申请日2014.04.18
公开(公告)日2014.08.13
IPC分类号C01D9/04; C02F9/04
摘要
本发明涉及一种蒽醌类染料碱性废水中硝酸钾的回收方法，属于印染废水回收再利用技术领域。将收集的碱性废水中添加硝酸并搅拌进行一次酸析，一次酸析时间为0.5-12小时，当溶液pH值为1-4时，加入吸附剂、中性絮凝剂或酸性絮凝剂沉淀反应并过滤后，向溶液中添加硝酸并搅拌进行二次酸析，二次酸析时间为0-8小时，当溶液pH值为3-5时，加入吸附剂、中性絮凝剂或酸性絮凝剂沉淀反应并过滤后，进行HNO3氧化、脱色、浓缩和洗盐，即可获得合格的工业用盐。将本发明应用于蒽醌染料的碱性废水中，可回收大量的硝酸钾，不仅可以去除废水中的有机物，降低废水的COD值，还可以得到硝酸钾盐，将其进行回收再利用。
权利要求书
1.一种蒽醌类染料碱性废水中硝酸钾的回收方法，其特征在于，收集的碱性废水依次进行酸析、HNO3氧化、脱色、浓缩和洗盐，具体步骤如下：
(1)酸析：将收集的碱性废水中添加硝酸并搅拌进行一次酸析，一次酸析时间为0.5-12小时，当溶液pH值为1-4时，加入吸附剂、中性絮凝剂或酸性絮凝剂沉淀反应并过滤后，向溶液中添加硝酸并搅拌进行二次酸析，二次酸析时间为0-8小时，当溶液pH值为3-5时，加入吸附剂、中性絮凝剂或酸性絮凝剂沉淀反应并过滤;
(2)HNO3氧化：向步骤(1)酸析后的滤液中添加HNO3在溶液温度为80-120℃下进行保温氧化，保温氧化反应2-24小时后，降温至30-60℃，过滤;
(3)脱色：向步骤(2)过滤后的滤液中添加吸附剂进行吸附脱色，吸附脱色0.5-4小时;
(4)浓缩：对步骤(3)处理后的溶液进行浓缩结晶，得到粗盐;
(5)洗盐：将粗盐进行洗涤，获得合格的工业用盐。
2.如权利要求1所述的一种蒽醌类染料碱性废水中硝酸钾的回收方法，其特征在于：步骤(1)中，所用吸附剂为活性炭、分子筛或硅藻土，所用絮凝剂为聚丙烯酰胺;一次酸析中，所用硝酸的质量百分数为60-70%，吸附剂、中性絮凝剂或酸性絮凝剂的添加量为待处理废水总质量的0.1-1%;二次酸析中，所用硝酸的质量百分数为60-70%，吸附剂、中性絮凝剂或酸性絮凝剂的添加量为待处理废水总质量的0.05-0.5%。
3.如权利要求1所述的一种蒽醌类染料碱性废水中硝酸钾的回收方法，其特征在于：步骤(2)中，所用HNO3的质量百分数为60-70%，添加速率为0.1-0.4L/min，保温氧化温度为85-95℃，反应2-4小时。
4.如权利要求1所述的一种蒽醌类染料碱性废水中硝酸钾的回收方法，其特征在于：步骤(3)中，吸附剂为活性炭、分子筛或硅藻土，吸附剂添加量为待处理滤液质量的0.01-5%。
5.如权利要求1所述的一种蒽醌类染料碱性废水中硝酸钾的回收方法，其特征在于：步骤(4)中，浓缩采用MVR蒸发浓缩、单效浓缩或多效浓缩，浓缩冷凝所得水用于工业生产上的洗涤、补水或换热。
6.如权利要求1所述的一种蒽醌类染料碱性废水中硝酸钾的回收方法，其特征在于：步骤(5)中，洗盐采用饱和硝酸钾溶液。
说明书
一种蒽醌类染料碱性废水中硝酸钾的回收方法
技术领域
本发明涉及一种蒽醌类染料碱性废水中硝酸钾的回收方法，属于印染废水回收再利用技术领域。
背景技术
目前国内对蒽醌染料废水的最新处理方法主要有：混凝沉淀-Fenton催化氧化法、厌氧-好氧处理法、微电解-催化氧化法、青霉菌法、电子束脱色法等。混凝沉淀-Fenton催化氧化法和微电解-催化氧化法产生大量不可利用固废且成本较高，生物法适应性较差、运行不稳定，电子束脱色法仍在研究阶段、技术不成熟。碱性染料废水中药用吸附法及超声强化氧Fenton、高压脉冲放电法等。单一吸附法成本较高且效果不理想，其它几种方法技术不够成熟且对设备要求高。
发明内容
蒽醌类染料生产中产生大量碱性废水，此类废水中含有大量有机物和亚硝酸盐。本发明采用以“酸析，吸附→氧化→脱色→浓缩→洗盐”为主要流程的工艺，不仅可以去除废水中的有机物，降低废水的COD值，还可以得到硝酸钾盐，将其进行回收再利用。
本发明采取的技术方案如下：
一种蒽醌类染料碱性废水中硝酸钾的回收方法，收集所得废水进行酸析→HNO3氧化→脱色→浓缩→洗盐，最终获得合格的工业用盐，具体步骤如下：
(1)酸析：向收集的碱性废水中加入浓硝酸保持废水为酸性，搅拌酸析0.5-12小时后，加入吸附剂或非碱性絮凝剂(中性絮凝剂或酸性絮凝剂)，搅拌反应0.5-4小时后过滤;
(2)HNO3氧化：酸析后的滤液中添加HNO3在溶液温度为80-120℃下进行保温氧化，保温氧化反应2-24小时后，降温至30-60℃，过滤;
(3)脱色：步骤(2)过滤后的溶液中加入吸附剂进行吸附脱色;
(4)浓缩：对步骤(3)处理后的溶液进行浓缩结晶，得到略带颜色的硝酸钾粗盐;
(5)洗盐：对略带颜色的硝酸钾采用少量洗水进行漂洗，即可得合格的工业用盐。
进一步的，作为优选：
步骤(1)中，酸析分为两级酸析：待处理废水先进行一级酸析，向待处理废水中加入浓硝酸，使pH保持在1-4搅拌反应0.5-12小时后，向溶液中加入0.1%-10%的吸附剂或非碱性絮凝剂，搅拌过滤;再向过滤后的滤液中继续加入浓硝酸，保持pH在3-5，搅拌0-8小时后再加入0.05-5%吸附剂或非碱性絮凝剂，搅拌过滤，完成二次酸析。步骤(1)的酸析过程中所添加的吸附剂或非碱性絮凝剂是为了促进沉淀过滤，其中，吸附剂可使用活性炭、分子筛、硅藻土等吸附剂，絮凝剂可采用聚丙烯酰胺等中性或酸性絮凝剂。
步骤(2)中，加浓硝酸氧化时，会产生大量泡沫，所以需缓慢加入硝酸，控制硝酸的添加速率为0.1-0.4L/min，在85-95℃恒温下边鼓气边搅拌，反应2-24小时后，冷却至30-40℃后过滤。
经过步骤(2)氧化后的废水冷却后再加入0.01-5%的吸附剂吸附脱色，吸附时间0.5-4小时。
步骤(4)浓缩分离得到的粗盐略显黄色，加入饱和硝酸钾溶液对该粗盐进行漂洗，饱和硝酸钾溶液的添加量为所收集废水总质量的10-40%，漂洗后即可得到合格的工业用盐。
上述步骤(4)中采用的浓缩采用MVR蒸发浓缩、单效浓缩或者多效浓缩，冷凝热水可用于工业生产上的洗涤、补水或换热。
其中，蒽醌染料碱性废水的pH>10，含有大量蒽醌类衍生物及钾盐，采用本发明所述的技术方案，其处理过程包括“酸析→吸附→氧化→脱色→浓缩→洗盐”，将分离获得的硝酸钾干燥后回用到工业生产中，蒸馏出水及冷却水回用到生产中，收集的热能也可作为生产能源使用，在处理废水的同时得到多种可循环使用的能源，大幅节省处理成本，经济环保，其工作原理及有益效果如下：
1. 使用硝酸进行酸析，不会引入其他离子的杂质，有利于回收效率的提高。
2. 酸析可采用一级酸析(即仅包含一次酸析，此时二次酸析的处理时间为0)，也可采用二级酸析(即一次酸析和二次酸析)，采用二级酸析的效果比1级酸析的效果显著提高，有机物和色度的去除率更高，且二级酸析后得到的盐可用更少的洗水洗涤。
3. 采用浓硝酸氧化亚硝酸盐，不会引入更多的杂质。
4. 氧化是在85-95℃的恒温条件下进行常压保温氧化，反应条件温和，硝酸分解速率小。
5. 氧化后生产的氮氧化物可吸收后再制成硝酸，循环利用，大大降低了成本。
采用本发明上述工艺所回收的干净的盐可回用于工业生产，而浓缩结晶过程中蒸馏冷凝出来的冷凝液、冷却用水可以循环使用，还可作为热源使用。