申请日2017.08.17
公开(公告)日2017.11.07
IPC分类号C02F9/10; C01D3/06; C07C29/76; C07C31/22; C02F103/38
摘要
本发明公开了一种环氧树脂生产废水资源化处理工艺，包括1)、微滤处理和电驱动膜系统处理;2)萃取系统处理;3)蒸发系统处理;4)、反渗透系统处理;5)、蒸发结晶系统处理。本发明基于回收废水中的甘油成分，以提高生产的环保性和经济性，提出电驱动膜+萃取法处理环氧树脂废水的工艺路线，既能达到除盐的目的，又回收了其中具有经济价值的甘油，实现废水中盐、甘油回收和废水的达标排放，从而达到改善当地生态环境，推动该行业和社会的可持续发展目的。
权利要求书
1.一种环氧树脂生产废水资源化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)、环氧树脂生产废水首先经过微滤处理去除颗粒性杂质，然后进入电驱动膜系统的淡室，浓室在调试时输入于淡室等量的工艺用水，接着通过对电驱动膜系统通上直流电场使环氧树脂生产废水中的NaCl逐步迁移至浓室料液中，得到淡室料液和浓室料液，浓室料液为含有大量NaCl的浓盐水;
2)、将步骤1)得到的淡室料液进入至萃取系统，在萃取系统的萃取罐中投入一定量的正丁醇溶剂，充分搅拌混匀后静置分层形成萃取液和萃余液，萃取液为含有甘油的正丁醇料液，萃余液为含有少量NaCl和甘油的水溶液;
3)、将步骤2)得到的萃取液送入蒸发系统，通过蒸发处理使得正丁醇挥发得到甘油，挥发的正丁醇冷凝后回用于步骤2)加入到萃取罐中;
4)、将步骤2)得到的萃余液送入至反渗透系统进行浓缩处理，获得浓缩液和透过液，浓缩液的成分组成与环氧树脂生产废水基本一致，浓缩液返回步骤1)重新进行微滤处理，透过液为纯水，透过液回用于步骤1)中电驱动膜系统浓室的工艺用水;
5)、将步骤1)得到的浓室料液送入蒸发结晶系统进行蒸发结晶处理，获得工业级的NaCl产品，同时冷凝液为不含挥发性物质的纯水，冷凝液回用于步骤1)中电驱动膜系统浓室的工艺用水。
2.根据权利要求1所述的一种环氧树脂生产废水资源化处理工艺，其特征在于，所述步骤1)直流电场的电流密度为0.02A/cm2，淡室料液的NaCl浓度小于1%。
3.根据权利要求1或2所述的一种环氧树脂生产废水资源化处理工艺，其特征在于，所述步骤2)中萃取罐的顶部开有进料孔和投加孔，所述的进料孔用于淡室料液的进料，所述的投加孔用于投加正丁醇溶剂。
4.根据权利要求3所述的一种环氧树脂生产废水资源化处理工艺，其特征在于，所述步骤2)中萃取罐的中部开有萃取液输出孔，用于萃取液的输出，底部开有萃余液输出孔，用于萃余液的输出，所述的萃取罐内设有机械搅拌装置。
5.根据权利要求4所述的一种环氧树脂生产废水资源化处理工艺，其特征在于，所述步骤2)中通过进料孔进入萃取罐的淡室料液与通过投加孔加入萃取罐的正丁醇溶剂的体积比为1:1.0-1.5。
6.根据权利要求5所述的一种环氧树脂生产废水资源化处理工艺，其特征在于，所述步骤3)中萃取液进入蒸发系统蒸发处理后，得到的纯度不低于99.99%的甘油，所述甘油的得率超过95%。
7.根据权利要求6所述的一种环氧树脂生产污水资源化处理工艺，其特征在于，所述步骤4)中反渗透系统的膜通量为18～25LMH，回收率为85～90%。
说明书
一种环氧树脂生产废水资源化处理工艺
技术领域
本发明涉及化工废水处理领域，尤其是涉及一种环氧树脂生产废水资源化处理工艺。
背景技术
环氧树脂包括液态环氧树脂(基础环氧树脂)与固态环氧树脂。液态环氧树脂工艺分为一步法工艺与二步法生产工艺。一步法液态环氧树脂工艺是将双酚A和过量的环氧氯丙烷在氢氧化钠作用下进行缩聚，回收过量的环氧氯丙烷后，再经萃取、水洗、过滤、脱除溶剂，最后制得产品。目前，国内产量最大的E-44型环氧树脂即采用该工艺生产。二步法工艺是将双酚A和环氧氯丙烷在催化剂作用下，第一步先通过加成反应，生成二酚基丙烷氯醇醚中间体，第二步再在氢氧化钠存在下进行闭环反应，生成环氧树脂，回收过量的环氧氯丙烷后，再经萃取、水洗、过滤、脱除溶剂，最后制得产品。目前，国产E-5l、E-54型环氧树脂即采用该工艺生产。固态环氧树脂生产工艺又分为水洗法、溶剂萃取法、溶剂缩聚法三种。环氧氯丙烷是制备环氧树脂的原料，目前各国采用的先进方法是以甘油为主要原料生产环氧氯丙烷，环氧氯丙烷将会成为甘油的最大应用领域。与此同时，生产环氧树脂会产生大量高盐度高有机物含量的废水，主要成分为NaCl、甘油、双酚A及少量老化树脂，总体pH成碱性。
环氧树脂生产行业的废水具有高有机物浓度、高含盐量、废水排放量大的特点，废水难处理性是制约环氧树脂工业发展的主要关键所在。据不完全统计，我国环氧树脂工业每年排放废水数百万吨。其废水的特点是：废水排放量大(20m3/吨产品)、有机污染物含量高(有时COD可高达50000mg/L)、含盐量高(5～14%)，无法采用二级生化处理技术，属于较难处理的工业废水。由于环氧树脂生产废水难于处理，使得目前大多数己建成的二级生化处理装置闲置或处理不达标。另外，环氧树脂行业基本上没有开展废水的回用，造成水资源的严重浪费，其单位水资源消耗率大大高于国外同类产品生产指标。环氧树脂生产废水的达标处理己成为制约我国环氧树脂工业进一步发展的瓶颈。且现有的工艺技术主要是针对热法浓缩除盐这一目标，以期适用与后期的生物废水处理，忽略了其中的甘油成分的经济价值。本研究课题正是基于回收废水中的甘油成分，以提高生产的环保性和经济性，提出电驱动膜+萃取法处理环氧树脂废水的工艺路线，既能达到除盐的目的，又回收了其中具有经济价值的甘油，实现废水中盐、甘油回收和废水的达标排放，从而达到改善当地生态环境，推动该行业和社会的可持续发展目的。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种环氧树脂生产废水资源化处理工艺，有效解决背景技术中指出的问题。
本发明的采用的技术方案如下：
一种环氧树脂生产废水资源化处理工艺，包括以下步骤：
1)、环氧树脂生产废水首先经过微滤处理去除颗粒性杂质，然后进入电驱动膜系统的淡室，浓室在调试时输入于淡室等量的工艺用水，接着通过对电驱动膜系统通上直流电场使环氧树脂生产废水中的NaCl逐步迁移至浓室料液中，得到淡室料液和浓室料液，浓室料液为含有大量NaCl的浓盐水;
2)、将步骤1)得到的淡室料液进入至萃取系统，在萃取系统的萃取罐中投入一定量的正丁醇溶剂，充分搅拌混匀后静置分层形成萃取液和萃余液，萃取液为含有甘油的正丁醇料液，萃余液为含有少量NaCl和甘油的水溶液;
3)、将步骤2)得到的萃取液送入蒸发系统，通过蒸发处理使得正丁醇挥发得到甘油，挥发的正丁醇冷凝后回用于步骤2)加入到萃取罐中;
4)、将步骤2)得到的萃余液送入至反渗透系统进行浓缩处理，获得浓缩液和透过液，浓缩液的成分组成与环氧树脂生产废水基本一致，浓缩液返回步骤1)重新进行微滤处理，透过液为纯水，透过液回用于步骤1)中电驱动膜系统浓室的工艺用水;
5)、将步骤1)得到的浓室料液送入蒸发结晶系统进行蒸发结晶处理，获得工业级的NaCl产品，同时冷凝液为不含挥发性物质的纯水，冷凝液回用于步骤1)中电驱动膜系统浓室的工艺用水。
作为优选，所述步骤1)直流电场的电流密度为0.02A/cm2，淡室料液的NaCl浓度小于1%。
作为优选，所述步骤2)中萃取罐的顶部开有进料孔和投加孔，所述的进料孔用于淡室料液的进料，所述的投加孔用于投加正丁醇溶剂。
作为优选，所述步骤2)中萃取罐的中部开有萃取液输出孔，用于萃取液的输出，底部开有萃余液输出孔，用于萃余液的输出，所述的萃取罐内设有机械搅拌装置。
作为优选，所述步骤2)中通过进料孔进入萃取罐的淡室料液与通过投加孔加入萃取罐的正丁醇溶剂的体积比为1:1.0-1.5。
作为优选，所述步骤3)中萃取液进入蒸发系统蒸发处理后，得到的纯度不低于99.99%的甘油，所述甘油的得率超过95%。
作为优选，所述步骤4)中反渗透系统的膜通量为18～25LMH，回收率为85～90%。
本发明还提供了一种环氧树脂生产废水资源化处理系统，包括：
微滤处理系统，用于去除环氧树脂生产废水中的颗粒性杂质;
电驱动膜系统，微滤处理系统的出水与电驱动膜系统的淡室相连，电驱动膜系统的浓室输入与淡室等量的工艺用水，使电驱动膜系统淡室中环氧树脂生产废水中的NaCl逐步迁移至浓室中，得到的浓室料液为含有大量NaCl的浓盐水;
蒸发结晶系统，用于对浓室料液进行蒸发结晶处理，获得工业级的NaCl产品，同时冷凝液为不含挥发性物质的纯水，冷凝液回用于电驱动膜系统的浓室补水;
萃取系统，电驱动膜系统的淡室料液送入萃取系统，并加入正丁醇溶剂，充分搅拌混匀后静置分层形成萃取液和萃余液，萃取液为含有甘油的正丁醇料液，萃余液为含有少量NaCl和甘油的水溶液;
蒸发系统，萃取液进入蒸发系统进行蒸发处理，使得正丁醇挥发得到甘油，挥发的正丁醇冷凝后回用于萃取系统;
反渗透系统，萃余液进入反渗透系统进行浓缩处理，获得浓缩液和透过液，浓缩液的成分组成与环氧树脂生产废水基本一致，透过液为纯水，透过液回用于电驱动膜系统的浓室补水。
作为优选，所述的电驱动膜系统通过直流电场使环氧树脂生产废水中的NaCl逐步迁移至浓室料液中，所述直流电场的电流密度为0.02A/cm2，淡室料液的NaCl浓度小于1%。
作为优选，所述电驱动膜系统的淡室料液进入至萃取系统的萃取罐中，萃取罐顶部开有进料孔和正丁醇溶剂投加孔。
作为优选，所述萃取罐的中部开有萃取液输出孔，底部开有萃余液输出孔，萃取罐内设有机械搅拌装置。
作为优选，进入所述萃取系统的淡室料液与加入萃取系统的正丁醇溶剂的体积比为1:1.0-1.5。
作为优选，萃取液进入蒸发系统蒸发处理后，得到的纯度不低于99.99%的甘油，所述甘油的得率超过95%。
作为优选，所述反渗透系统的膜通量为18～25LMH，回收率为85～90%。
电驱动膜技术是指在电场力作用下离子通过选择性离子交换膜的膜分离过程，其核心部分为阴阳离子交换膜，即利用阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过的特性对溶液中离子进行选择性分离的技术。在电场力作用下，溶液中的阴阳离子发生定向迁移，从一部分水体迁移到另一部分水体，从而达到溶液分离、提纯和浓缩的目的。
本发明基于回收废水中的甘油成分，以提高生产的环保性和经济性，提出电驱动膜+萃取法处理环氧树脂废水的工艺路线，既能达到除盐的目的，又回收了其中具有经济价值的甘油，实现废水中盐、甘油回收和废水的达标排放，从而达到改善当地生态环境，推动该行业和社会的可持续发展目的。
其有益效果如下：
1)、通过本发明的电驱动膜系统迁移环氧树脂生产废水中的NaCl，能有效地实现甘油和NaCl的分离，甘油漏损率小于5%，淡室NaCl残留10000mg/L以下;
2)、通过本发明的萃取系统能有效回收电驱动膜淡室料液中的甘油，并且能回收萃取剂(正丁醇);
3)、通过本发明的反渗透系统能提高萃取系统萃余液中甘油和NaCl的浓度，可循环至原水罐，并能回收大部分的水至电驱动膜系统的浓室，减少水增量;
4)、通过本发明的电驱动膜系统+萃取系统对环氧树脂生产废水进行处理，所获得的甘油产品纯度高达99.99%，产品收率超过95%，质量高于国家标准;
5)、通过本发明的电驱动膜系统+蒸发结晶系统对环氧树脂生产废水进行处理，所获得的NaCl产品纯度高达98%，产品收率超过97%，质量高于国家二级工业盐标准;
6)、通过本发明提供的处理工艺对环氧树脂生产废水进行全量资源化处理具有广泛的应用前景，不仅进行资源综合利用，同时也开发了高价值的产品。