝化为亚硝基苯酚后氧化分解成焦油。亚硝酸钾与硫酸反应为强酸制弱酸，酸度越高，反应越快，越完全；温度升高也有利于反应进行，但考虑温度升高少量苯酚会被鼓气泡时带出，且能耗成本增加。所以作为优选，步骤(1)中调pH＜1，温度为30～100℃，优选为30～50℃。试验结果表明，当pH值高于1时，亚硝酸钾的残留量明显升高，最终影响到硫酸钾产品的纯度。在30～50℃时亚硝酸钾的溶解度＞320g/100g水，此时硫酸钾溶解度只有13～17g/100g水，而步骤(1)的反应完成后废水中硫酸钾的含量为35～45g/100g水，为了防止硫酸钾过早析出，作为优选，步骤(2)中，以废水质量为基准，稀释水的加入量为100～300％。步骤(2)中吸附剂主要用于吸附步骤(1)中所产生的焦油物，便于过滤，作为优选，吸附剂为活性炭或硅藻土中的一种，以废水质量为基准，吸附剂的投加量为0.1～1％，此时能达到很好的吸附效果。步骤(3)中，将滤液Ⅰ调成碱性后能够进一步析出絮状固体，降低最终废水中的COD，作为优选，步骤(3)中，所述的碱为氢氧化钾或碳酸钾，此时，不引入新的杂质，最后得到的硫酸钾的纯度高。步骤(3)中，以废水质量为基准，活性炭的投加量为0.1～1％。由于步骤(3)中析出的絮状固体的量不多，活性炭渣还具有较强的吸附能力，为了降低处理成本及减少固废量，作为优选，活性炭渣返回步骤(2)作为吸附剂套用。步骤(4)中，用臭氧氧化废水中有机物，在pH值＜7时，氧化机理主要是O3分子直接氧化，氧化效率比较低，当pH＞7时，诱发产生一种氧化能力很强的OH自由基，氧化速率显著提高。氧化反应的pH值为8～11，优选为10～11。步骤(4)中，用臭氧氧化废水中有机物，温度的升高反应速率常数增大，臭氧氧化反应体系的反应速率与温度的关系基本遵循Van’tHoff规则，温度每升高10℃，反应速率增加1倍，但温度上升使臭氧更容易从水中逸出，进而导致臭氧浓度的下降，影响反应速率。步骤(4)中，反应温度为30～60℃，作为优选，氧化的温度为50～60℃。步骤(5)废水中浓缩结晶后离心分离，离心液为饱和硫酸钾溶液，并入氧化后废水，下批回收。冷凝液CODCr为100mg/L部分可作为稀释水用于步骤(2)用水。本专利技术工艺流程简洁，操作简单，反应条件温和。母液废水经酸析鼓泡、吸附后除去大部分有机物，CODCr从＞100000mg/L降至5000mg/L左右；再经碱析、氧化后CODCr＜400mg/L；浓缩冷凝液CODCr＜100mg/L，回收的硫酸钾为白色粉末状晶体，K2O的质量分数/％≥50％，达到GB20406-2006农业用硫酸钾一等品标准。附图说明图1为本专利技术具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分散蓝56缩合废水的预处理和资源化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)酸析吹脱：向分散蓝56缩合废水中加入硫酸，加热搅拌同时鼓气泡吹脱；(2)吸附：向酸析吹脱后的废水中加水进行稀释，再加入吸附剂吸附，过滤得滤液Ⅰ；(3)碱析：向滤液Ⅰ中加入碱调节pH值至8～11，再加入活性炭吸附，过滤得滤液Ⅱ和活性炭渣；(4)氧化：以臭氧作为氧化剂对滤液Ⅱ进行氧化；(5)浓缩：将氧化后废水进行浓缩得到冷凝水和浓缩液，浓缩液经过结晶分离得固体硫酸钾和离心液Ⅲ。

【技术特征摘要】
1.一种分散蓝56缩合废水的预处理和资源化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)酸析吹脱：向分散蓝56缩合废水中加入硫酸，加热搅拌同时鼓气泡吹脱,鼓气泡吹脱时保持pH＜1，温度为30～100℃；(2)吸附：向酸析吹脱后的废水中加水进行稀释，再加入吸附剂吸附，过滤得滤液Ⅰ；(3)碱析：向滤液Ⅰ中加入碱调节pH值至8～11，再加入活性炭吸附，过滤得滤液Ⅱ和活性炭渣，所述的碱为氢氧化钾或碳酸钾；(4)氧化：以臭氧作为氧化剂对滤液Ⅱ进行氧化,氧化反应的pH值为8～11，反应温度为30～60℃；(5)浓缩：将氧化后废水进行浓缩得到冷凝水和浓缩液，浓缩液经过结晶分离得固体硫酸钾和离心液Ⅲ。2.根据权利要求1所述的分散蓝56缩合废水的预...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宝兴，丁兴成，夏骏钢，陈海滨，
申请(专利权)人：浙江闰土研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33