申请日2011.01.05
公开(公告)日2011.06.15
IPC分类号C02F9/14; C01D3/04; C07C51/02; C07C63/06; C01D3/14
摘要
本发明公开了一种过氧化二苯甲酰(引发剂BPO)生产废水处理和资源化工艺，该工艺是将从生产装置排污口收集的高浓度生产废水经稳定化处理，基本消除了废水中有机过氧化物遇热剧烈分解的危险后，从废水中分离回收苯甲酸和氯化钠。苯甲酸在生产中可以重复使用，氯化钠作为副产品。脱除了苯甲酸和氯化钠后的低浓度废水，经过水解-接触氧化、C-Fe微电解脱色处理，排水主要指标达到《化学合成类制药工业水污染物排放标准》(GB21904-2008)中对新建企业水污染物排放限值的要求。
权利要求书
1.过氧化二苯甲酰生产废水的处理和资源化利用工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：
(1)过氧化二苯甲酰合成母液处理工艺：
回收苯甲酸:在过氧化二苯甲酰生产母液中先加入盐酸酸化至pH<5，过滤酸化析出的苯甲酸;
分离低浓度废水：在每升废水加入1～2克亚硫酸钠，缓慢加热到70～80℃，搅拌1.5～2小时后，减压蒸馏分离出低浓度酸性废水;
回收氯化钠：减压蒸馏过程中产生含苯甲酸的氯化钠结晶，过滤出结晶，过滤母液返回减压蒸馏继续分离低浓度废水,同时过滤氯化钠结晶;
提纯氯化钠过滤出的氯化钠结晶用上述分离的低浓度废水溶解后，先过滤出泥渣，然后用盐酸酸化至pH<5，再次过滤回收苯甲酸;分离苯甲酸后的滤液循环蒸馏，在继续分离出低浓度废水的同时回收氯化钠;
低浓度废水生化处理：分离得到的低浓度酸性废水，中和至中性后，经水解-接触氧化，再经C-Fe微电解脱色处理后达标排放;
(2)、过氧化二苯甲酰水洗废水的处理
从生产装置排污口收集过氧化二苯甲酰产品水洗废水;处理过程包括：分离低浓度废水、回收氯化钠、氯化钠提纯、低浓度废水生化处理;
分离低浓度废水：在每升过氧化二苯甲酰产品水洗废水中加入1～2克亚硫酸钠，缓慢加热到70～80℃，搅拌1.5～2小时后，常压蒸馏分离出低浓度废水;
回收氯化钠：蒸馏过程中产生含苯甲酸的氯化钠结晶，过滤出结晶物;滤液继续减压蒸馏，在分离低浓度废水的同时回收氯化钠;
提纯氯化钠：含苯甲酸的氯化钠结晶用上述分离得到的低浓度废水溶解，先过滤泥渣，然后用盐酸酸化至pH<5，过滤回收苯甲酸;分离苯甲酸后的滤液继续减压蒸馏，在分离低浓度废水的同时回收氯化钠;
低浓度废水生化处理：分离得到的低浓度酸性废水，中和至中性后，经水解-接触氧化，再经C-Fe微电解脱色处理后达标排放。
说明书
过氧化二苯甲酰生产废水处理和资源化工艺
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，涉及一种有机过氧化物类生产废水处理和资源化工艺，尤其涉及一种过氧化二苯甲酰(引发剂BPO)生产废水处理和资源化工艺。
背景技术
过氧化二苯甲酰(引发剂BPO)是一种活性很高的有机过氧化物。主要用作PVC、聚丙烯腈的聚合引发剂和不饱和聚酯、丙烯酸酯的交联剂。在橡胶工业中用作硅橡胶和氟橡胶的交联剂。面粉、油脂、蜡的漂白剂，化妆品助剂。
其生产特点是：过程间歇进行，废水的水质水量、有机物浓度、酸碱度、含盐量、BOD/CDO值等随生产规模及时间变化，峰谷值相差很大。有机过氧化物热不稳定，容易加速分解，溶解于废水中的有机过氧化物在高温下也迅速分解。过氧化二苯甲酰生产废水中含大量氯化钠、苯甲酸及苯甲酸钠，污染物浓度高，对生物降解有强烈抑制作用，B/C值很低，可生化性差。这种废水直接排入河流会导致水体严重污染。
过氧化二苯甲酰的生产原料包括：双氧水、氢氧化钠、苯甲酰氯等。过氧化二苯甲酰的不同生产阶段产生不同性质的废水，主要有合成母液和洗涤废水等。合成母液含氢氧化钠、过氧化氢、过氧化钠、过氧化苯甲酰、苯甲酸钠、氯化钠等，CODcr=93600.40 mg/L～33848.32mg/L;pH>7; 含不挥发固体(盐、碱等)11.6～15.1%(Wt)。水洗废水含氢氧化钠、过氧化苯甲酰、苯甲酸钠、氯化钠等，CODcr=39816.20～16731.84mg/L，pH：7～8;不挥发固体(盐、碱等)含量2.56～1.98%(Wt)。由于过氧化二苯酰甲生产废水高浓度、高盐度或高碱度、热不稳定，是一项废水处理方面的环保难题。
据文献报道，目前对于高含盐、高含酸、高含碱，难降解的有机过氧化物废水一般采用电解，稀释焚烧与稀释生化，脱盐稀释生化等方法处理。一种典型处理工艺是将有机过氧化物生产废液、产品洗涤废液、尾气处理废碱液、冷却塔排污水、设备和地面冲洗水等收集到酸化池混合后，加入盐酸调至PH在2～4之间，使有机物析出，然后进行重力沉降。沉降得到的上层有机相收集后加入柴油稀释，使有机过氧化物浓度降低后外运焚烧。沉降所得下层酸性水用NaOH中和到中性，然后送入区域污水处理厂以200倍低盐度水稀释，使废水的含盐量小于1%，再利用三槽式氧化沟进行生化处理。当叔丁醇和苯甲酸钠浓度高时生化受到抑制。这种处理工艺的缺点是：有机过氧化物废水浓度高，酸化分离所得有机物要添加柴油稀释后焚烧，资源没有回收，浪费严重。分离后废水中有机物浓度仍然比较高，抑制微生物的组分多，增加了区域污水处理厂的处理负荷。区域污水处理厂要设置专门的调节池对废水稀释，然后生化。另外，这种处理工艺只适合处理浓度很高的碱性废水。在碱性废水中溶解度大的有机酸盐经酸化后转化为溶解度比较低的有机酸而被分离，酸化对低分子量的有机酸、醇类几乎没有分离作用。
发明内容
本发明是针对现有处理技术存在的不足，提供一种过氧化苯甲酸叔丁酯生产废水处理和资源化工艺。
本发明过氧化二苯甲酰生产废水处理和资源化工艺，是从生产装置排污口收集高浓度生产废水，向废水中加入盐酸酸化使其中的苯甲酸钠转化为苯甲酸析出。过滤回收苯甲酸，然后加入还原剂还原有机过氧化物，并且控制温度在有机过氧化物加速分解温度以下让其缓慢分解，消除废水中过氧化物剧烈分解危险，使废水达到稳定。经稳定化处理后的废水通过蒸馏分离出低浓度废水，蒸馏浓缩过程中产生氯化钠为主要成分的结晶，适时过滤出结晶，滤液重新返回蒸馏系统。回收的结晶物用分离出的低浓度废水溶解，过滤除去泥渣后用盐酸酸化分离苯甲酸，滤液浓缩回收氯化钠。分离出的低浓度废水经中和、水解酸化- 接触氧化处理，再经C-Fe微电解脱色。排水主要指标达到《化学合成类制药工业水污染物排放标准》(GB21904-2008)中对新建企业水污染物排放限值的要求。
具体工艺如下：
(1)过氧化二苯甲酰(引发剂BPO)合成母液处理工艺：
回收苯甲酸:在过氧化二苯甲酰生产母液中先加入盐酸酸化至pH<5，过滤酸化析出的苯甲酸;
分离低浓度废水：在每升废水加入1～2克亚硫酸钠，缓慢加热到70～80℃，搅拌1.5～2小时后，减压蒸馏分离出低浓度酸性废水;
回收氯化钠：减压蒸馏过程中产生含苯甲酸的氯化钠结晶，过滤出结晶，过滤母液返回减压蒸馏继续分离低浓度废水,同时过滤氯化钠结晶;
提纯氯化钠过滤出的氯化钠结晶用上述分离的低浓度废水溶解后，先过滤出泥渣，然后用盐酸酸化至pH<5，再次过滤回收苯甲酸;分离苯甲酸后的滤液循环蒸馏，在继续分离出低浓度废水的同时回收氯化钠;
低浓度废水生化处理：分离得到的低浓度酸性废水，中和至中性后，经水解-接触氧化，再经C-Fe微电解脱色处理后达标排放;
(2)、过氧化二苯甲酰水洗废水的处理
从生产装置排污口收集过氧化二苯甲酰产品水洗废水;处理过程包括：分离低浓度废水、回收氯化钠、氯化钠提纯、低浓度废水生化处理;
分离低浓度废水：在每升过氧化二苯甲酰产品水洗废水中加入1～2克亚硫酸钠，缓慢加热到70～80℃，搅拌1.5～2小时后，常压蒸馏分离出低浓度废水;
回收氯化钠：蒸馏过程中产生含苯甲酸的氯化钠结晶，过滤出结晶物;滤液继续减压蒸馏，在分离低浓度废水的同时回收氯化钠;
提纯氯化钠：含苯甲酸的氯化钠结晶用上述分离得到的低浓度废水溶解，先过滤泥渣，然后用盐酸酸化至pH<5，过滤回收苯甲酸;分离苯甲酸后的滤液继续减压蒸馏，在分离低浓度废水的同时回收氯化钠;
低浓度废水生化处理：分离得到的低浓度酸性废水，中和至中性后，经水解-接触氧化，再经C-Fe微电解脱色处理后达标排放。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明是直接从生产装置的排污口取生产废水，先分离回收废水中苯甲酸和氯化钠，在回收化工原料的过程中分离出低浓度废水，然后对分离的低浓度废水进行生化处理，使处理后废水达到《化学合成类制药工业水污染物排放标准》(GB21904-2008)中对新建企业水污染物排放限值的要求。
2、从废水中回收的生产原料纯度高，质量好。实现了废水中污染物的资源化利用，符合循环经济、节能减排的发展要求。同时为废水的生化处理创造了条件。
3、本发明紧密结合生产实际，设计合理，技术路线先进，操作比较简便，处理过程不产生二次污染。
4、与国内外现行的电解、稀释焚烧、稀释生化技术比较，在实现了难降解废水的生化处理的同时回收了大量化工生产原料，节约了处理费用，有效地保护了资源和环境。
具体实施方式
下面通过具体实例对本发明过氧化二苯甲酰(引发剂BPO)生产废水的处理和资源化利用工艺进行详细的说明。
1、过氧化二苯甲酰(引发剂BPO)合成母液处理工艺：
从生产装置排污口收集过氧化二苯甲酰生产母液20升。废水CODcr=33848.32mg/L;pH=12.5; 含不挥发固体15.1%。
处理过程包括：回收苯甲酸、分离低浓度废水、回收氯化钠、氯化钠提纯、低浓度废水生化处理。
回收苯甲酸:在废水中先加入盐酸酸化至pH<5，过滤酸化析出的苯甲酸。
分离低浓度废水：分离苯甲酸后加入20克亚硫酸钠(每升废水加入1克)，缓慢加热到70～80℃，搅拌1.5小时后，减压蒸馏分离出低浓度酸性废水。
回收氯化钠：减压蒸馏过程中产生含苯甲酸的氯化钠结晶，过滤出结晶，过滤母液返回减压蒸馏继续浓缩。
氯化钠提纯：含苯甲酸的氯化钠结晶用上述分离出的低浓度废水溶解后，先过滤出泥渣，然后用盐酸酸化至pH<5，再次过滤回收苯甲酸。分离苯甲酸后的滤液循环蒸馏，在继续分离低浓度废水的同时过滤回收氯化钠。
低浓度废水生化处理：分离得到的低浓度酸性废水CODcr4583.07mg/L，CODcr去除率86.46%。中和至中性后，经水解-接触氧化，再经C-Fe微电解脱色处理后达标排放。
共回收苯甲酸0.3kg,精制氯化钠1.6kg。氯化钠结晶溶解后过滤产生少量泥渣可焚烧处理。
2、过氧化二苯甲酰水洗废水的处理
从生产装置排污口收集过氧化二苯甲酰产品水洗废水20升。CODcr=16731.84mg/L;pH：7～8; 含不挥发固体1.98%。
处理过程包括：分离低浓度废水、回收氯化钠、氯化钠提纯、低浓度废水生化处理。
分离低浓度废水：在废水中加入20克亚硫酸钠(每升废水加入1.0克亚硫酸钠)缓慢加热到70～80℃，搅拌1.5小时后，常压蒸馏分离出低浓度废水。
回收氯化钠：蒸馏过程中产生含苯甲酸的氯化钠结晶。过滤出结晶物。滤液减压蒸馏在继续分离低浓度废水的同时回收氯化钠。
氯化钠提纯：含苯甲酸的氯化钠结晶用分离得到的低浓度废水溶解，先过滤泥渣，然后用盐酸酸化至pH<5，过滤得到苯甲酸。分离苯甲酸后的滤液返回减压浓缩。
低浓度废水生化处理：分离得到的低浓度酸性废水CODcr76.46mg/L，CODcr去除率99.54%。 中和至中性后，经水解-接触氧化，再经C-Fe微电解脱色处理后达标排放。
共回收苯甲酸0.17 kg，精制氯化钠0.75kg。含苯甲酸的氯化钠结晶溶解后过滤出的泥渣可填埋或焚烧处理。
回收生产原料的质量检测结果：
①回收氯化钠的质量检测结果
分析项目 分析结果%(Wt) NaCl 98.44 Ca2+ 0.01 Mg2+ 0.01 SO42+ 0.14 水分 0.06 水不溶物 0.25
②回收苯甲酸的质量检测结果：
外 观：鳞片状或针状无色结晶，松软。
熔 点：121.0～123℃
含 量：99.51%。
2.生化处理后排水水质监测结果：
① pH ：6-9;
② 色度 <5;
③ 化学需氧量(CODcr)<100mg/L;
④ 五日生化需氧量(BOD5)<25mg/L;
⑤ 悬浮物 未检出;
⑥ 挥发酚 未检出。