申请日2013.05.15
公开(公告)日2013.08.14
IPC分类号C02F9/10; C02F1/28; C01D5/02; C01D3/06
摘要
本发明涉及一种分散染料的酸性废水处理方法，属于染料行业三废治理技术领域。首先收集工业生产上的硫酸或盐酸废水，用碱中和酸性废水到pH值5.0-7.0，加入活性炭、硅藻土或者是两者任意混合吸附剂进行吸附脱色，过滤分离吸附剂，最后对废水进行蒸发浓缩结晶，获得高品质的硫酸钠或者氯化钠盐潮品，干燥后可再利用。具有绿色环保、效率高、可行性好等优点。
权利要求书
1.一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)收集：收集分散染料生产后的酸性废水;
(2)中和：将收集的酸性废水泵入中和装置，并采用碱中和到废水的pH值为5.0~7.0;
(3)脱色吸附：将中和后的溶液泵入脱色装置中，加入所泵入总废水质量0.1~10%的吸附剂，进行脱色吸附;
(4)蒸发、浓缩结晶：将脱色吸附后并去除吸附剂的溶液进行蒸发浓缩，分离结晶物后，将分离母液送回步骤(3)的脱色装置，用以除去浓缩富集的残留有机物。
2. 根据权利要求1所述的一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于：所述的步骤(1)与步骤(2)之间还包括预吸附工序，预吸附工序是指向收集的酸性废水中添加吸附剂，吸附剂添加量为收集的酸性废水总质量的0.1~10%，吸附时间为0.1~10小时，待出去酸性废水中的有机物后，再进行中和步骤。
3.根据权利要求2所述的一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
a. 收集：收集分散染料生产后的酸性废水;
b. 预吸附：将收集的酸性废水输送至预吸附装置，同时加入送入酸性废水总质量的0.01~5%的吸附剂，连续吸附1~5小时后，过滤除去吸附剂;
c. 中和：将步骤b中过滤去除吸附剂的溶液泵入中和装置，开启搅拌后，加入碱将废水中和至溶液pH值为5.0~7.0;
d. 再吸附：将中和后所得中和液泵入再吸附脱色装置中，加入中和液总质量0.01~5%的吸附剂，进行脱色吸附，吸附时间为0.1~10小时，过滤除去吸附剂;
e. 蒸发、浓缩结晶：将步骤d去除吸附剂的的溶液进行蒸发浓缩，分离结晶物后，将分离母液送回步骤d的再吸附脱色装置，用以除去浓缩富集的残留有机物。
4.根据权利要求3所述的一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于：所述的蒸发、浓缩结晶为MVR蒸发浓缩、多效浓缩或单效浓缩，蒸发冷凝所得热水可用于工业生产的洗涤、补水或换热;结晶分离的结晶物为硫酸钠或氯化钠，分离的硫酸钠或氯化钠经烘干后作为工业品应用。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于：所述的中和步骤中，碱为片碱、纯碱、小苏打中的一种或多种的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于：所述的吸附剂为活性炭、硅藻土中的一种或两者任意比的混合物，吸附剂的添加量为待处理溶液总质量的0.1~1%。
7.根据权利要求6所述的一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于：所述的酸性废水中的酸为盐酸或硫酸，盐酸或硫酸在废水中的质量百分比为0.1~40%。
8.一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于，依次包括收集、吸附、中和、蒸发浓缩步骤，具体步骤如下：
(a)收集：收集分散染料生产后的酸性废水，酸性废水中的酸为盐酸或硫酸，盐酸或硫酸在废水中的质量百分比为0.1~40%;
(b)吸附：将收集的酸性废水中加入待处理酸性废水总质量0.01~10%的吸附剂，进行吸附脱色，连续吸附0.1~10小时，过滤除去吸附剂;
(c)中和：将步骤(b)中过滤去除吸附剂的溶液泵入中和装置，开启搅拌后，加入碱将废水中和至溶液pH值为5.0~7.0;
(d)蒸发、浓缩结晶：将步骤(c)中和后所得中和液进行蒸发浓缩，结晶分离结晶物后，将分离母液送回步骤(b)，用以除去浓缩富集的残留有机物。
9.根据权利要求8所述的一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于：步骤(b)中，吸附剂为活性炭、硅藻土中的一种或两者任意比的混合物。
10.根据权利要求9所述的一种分散染料的酸性废水处理方法，其特征在于：步骤(c)中，碱为片碱、纯碱、小苏打中的一种或多种的混合物。
说明书
一种分散染料的酸性废水处理方法
技术领域
本发明涉及一种分散染料的酸性废水处理方法，属于染料行业三废治理技术 领域。
背景技术
染料工业生产过程中，会产生大量的高酸度、高COD的废水，这种废水如 不进行处理，将严重污染环境，传统的酸性废水治理方法是采用石灰中和，但治 理成本高，且治理过程中会产生大量的硫酸钙及附着的有机物，为三废处理过程 造成的二次污染，因而三废处理，尤其是废水处理一直是染料污染源治理的难题， 无法得到有效、安全、清洁的处理，将会严重制约企业的发展。
近年来，不少文献中有报道将废水中的酸性进行中和处理，考虑到成本的因 素，普遍采用氨水作为中和剂，这种方式一定程度上解决了废水的高酸度问题， 然而，由于氨水具有弱碱性和不稳定性，而氨水为无色透明且具有刺激性气味， 且易挥发，使用过程中，会给处理过程带来刺鼻的气味，造成二次污染，同时， 由于氨水易挥发，挥发处的氨气(NH3)会对人体的眼、鼻、皮肤有刺激性和腐 蚀性严重时造成窒息，当氨气含量到达一定浓度后，遇火或热量会造成安全事故， 在国内外使用氨的领域事故不断，特别是近年来在我国，氨已经作为重大危险源 进行管理，可见使用氨进行废水治理，安全危险性极高。
有基于此，做出本发明。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种绿色环保、效率高、可行性好分散染 料的酸性废水处理方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种分散染料的酸性废水处理方法，首先收集工业生产上的硫酸或盐酸废 水，用碱中和酸性废水到pH值5.0-7.0，加入活性炭、硅藻土或者是两者任意混 合吸附剂进行吸附脱色，过滤分离吸附剂，最后对废水进行蒸发浓缩结晶，获得 高品质的硫酸钠或者氯化钠盐潮品，干燥后可再利用。具体步骤如下：
(1)收集废水：将分散染料的工业生产中产生的硫酸废水或者盐酸废水分 别收集到储槽中，其中，酸性废水一般含硫酸或盐酸量0.1-10%;
(2)中和：将步骤(1)中酸性废水加入到中和装置中，并用碱中和到废水 的pH值5.0-7.0，中和后的废水进入吸附脱色装置，其中，中和采用的碱为片碱、 纯碱、小苏打或者这几种碱任意比例混合物;
(3)脱色吸附：将步骤(2)中和后的废水温度维持在30-80℃，同时按废 水总量的0.01-10wt%添加吸附剂，吸附时间在0.1-10小时，过滤除去吸附剂， 得到中和液，其中，吸附剂的添加量优选为废水总质量的0.1-10%;
(4)蒸发、浓缩、结晶：将中和液进行蒸发浓缩结晶，分离结晶物后，将 母液重新送回到步骤(3)的吸附装置，除去浓缩富集的残留有机物;蒸发冷凝 的热水可以重新利用。其中，中和液为氯化钠或者硫酸钠溶液，分离的结晶物为 硫酸钠或氯化钠盐潮品。
其中，步骤(3)所述的吸附脱色过程是除去废水含有的有机物，整个吸附 过程，当原废水中有机物的除去率达到80-90%，可认为吸附结束;没有达到目 标(有机物除去率为80-90%)时，可增加0.1-1%的吸附剂继续吸附，并增加1-3 小时的吸附时间，确保废水中有机物除去率达到80-90%。
其中，本发明中涉及的具体化学反应如下：
2NaOH+H2SO4→Na2SO4+2H2O
Na2CO3+H2SO4→Na2SO4+H2O+CO2
2NaHCO3+H2SO4→Na2SO4+2H2O+2CO2
NaOH+HCl→NaCl+H2O
Na2CO3+2HCl→2NaCl+H2O+CO2
NaHCO3+HCl→NaCl+H2O+CO2
为实现更好的使用效果，上述技术方案中，所述的步骤(1)与步骤(2)之 间还可以包括预吸附工序，预吸附工序是指向收集的酸性废水中添加吸附剂，吸 附剂添加量为收集的酸性废水总质量的0.1～10%，吸附时间为0.1～10小时，待 出去酸性废水中的有机物后，再进行中和步骤。具体步骤为：
a.收集：收集分散染料生产后的酸性废水;
b.预吸附：将收集的酸性废水输送至预吸附装置，同时加入送入酸性废水 总质量的0.01～5%的吸附剂，连续吸附1～5小时后，过滤除去吸附剂;
c.中和：将步骤b中过滤去除吸附剂的溶液泵入中和装置，开启搅拌后， 加入碱将废水中和至溶液pH值为5.0～7.0;
d.再吸附：将中和后所得中和液泵入再吸附脱色装置中，加入中和液总质 量0.01～5%的吸附剂，进行脱色吸附，吸附时间为0.1～10小时，过滤除去吸附 剂;
e.蒸发、浓缩结晶：将步骤d去除吸附剂的的溶液进行蒸发浓缩，分离结 晶物后，将分离母液送回步骤d的再吸附脱色装置，用以除去浓缩富集的残留有 机物。
在应用过程中，本发明分散染料的酸性废水处理方法还可以先进行吸附操 作、后进行中和操作、最后进行蒸发、浓缩，具体步骤如下：
(a)废酸水收集：将工业生产上的0.1%-40%的硫酸或者盐酸废水收集并储 存;
(b)吸附、分离：将步骤(a)收集的废酸水，输入吸附装置，加入吸附剂 进行连续吸附，吸附剂添加量为待吸附酸性废水总质量的0.01-10%，吸附时间 为0.1-10小时后，过滤分离吸附剂，较优的，吸附时间控制在1-3小时，吸附剂 加入量为待吸附酸性废水总质量的0.01-10%;
(c)中和：将步骤(b)中去除吸附剂的溶液用碱中和至溶液pH值为5.0-7.0， 其中，所用的碱为纯碱、片碱、小苏打中的一种或者几种任意比的混合物;
(d)蒸发、浓缩结晶：将步骤(c)中和后的中和液蒸发，浓缩并分离结晶 物后，将分离结晶物后的母液送回到步骤(b)，与后续加入的废水混合进行再次 吸附，用以除去浓缩富集的残留有机物。其中结晶物为硫酸钠或者氯化钠盐，烘 干后可作为工业品使用，而蒸发冷凝的热水可以洗涤、热交换等方式进一步使用 到工业生产中。
本发明涉及到的技术方案中，所述的中和步骤中，碱为片碱(固体氢氧化钠)、 纯碱(碳酸钠)、小苏打(碳酸氢钠)中的一种或多种的混合物，这些碱具有性 能稳定、中和性好、使用方便等优点，在不影响中和效果的同时，为使投入成本 降低，可采用此类碱品种的生产废碱来进行中和处理，达到循环利用的目的，既 保证了中和效率，使用安全性大大提高，同时也可降低生产投入;所述的吸附、 脱色吸附、预吸附、再吸附所用吸附剂均相同，吸附剂为活性炭、硅藻土中的一 种或两者任意比的混合物，吸附剂的添加量为待处理溶液总质量的0.1～1%;活 性炭与硅藻土混合物中，活性炭的质量/硅藻土的质量=0～1时为最佳，纯的活性 炭虽然吸附效率较高，但成本较高，这对于中小型企业来讲，实际应用价值不高， 采用活性炭与硅藻土混合物作为吸附剂，活性炭和硅藻土均具有良好的吸附性 能，但硅藻土应用范围更广，对待处理液的要求不苛刻，同样可以满足吸附的要 求，但成本大大降低;所述的酸性废水中的酸为盐酸或硫酸，盐酸或硫酸在废水 中的质量百分比为0.1～40%;所述的蒸发、浓缩结晶为MVR蒸发浓缩、多效浓 缩或单效浓缩，蒸发冷凝所得热水可用于工业生产的洗涤、补水或换热;结晶分 离的结晶物为硫酸钠或氯化钠，分离的硫酸钠或氯化钠可直接或经烘干后作为工 业品应用。
采用本发明分散染料的酸性废水处理方法，酸性废水通过吸附、中和后可除 去90%以上的有机物，再经过蒸发浓缩、将结晶物(硫酸钠或者氯化钠)分离出 来，干燥后可用作工业产品;浓缩母液返回到吸附系统，继续除去富集的有机物， 蒸发冷凝热水可在工业生产上用于洗涤，补水、换热，在实现酸性废水处理的同 时，其结晶副产物硫酸钠或氯化钠以及蒸发冷凝热水均可再次回收利用，回收利 用物相应的也降低了生产和操作成本，整体废水处理过程有害物去除率高，没有 二次污染，成本较低，对操作人员不会造成伤害，经济可行性好，符合绿色环保 以及节能减排的要求。