一种过渡金属废催化剂处理含N,N-二甲基甲酰胺的柠檬酸有机胺类洗涤废液的方法技术

本发明专利技术涉及危险废物处理领域，具体涉及一种过渡金属废催化剂处理含N,N

【技术实现步骤摘要】
一种过渡金属废催化剂处理含N,N
‑
二甲基甲酰胺的柠檬酸有机胺类洗涤废液的方法


[0001]本专利技术涉及危险废物处理领域，具体涉及一种过渡金属废催化剂处理含N,N
‑
二甲基甲酰胺的柠檬酸洗涤废液的方法。

技术介绍

[0002]N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)是一种无色有胺味的液体，分子量:73.09，熔点：
‑
61℃，沸点：152.8℃，闪点57.78℃。蒸气密度：2.51。自燃点445℃，蒸气与空气混合物爆炸极限2.2
‑
15.2％。与水和一般有机溶剂混溶。遇明火、高热可引起燃烧爆炸。能与浓硫酸、发烟硝酸剧烈反应甚至发生爆炸。
[0003]DMF在医药行业中作为合成药物中间体，广泛用于制取强力霉素、可的松、磺胺类药品的生产，在腈纶行业中作为溶剂，主要用于腈纶的干法纺丝生产；DMF蒸气可引起眼上呼吸道轻、中度刺激症状，可引起皮肤轻、重不等的灼伤,肤色发白,伴有灼痛感,严重者可使皮肤胀肿,剧烈灼痛，污染眼引起灼痛、流泪、结膜充血，可以说，DMF对生态环境和人体健康都会产生严重影响。
[0004]DMF作为重要的化工原料以及性能优良的溶剂，也被广泛应用于聚氨酯、医药、腈纶等行业。在聚氨酯行业中作为洗涤固化剂，主要用于湿法合成革生产，生产所形成的洗涤废液主要成分有：N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)2％
‑
5％，甲醇3％
‑
6％，柠檬酸0.5％
‑
1％，表面活性剂1％
‑
2％。
[0005]洗涤废液由于含有高有机氮，降解处理较为困难，且又含有高COD，难以进行双向降解。国内目前处理洗涤废液有物理处理法、化学处理法和生物处理法三类，物理处理法分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质，不能进行有效降解有机氮，生物常规活性污泥法需设多个处理单元，进水和曝气相互切换，该处理工艺集曝气池、沉淀池为一体，连续进水，间歇曝气，停气时污水沉淀撇除上清液，成为一个周期，造成处理工艺较为复杂，化学氧化降解是较为快速高效的处理方法，但是难以寻找较为合适的氧化剂。
[0006]另外，在环保VOC有机废气处理领域，UV光解或电催化过程中，会加入部分含过渡金属催化剂(如钴、锰和铁等)，又称触媒，其会加速产生过氧离子和臭氧，后进行氧化处理VOC有机废气，将有机废气氧化为二氧化碳和水等无害物质，从而达到净化空气的目的，生产过程定时更换的含过渡金属废催化剂属于危险废物，必须统一收集后安全无害化处理。
[0007]此类废催化剂主要含有有机沾染物，二氧化钛、氧化钴、二氧化锰和四氧化三铁等，由于具有较强的反应性、腐蚀性和毒性处理风险较大、处理难度高，现在处理方式主要是通过资源循环利用进行收集处置，进行酸溶，碱化，重结晶分离提纯回收贵重金属镍钴等，剩余残渣作为固废处理。不仅处理工艺繁琐，且成本较高。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种过渡金属废催化剂处理含N,N
‑
二甲基甲酰胺的柠檬
酸有机胺类洗涤废液的方法，有效利用两种废物中的成分使得两种废物安全、高效、稳定化处理。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种过渡金属废催化剂处理含N,N
‑
二甲基甲酰胺的柠檬酸有机胺类洗涤废液的方法，具体包括如下步骤：
[0010](1)催化氧化反应：向洗涤废液中加入废催化剂和过硫酸钾,搅拌并加热至55～60℃，反应2～3小时，得到氧化后液；
[0011](2)中和絮凝反应：向氧化后液中加入氢氧化钠和聚合硫酸铁，调节pH至8～9，得到中和后液；
[0012](3)固液分离：将中和后液进行固液分离，滤液进行生化处理后达标排放，滤渣固化处理。
[0013]催化氧化反应装置中，DMF洗涤废液中加入含Fe
2+
、Co
2+
和Mn
2+
的废催化剂和过硫酸钾后，打开蒸汽加热维持反应体系温度55
‑
60℃，进行催化反应，此过程降解DMF及COD，反应时间约2
‑
3小时，停止反应后至体系温度冷却到常温再进行下一步中和絮凝反应，催化氧化反应后液中加入氢氧化钠和聚合硫酸铁调节pH至8
‑
9左右，形成氢氧化铁胶体絮凝吸附体系中微小颗粒沉淀物；将中和反应后的混合液泵入压滤机进行压滤，实现固液分离，滤液进行生化处理后达标排放，滤渣进行固化处理。
[0014]所述洗涤废液的主要成分包括：N,N
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二甲基甲酰胺2％
‑
5％，甲醇3％
‑
6％，柠檬酸0.5％
‑
1％，表面活性剂0.5％
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1％；洗涤废液pH：5
‑
7，总氮：1000～3000mg/L，COD：30000
‑
40000mg/L。所述废催化剂中含有Fe
2+
、Co
2+
和Mn
2+
。
[0015]本专利技术的另一目的是提供一种处理上述废催化剂和洗涤废液的处理系统，采用的技术方案为：一种按照上述方法处理所述废催化剂和洗涤废液的处理系统，其特征在于：包括由上游至下游依次布置的废液储槽、催化氧化反应釜、中和单元以及固液分离单元，催化氧化反应釜设有加料口一和加料口二，中和单元设有加料口三和加料口四；
[0016]洗涤废液由废液储槽进入催化氧化反应釜并与分别由加料口一和加料口二进入催化氧化反应釜的废催化剂和过硫酸钾混合并反应，反应后液进入中和单元，并与分别从加料口三和加料口四进入中和单元的氢氧化钠以及聚合硫酸铁混合并反应，反应后的混合液进入固液分离单元进行固液分离，所得滤液进入生化处理系统进行处理。
[0017]催化氧化反应釜和中和单元分别设置出气口连接至气体处理单元；所述气体处理单元包括由上游至下游依次布置的氢氧化钠吸收器、活性炭吸收器、硫酸镁吸收器和真空泵。所述催化氧化反应釜的釜壁外周套设有蒸汽加热装置。
[0018]本专利技术的技术方案，以含DMF、柠檬酸有机胺的废液作为主要处置对象，通过加入过硫酸钾和含Fe
2+
、Co
2+
和Mn
2+
废催化剂，利用Fe
2+
、Co
2+
和Mn
2+
催化过硫酸盐产生
·
SO4‑
和SO
42
‑
，另一方面，进一步通过蒸汽加热和催化剂活化协同过硫酸钾形成
·
SO4‑
及
·
OH，增强氧化能力，原因是上述所用的过渡金属离子，大多具有单电子结构，电子结构中的d轨道易和配合物杂化重排形成电子对，表现出一定的催化作用，同时过渡金属离子表面可以提供一定的反应区域，该反应体系在常温状态下即可进行，通过单电子还原的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种过渡金属废催化剂处理含N,N
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二甲基甲酰胺的柠檬酸有机胺类洗涤废液的方法，具体包括如下步骤：(1)催化氧化反应：向洗涤废液中加入废催化剂和过硫酸钾,搅拌并加热至55～60℃，反应2～3小时，得到氧化后液；(2)中和絮凝反应：向氧化后液中加入氢氧化钠和聚合硫酸铁，调节pH至8～9，得到中和后液；(3)固液分离：将中和后液进行固液分离，滤液进行生化处理后达标排放，滤渣固化处理。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述洗涤废液的主要成分包括：N,N
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二甲基甲酰胺2％
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5％，甲醇3％
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6％，柠檬酸0.5％
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1％，表面活性剂0.5％
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1％；洗涤废液pH：5
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7，总氮：1000～3000mg/L，COD：30000
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40000mg/L。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述废催化剂中含有Fe
2+
、Co
2+
和Mn
2+
。4.一种按照权利要求1方法处理所述废催化剂和洗涤废液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘友舫，朱俊辰，穆元，崔亮亮，高铭政，汪师园，吴昊，
申请(专利权)人：安徽浩悦生态科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：