咪唑醛废水副产盐的方法及降低表面张力物质在其中的应用与流程

1.本发明属于环境保护技术领域，具体涉及咪唑醛废水副产盐的方法及降低表面张力物质在其中的应用。


背景技术：

2.咪唑醛主要由戊腈、甲醇、甘氨酸、三氯氧磷、dmf等原料经过酯化、缩合、醛化、水解等反应合成，其中在醛化水解合成成品工段产生两股高盐废水，该废水是高盐、高cod和高磷废水。高盐废水的处理采用一般废水的处理方法存在很多问题。常规的活性污泥系统受无机盐冲击影响较敏感，增加盐度会使微生物活性降低，经过驯化且运行稳定的活性污泥系统对盐度的适应范围也是有限的。大量的研究表明：盐都会抑制微生物的代谢作用，严重时将导致细胞脱水最后发生质壁分离，微生物死亡；另一方面，高盐废水密度比正常废水大，产生的浮力作用也增强，活性污泥絮体受浮力作用容易上浮，出水ss增加导致系统崩溃。
3.一般废水在盐分浓度高于5g/l时必须进行蒸发析盐处理。咪唑醛废水通过蒸发析盐可以副产盐，同时降低废水中盐的浓度。但是，咪唑醛废水在进行高温蒸盐，比如三效蒸发或者mvr时，高温下废水中的醛类物质容易缩合形成聚集体，进一步氧化成高度烃氧化物，此类氧化物粘稠，极易在蒸发器器壁及管道形成结焦，堵塞反应器及管道，发生无法正常工程化运行。如果去除或分解掉其中的有机物，又需要额外的预处理，增加处理成本。


技术实现要素：

4.本发明的研究人员发现了咪唑醛废水高温蒸盐过程中产生的有机物结焦堵塞管道的原因。通过对咪唑醛废水的甲苯萃取实验中发现，醛化水解离心产生的废水体系中本身就存在着黑色类油状的物质，经检测，废水中醛类有机物含量约0.5％
‑
1％，这些醛类有机物在无外界力量的介入情况可以很好地在废水中混溶。这些醛类有机物蕴藏着大量的表面能，高温下，这些能量就会释放出来，形成黑焦油的凝聚态。
5.本发明的研究人员还发现通过添加活性炭可以有效减少原废水中醛类有机物的表面张力，从而可以阻止其凝聚为黑焦油物质，解决掉在加热过程中黑焦油粘壁的问题，很好地避免蒸发器壁上产生黑焦油的现象，不需要额外的预处理来去除或分解掉其中的有机物。本发明即是基于此发现。
6.本发明的第一方面在于公开一种咪唑醛废水副产盐的方法，包括将所述咪唑醛废水进行高温蒸盐的步骤，还包括在进行所述高温蒸盐的步骤之前的向所述咪唑醛废水中添加降低表面张力物质的步骤。
7.在本发明的一些实施方式中，所述高温蒸盐为三效蒸发或mvr。
8.在本发明的一些实施方式中，所述降低表面张力物质为固态、具备吸附功能且不溶于所述咪唑醛废水，优选为活性炭。
9.在本发明的一些实施方式中，所述降低表面张力物质的添加量为废水的0.5％
‑
5％(重量/体积)。
10.在本发明的一些实施方式中，还包括将所述降低表面张力物质进行回收再利用的步骤。
11.在本发明的一些实施方式中，包括以下步骤：
12.s1，向所述咪唑醛废水中添加降低表面张力同时具备吸附功能的物质；
13.s2，进行三效蒸发或mvr，得到冷凝液和混合盐；
14.s3，s2步骤得到的混合盐进行盐水分离，得到的液体为母液，得到的固体为盐与所述降低表面张力物质的混合物；
15.s4，s2步骤得到固体进行溶盐；
16.s5，进行固液分离，得到所述降低表面张力物质和盐水；
17.s6，s5步骤得到的盐水进行树脂吸附；
18.s7，进行三效蒸发或mvr，最终可得到副产物盐。
19.在本发明的一些实施方式中，s5步骤中，得到的所述降低表面张力物质，热解再生后返回s1再利用。
20.在本发明的一些实施方式中，s2步骤得到的冷凝液进行去生化处理。
21.在本发明的一些实施方式中，s3步骤得到的母液返回s2，与所述添加了降低表面张力物质的咪唑醛废水混合，进行三效蒸发或mvr。
22.本发明的第二方面在于公开一种降低表面张力物质在咪唑醛废水副产盐中的应用，所述应用包括防止有机物结焦堵塞管道和利于盐结晶，减少有机物包裹。
23.在本发明的一些实施方式中，所述降低表面张力物质为活性炭。
24.本发明的有益技术效果是：
25.本发明的咪唑醛废水副产盐的方法中，通过添加活性炭可以有效解决咪唑醛废水在高温蒸盐时有机物容易结焦堵塞管道导致无法正常工程化运行的问题。同时利于盐结晶，减少有机物包裹。
26.本发明的咪唑醛废水副产盐的方法中，可以实现磷酸钠、亚硫酸钠、硫酸钠三种盐净化装置，后期通过冷冻结晶及纳滤可分离实现副产。
附图说明
27.图1为咪唑醛废水的甲苯萃取效果图，图中圆圈标记处为甲苯萃取得到的黑色有机物；
28.图2为本发明咪唑醛废水副产盐的方法的一种实施方式的工艺流程图；
29.图3为本发明咪唑醛废水副产盐的方法的一种实施方式添加/不添加活性炭的黑焦油挂壁效果对比图，a不添加活性炭，b添加活性炭。
具体实施方式
30.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
31.下述实施例中和对比例所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例和对比例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。所述咪唑醛废水来自醛化水解分层，ph5
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6、bod0.2
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0.3、cod 60000
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100000mg/l、总磷10000
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20000mg/l、盐分200000
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300000mg/l。w3‑4废水为水解分层产生离心废水，其中含磷酸钠、氯化钠、甲苯等，w3
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5废水为还原离心废水，其中含磷酸钠、亚硫酸钠、硫酸钠、甲苯等。所述活性炭的粒径约为10um、比表面积700
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1200m2/g。
32.实施例1咪唑醛废水的甲苯萃取
33.取咪唑醛w3‑4废水和w3‑5废水混合物，按1:1体积比加入甲苯进行萃取，静置。废水的甲苯萃取如图1所示。这表明w3‑4和w3‑5废水体系中本身就存在着黑色类油状的物质，这些分散质在无外界力量的介入情况可以很好地在废水中混溶。
34.实施例2活性炭对咪唑醛w3‑4/w3‑5废水进行高温蒸盐的影响
35.在实验室中进行，高温蒸盐采用的是普通蒸馏烧瓶。用循环水冷凝管来进行冷凝。
36.蒸馏瓶中加入咪唑醛w3‑4和w3‑5废水混合物，和添加量为废水的2％(重量/体积)的活性炭。蒸馏温度为100℃，蒸馏时间为120min。
37.咪唑醛w3‑4/w3‑5蒸发析盐效果如下表：
[0038][0039][0040]
其添加/不添加活性炭的黑焦油挂壁效果对比图，如图3所示，表明了添加活性的阻止原废水中分散质的凝聚形成黑焦油及防止黑焦油粘壁的效果。
[0041]
与添加2％(重量/体积)活性炭相比，添加同样量的同样粒径的二氧化硅和添加2％(v/v)的吐温80，则都没有此效果。
[0042]
添加活性炭量为废水的0.5％
‑
5％(重量/体积)时，均能取得良好的阻止原废水中分散质的凝聚形成黑焦油及防止黑焦油粘壁的效果。低于0.5％则没有好的效果，高于5％则没有必要。对活性炭的粒径和比表面积不做特殊要求，市售的普通活性炭即可满足需要。
[0043]
实施例3一种咪唑醛废水副产盐的方法
[0044]
如图2所示，包括以下步骤：
[0045]
s1，向所述咪唑醛废水中添加降低表面张力物质；
[0046]
s2，进行mvr，得到冷凝液和混合盐；得到的冷凝液进行去生化处理；
[0047]
s3，s2步骤得到的混合盐进行盐水分离，得到的液体为母液，得到的固体为盐与所述降低表面张力物质的混合物；到的母液返回s2，与所述添加了降低表面张力物质的咪唑醛废水混合，进行mvr；
[0048]
s4，s2步骤得到固体进行溶盐；
[0049]
s5，进行固液分离，得到所述降低表面张力物质和盐水；得到的所述降低表面张力物质，热解再生后返回s1再利用；
[0050]
s6，s5步骤得到的盐水进行树脂吸附；
[0051]
s7，进行mvr，最终可得到副产物盐。
[0052]
所述降低表面张力物质为活性炭；添加量同实施例2；
[0053]
所述高温蒸盐在工业上可以采用三效蒸发或mvr。
[0054]
以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。