申请日2017.08.10
公开(公告)日2017.10.13
IPC分类号C02F1/28; B01J20/34; C07C51/42; C07C51/47; C07C51/44; C07C51/43; C07C63/26; C02F103/38
摘要
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种可再生靶向吸附处理聚酯废水的清洁生产工艺。本发明在聚酯废弃母液结晶装置后增加靶向固定床吸附装置，通过靶向固定床吸附装置进行吸附，得到含有乙二醇过流液，经简单生化处理后排放;再通过层析、解吸工艺，得到有机物层析液、解吸液。吸吸附剂层析后，蒸馏脱溶媒回用，釜残液得到高纯度对苯二甲酸，母液回用;吸附剂解析后，蒸馏脱溶媒回用，釜残液得到高浓度杂质，可经焚烧处理后排放。本发明实现了资源化循环利用，降低了污染，有效节约了聚酯废水的处理成本，产生了经济效益，并实现了清洁生产，解决了一般吸附树脂脱附不净的问题。
权利要求书
1.一种可再生靶向吸附处理聚酯废水的清洁生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)靶向固定床吸附
将采用对苯二甲酸、乙二醇合成聚对苯二甲酸乙二酯的工艺中，从浓缩结晶得到的结晶母液，经过靶向固定床吸附装置进行吸附，液相中的对苯二甲酸和乙酸、乙醛吸附到该装置中的树脂上，流下含有乙二醇的过流液，经普通生化处理后排放;
(2)层析解吸
采用醇溶液对已吸附饱和的靶向固定床吸附装置进行层析和解吸，得到层析液和解吸液;
(3)蒸馏
将步骤(2)得到的层析液和解吸液分别采用普通蒸馏塔进行蒸馏，得到气相和釜残液，气相经冷凝后得到醇，回到步骤(2)中循环使用;
(4)蒸发结晶
层析液蒸馏后的釜残液，冷却结晶，得到对苯二甲酸;
解吸液经蒸馏后得到的釜残液，冷却结晶，得到高燃烧值的有机废物，焚烧处理后排放。
2.根据权利要求1所述的一种可再生靶向吸附处理聚酯废水的清洁生产工艺，其特征在于，所述步骤(1)中靶向固定床的进料方式分为底部进料或顶部进料;靶向固定床吸附速度为0.5～1BV/H，吸附温度20～35℃。
3.根据权利要求1所述的一种可再生靶向吸附处理聚酯废水的清洁生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中树脂被污染时采用碱溶液或碱和次氯酸钠的混合溶液对靶向固定床吸附装置进行强制再生，流下的废水经生化处理后，达标排放;或用酸溶液对靶向固定床吸附装置进行强制再生，流下的废水经生化处理后，达标排放。
4.根据权利要求1所述的一种可再生靶向吸附处理聚酯废水的清洁生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中解吸速度为0.4-0.6BV/H，解吸温度为20-55℃。
5.根据权利要求1所述的一种可再生靶向吸附处理聚酯废水的清洁生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中层析时采用的醇为甲醇或乙醇中的一种，质量分数为0%～60%;解吸时采用的醇为甲醇或乙醇中的一种，质量分数为40%～100%;所述碱溶液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种，质量分数为1%～2%;所述次氯酸钠溶液的质量分数为0.05%～1%。所述酸溶液中的酸为盐酸、硝酸、硫酸中的一种，质量分数为1%～2%。
6.根据权利要求1至5任一所述的一种可再生靶向吸附处理聚酯废水的清洁生产工艺，其特征在于，所述靶向固定床吸附装置由若干组，每组规格相同的树脂柱组成，其中树脂柱中的大孔树脂是在大孔吸附树脂作为基材上进行涂层修饰而成，不同的修饰涂层，可对不同的有机物进行定向吸附。
7.根据权利要求6所述的一种可再生靶向吸附处理聚酯废水的清洁生产工艺，其特征在于，所述大孔吸附树脂基材可为H-103型、XAD-1型、XAD-7型、HP-20型、CAD-30型、CAD-40型、CAD-45型、CAD-47型、HT-PA、HT-PB、HT-B、HT-312型、HT-1600型中的一种。
8.根据权利要求1至5任一所述的一种可再生靶向吸附处理聚酯废水的清洁生产工艺，其特征在于，所述靶向固定床吸附装置设有两套，一套运行时，另一套进行再生。
说明书
一种可再生靶向吸附处理聚酯废水的清洁生产工艺
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种处理生产废水的方法，特别是处理聚酯生产中产生的高浓度废水的方法。
背景技术
聚酯材料，即聚对苯二甲酸乙二酯，是一种性能优异、用途广泛的工程塑料。其拥有优异的力学性能，耐低温、耐高温性能，能够阻气、阻水、阻油及阻异味，并且属于无毒无味的安全材料，可直接用于食品包装。现今，国内企业工业化生产合成聚酯的主要方法，是以对苯二甲酸和乙二醇为原料的酯化法，以对苯二甲酸与乙二醇酯化先合成对苯二甲酸双羟乙酯，然后再进行缩聚反应。该合成工艺所产生的有机废水，其污染物以对苯二甲酸、乙二醇和其他杂质(为少量的乙酸、乙醛)为主。由于废水中对微生物生长有利的氮、磷含量较低，并且含有抑制微生物生长的有机物，导致了聚酯废水的可生化性较差。
目前，工业化可行的聚酯废水处理方法，以预处理-生化或直接生化法为主。预处理-生化法主要包括气提-厌氧酸化-好氧氧化-活性炭塔吸附和凝聚-过滤-蒸馏-生物接触氧化工艺，而直接生化法以氧化沟-厌氧-生物接触氧化工艺为主。然而，由于醛类的存在，直接导致了微生物生长活性受到抑制，从而使得生化法的处理效果降低、处理时间延长、能源消耗增大。同时，生化处理会使得废水中高附加值有机物，如对苯二甲酸无法被有效回收利用，造成了资源浪费。上述问题导致有聚酯废水的环保处理成本较高、循环效益较差。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种可再生靶向吸附处理聚酯废水的方法。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种可再生靶向吸附处理聚酯废水的清洁生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)靶向固定床吸附
将采用对苯二甲酸、乙二醇合成聚对苯二甲酸乙二酯的工艺中，从浓缩结晶得到的结晶母液，经过靶向固定床吸附装置进行吸附，液相中的对苯二甲酸和少量的乙酸、乙醛吸附到该装置中的树脂上，流下含有乙二醇的过流液，经普通生化处理后排放;
(2)层析解吸
采用醇溶液对已吸附饱和的靶向固定床吸附装置进行层析和解吸，得到层析液和解吸液;
(3)蒸馏
将步骤(2)得到的层析液和解吸液分别采用普通蒸馏塔进行蒸馏，得到气相和釜残液，气相经冷凝后得到醇，回到步骤(2)中循环使用;
(4)蒸发结晶
层析液蒸馏后的釜残液，冷却结晶，得到对苯二甲酸;
解吸液经蒸馏后得到的釜残液，冷却结晶，得到高燃烧值的有机废物，焚烧处理后排放。
所述步骤(1)中靶向固定床的进料方式分为底部进料或顶部进料;靶向固定床吸附速度为0.5～1BV/H，吸附温度20～35℃。
所述步骤(2)中树脂被污染时采用碱溶液或碱和次氯酸钠的混合溶液对靶向固定床吸附装置进行强制再生，流下的废水经生化处理后，达标排放;或用酸溶液对靶向固定床吸附装置进行强制再生，流下的废水经生化处理后，达标排放。
所述步骤(2)中解吸速度为0.4-0.6BV/H，解吸温度为20-55℃。
所述步骤(2)中层析时采用的醇为甲醇或乙醇中的一种，质量分数为0%～60%;解吸时采用的醇为甲醇或乙醇中的一种，质量分数为40%～100%;所述碱溶液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种，质量分数为1%～2%;所述次氯酸钠溶液的质量分数为0.05%～1%。所述酸溶液中的酸为盐酸、硝酸、硫酸中的一种，质量分数为1%～2%。
所述靶向固定床吸附装置由若干组，每组规格相同的树脂柱组成，其中树脂柱中的大孔树脂是在大孔吸附树脂作为基材上进行涂层修饰而成，不同的修饰涂层，可对不同的有机物进行定向吸附。
所述大孔吸附树脂基材可为H-103型、XAD-1型、XAD-7型、HP-20型、CAD-30型、CAD-40型、CAD-45型、CAD-47型、HT-PA、HT-PB、HT-B、HT-312型、HT-1600型中的一种。
所述靶向固定床吸附装置设有两套，一套运行时，另一套进行再生。
可再生靶向吸附技术(RTA，Renewable Targeted Adsorption)，即通过高效吸附剂进行选择性定向吸附，脱除高浓度废水中的有机物，并实现废水的脱色、除味、降COD;对于吸附饱和的高效吸附剂，可以通过层析、解吸、强制再生工艺对其进行再生，达到循环使用的目的;针对层析、解析后得到的浓缩有机物，可以通过分离、提纯工艺，实现废水中有机物的循环再利用。
本发明将可再生靶向吸附技术应用于处理聚酯废水，具体是指在聚酯废弃母液结晶装置后增加靶向固定床吸附装置，通过靶向固定床吸附装置进行吸附，得到含有乙二醇过流液，经简单生化处理后排放;再通过层析、解吸工艺，得到有机物层析液、解吸液。吸吸附剂层析后，蒸馏脱溶媒回用，釜残液得到高纯度对苯二甲酸，母液回用;吸附剂解析后，蒸馏脱溶媒回用，釜残液得到乙酸、乙醛混合物，可经焚烧处理后排放。
本发明的上述技术方案与现有技术相比，具有以下优点：
RTA靶向固定床吸附装置的定向吸附，以分离循环为核心，经层析、解吸、蒸馏等工艺，从聚酯废水中回收到纯净对苯二甲酸，实现了资源化循环利用;使原本难以生化处理的聚酯废水易于生化处理，降低了污染，有效节约了聚酯废水的处理成本，产生了经济效益，并实现了清洁生产;同时，层析、解吸液经蒸馏冷凝后，得到的层析、解析剂可以循环利用;因脱附不完全而被污染的树脂可以进行强制脱附再生，解决了一般吸附树脂脱附不净的问题。