申请日2018.04.28
公开(公告)日2018.09.04
IPC分类号C02F9/10; C01D3/04; C02F103/36
摘要
本发明公开了一种偏二甲肼工业生产废水的预处理方法，属于工业生产废水处理技术领域。该方法是将废水送至降膜蒸发器进行浓缩处理，获得蒸汽通过蒸汽压缩机压缩，然后送回降膜蒸发器作热源使用，放热后将冷凝液输送至凝液储罐中，得到的浓缩液送至强制循环蒸发器中二次浓缩;获得蒸汽通过蒸汽压缩机送回蒸发器进行压缩，放热后将冷凝液输送至凝液储罐中，得到的浓缩液进行离心，离心获得的固体输送至固体储槽中，离心获得的液体输送回蒸发器中再次浓缩。经过本发明方法预处理偏二甲肼工业生产废水，盐碱的去除率可以达99.5%，该方法适用于处理偏二甲肼工业生产废水。
权利要求书
1.一种偏二甲肼工业生产废水的预处理方法，其特征在于，所述预处理方法包括如下步骤：
1)将偏二甲肼工业生产废水输送至降膜蒸发器(3)进行浓缩处理，经过降膜蒸发器(3)浓缩处理后获得的蒸汽通过蒸汽压缩机(4)进行压缩，压缩后的高温蒸汽输送回降膜蒸发器(3)作为热源使用，高温蒸汽放热后形成的冷凝液输送至凝液储罐(6)中，经过降膜蒸发器(3)浓缩处理后得到的浓缩液输送至强制循环蒸发器(7)中进行二次浓缩;
2)经过强制循环蒸发器(7)二次浓缩处理后得到的蒸汽通过蒸汽压缩机(4)进行压缩，压缩后的高温蒸汽输送回强制循环蒸发器(7)作为热源使用，高温蒸汽放热后形成的冷凝液输送至凝液储罐(6)中，经过强制循环蒸发器(7)二次浓缩处理后得到的过饱和浓缩液通过离心机(8)离心，经过离心获得的固体输送至固体储槽(9)中，经过离心获得的液体输送回强制循环蒸发器(7)中进行再次浓缩;
3)重复上述步骤1)和步骤2)直至凝液储罐(6)内储存的冷凝液中盐含量在万分之0.4以下且碱含量在万分之0.1以下。
2.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，步骤1)所述的降膜蒸发器(3)的真空度为-10Kpa～-30Kpa。
3.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，步骤1)所述的降膜蒸发器(3)的真空度为-15±2Kpa。
4.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，步骤1)所述的降膜蒸发器(3)的蒸发温度为90℃-99℃。
5.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，步骤1)所述的降膜蒸发器(3)的蒸发温度为93±1℃。
6.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，步骤2)所述的强制循环蒸发器(7)的蒸发温度为90℃-98℃。
7.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，步骤2)所述的强制循环蒸发器(7)的蒸发温度为93±1℃。
8.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，步骤2)所述的强制循环蒸发器(7)的真空度为-10Kpa～-30Kpa。
9.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，步骤2)所述的强制循环蒸发器(7)的真空度为-15±2Kpa。
10.一种实现权利要求1所述预处理方法的装置，其特征在于，所述装置包括缓存罐(1)，输送泵I(2)，降膜蒸发器(3)，蒸汽压缩机(4)，输送泵II(5)，凝液储罐(6)，强制循环蒸发器(7)，离心机(8)和固体储槽(9);其中：缓存罐(1)的出水口与输送泵I(2)的进水口相连;输送泵I(2)的出水口与降膜蒸发器(3)的进水口相连;降膜蒸发器(3)的蒸汽出口与蒸汽压缩机(4)的进气口相连;降膜蒸发器(3)的冷凝液出口与凝液储罐(6)相连;降膜蒸发器(3)的浓缩液出口与输送泵II(5)的进水口相连;输送泵II(5)的出水口与强制循环蒸发器(7)的进水口相连;强制循环蒸发器(7)的蒸汽出口与蒸汽压缩机(4)的进气口相连;蒸汽压缩机(4)的出气口分成两路，一路与降膜蒸发器(3)的进气口相连，另一路与强制循环蒸发器(7)的进气口相连;强制循环蒸发器(7)的冷凝液出口与凝液储罐(6)相连;强制循环蒸发器(7)的浓缩液出口与离心机(8)相连;离心机(8)的液体出口与强制循环蒸发器(7)的浓缩液入口相连;离心机(8)的固体出口与固体储槽(9)相连。
说明书
一种偏二甲肼工业生产废水的预处理方法
技术领域
本发明涉及一种偏二甲肼工业生产废水的预处理方法，属于工业生产废水处理技术领域。
背景技术
肼包括无水肼(N2H4)和水合肼(N2H5OH)等多种形式的肼化合物，肼主要用于航天火箭等推进剂，在民用方面用量也较大。肼属于三级中等毒物，具有脂溶性，可以通过皮肤、呼吸道、消化道和伤口进入人体内，引起中毒，肼排至环境后也会造成重大的污染，因此对含肼废水的排放有着十分严格的控制标准。
对于成份单一的含肼废水，日本曾用空气氧化法，在钯催化剂存在下处理锅炉排放的含肼废水，但是由于要用到价格昂贵的钯催化剂，成本较高。我国含肼污水的处理方法主要有自然净化法、氯化法、空气氧化法、臭氧氧化法和高锰酸钾氧化法，其中自然净化法处理周期长;氯化法和高锰酸钾氧化法，氧化后会产生强致癌物亚硝胺类;臭氧氧化法需用到臭氧发生器，价格昂贵.臭氧在常温下又不能稳定存在，因此其适用受到限制。对于肼有效的催化剂是镍骨架催化剂、钛、钼、铁、铂和钯等金属及其化合物，也有将含肼废水倒在煤灰或矿渣上，肼可被空气中的氧和灰渣中的氧化剂所氧化，这虽是一种经济的方法，但是肼的处理很不完全。
上述方法多用于处理在偏二甲肼使用过程中产生的泄露污染污水，这种情况下产生的污水具有污染物单一、污染物含量低、受污染水体水量小温度低以及受污染水体非连续性等特点，因此上述方法并不适用于偏二甲肼工业生产废水的相关处理。而国内没有针对偏二甲肼工业生产废水的处理方法。
现有偏二甲肼生产工艺中产生的偏二甲肼工业生产废水中除了含有偏二甲肼以外还含有大量盐类和碱类化合物，通常偏二甲肼工业生产废水中盐碱的含量如表1所示。存在大量的盐类和碱类化合物是偏二甲肼工业生产废水难于处理的主要原因之一，过高的盐碱含量严重影响后续浓缩、化学法和生物法的处理能力，如高盐碱含量在后续反渗透运行中，会导致浓液一侧浓缩浓度无法提高，过度提高浓缩浓度，盐碱会析出结晶，堵塞膜系统;高盐碱含量会在后续氧化反应中，严重影响氧化药剂的反应效果，导致氧化药剂的用量增加，进一步导致水中盐量剧增;生物处理法无法耐受如此高浓度的盐碱含量，而且高浓度的偏二甲肼具有极强的毒性，严重制约了微生物的生长繁殖，进而无法使用生物法进行深度处理，极大限制了偏二甲肼工业生产废水的处理。
表1偏二甲肼工业生产废水中盐碱和偏二甲肼的含量
成分含量备注
盐分6%-8%重量比
碱1.4%-2%以氢氧化钠计，重量比
偏二甲肼3000-6000mg/L
发明内容
为解决偏二甲肼工业生产废水中含有大量的盐类和碱类化合物，过高的盐碱含量严重影响后续浓缩、化学法和生物法的处理能力问题，本发明提供了一种偏二甲肼工业生产废水的预处理方法，采用的技术方案如下：
本发明的目的在于提供一种偏二甲肼工业生产废水的预处理方法，该预处理方法包括如下步骤：
1)将偏二甲肼工业生产废水输送至降膜蒸发器3进行浓缩处理，经过降膜蒸发器3浓缩处理后获得的蒸汽通过蒸汽压缩机4进行压缩，压缩后的高温蒸汽输送回降膜蒸发器3作为热源使用，高温蒸汽放热后形成的冷凝液输送至凝液储罐6中，经过降膜蒸发器3浓缩处理后得到的浓缩液输送至强制循环蒸发器7中进行二次浓缩;
2)经过强制循环蒸发器7二次浓缩处理后得到的蒸汽通过蒸汽压缩机4进行压缩，压缩后的高温蒸汽输送回强制循环蒸发器7作为热源使用，高温蒸汽放热后形成的冷凝液输送至凝液储罐6中，经过强制循环蒸发器7二次浓缩处理后得到的过饱和浓缩液通过离心机8离心，经过离心获得的固体输送至固体储槽9中，经过离心获得的液体输送回强制循环蒸发器7中进行再次浓缩;
3)重复上述步骤1)和步骤2)直至凝液储罐(6)内储存的冷凝液中盐含量在万分之0.4以下且碱含量在万分之0.1以下。
优选地，步骤1)所述的降膜蒸发器3的真空度为-10Kpa～-30Kpa。
更优选地，步骤1)所述的降膜蒸发器3的真空度为-10Kpa～-20Kpa。在该范围下可以控制偏二甲肼分离效率在55%-95%左右。
最优选地，步骤1)所述的降膜蒸发器3的真空度为-15±2Kpa。该参数下可以使得偏二甲肼分离效率在95%。
优选地，步骤1)所述的降膜蒸发器3的蒸发温度为90℃-99℃。
更优选地，步骤1)所述的降膜蒸发器3的蒸发温度为93±1℃。
优选地，步骤2)所述的强制循环蒸发器7的蒸发温度为90℃-98℃。
更优选地，步骤2)所述的强制循环蒸发器7的蒸发温度为93±1℃。
优选地，步骤2)所述的强制循环蒸发器7的真空度为-10Kpa～-30Kpa。
更优选地，步骤1)所述的强制循环蒸发器7的真空度为-10Kpa～-20Kpa。在该范围下可以控制偏二甲肼分离效率在55%-95%左右。
更优选地，步骤2)所述的强制循环蒸发器7的真空度为-15±2Kpa。该参数下可以使得偏二甲肼分离效率在95%。
本发明中可以控制降膜蒸发器3的真空度与强制循环蒸发器7的真空度相同，可以获得更好的效果。
本发明还提供了一种实现上述预处理方法的装置，其特征在于，所述装置包括缓存罐1，输送泵I2，降膜蒸发器3，蒸汽压缩机4，输送泵II5，凝液储罐6，强制循环蒸发器7，离心机8和固体储槽9;其中：缓存罐1的出水口与输送泵I2的进水口相连;输送泵I2的出水口与降膜蒸发器3的进水口相连;降膜蒸发器3的蒸汽出口与蒸汽压缩机4的进气口相连;降膜蒸发器3的冷凝液出口与凝液储罐6相连;降膜蒸发器3的浓缩液出口与输送泵II5的进水口相连;输送泵II5的出水口与强制循环蒸发器7的进水口相连;强制循环蒸发器7的蒸汽出口与蒸汽压缩机4的进气口相连;蒸汽压缩机4的出气口分成两路，一路与降膜蒸发器3的进气口相连，另一路与强制循环蒸发器7的进气口相连;强制循环蒸发器7的冷凝液出口与凝液储罐6相连;强制循环蒸发器7的浓缩液出口与离心机8相连;离心机8的液体出口与强制循环蒸发器7的浓缩液入口相连;离心机8的固体出口与固体储槽9相连。
该方法的工作原理为：
1)偏二甲肼工业生产废水由输送泵I送入降膜蒸发器3，在降膜蒸发器3内经过布液器把废水分配到每根换热管内，并且沿着换热管内壁形成均匀的液体膜，管内液体膜在向下流的过程中被壳程的加热蒸汽加热，边向下流动边沸腾蒸发，到换热管底端物料变成浓缩液和二次蒸汽;
2)二次蒸汽进入蒸气压缩机4，压缩机把二次蒸汽压缩后作为加热蒸汽输送到降膜蒸发器3的壳程用于蒸发器热源;
3)浓缩液通过输送泵II送入强制循环蒸发器7，在强制循环蒸发器7内，浓缩液通过吸热，再次蒸发，形成的蒸汽返回蒸汽压缩机4，形成的过饱和浓缩液送入离心机8进行固液分离，分离后得到的液体返回蒸发系统进行再次蒸发，分离后得到的固体进入固体储槽9;
4)蒸发器的热源也来自蒸气压缩机4。
本发明方法采用了MVR分离法处理偏二甲肼工业生产废水，先将偏二甲肼工业生产废水密闭状态下蒸发至过饱和状态，在溶液蒸发的过程中，采用两级蒸发，先提浓后结晶的技术，先采用降膜蒸发器将氯化钠蒸发浓缩至24%，之后进入强制循环蒸发器中将物料的浓度蒸发至过饱和状态，将过饱和溶液打入离心机中进行分离，从而获得氯化钠晶体，同时母液返回蒸发系统内，这种蒸发器蒸发效率高，蒸发强度大，双级蒸发器均运用离心蒸汽压缩机对二次蒸汽压缩后作为加热器的加热热源，能源消耗极低。
本发明有益效果：
本发明提供了一种偏二甲肼工业生产废水的预处理方法，该方法采用了MVR分离法对偏二甲肼工业生产废水进行预处理脱盐碱，经过本发明的MVR分离法对偏二甲肼工业生产废水进行预处理后可以极大降低含肼工业生产废水内的盐碱含量，含盐量、含碱量去除率可以达到99.5%，有利于后续的废水处理，防止过高的盐碱含量严重影响后续浓缩、化学法和生物法的处理能力，适用于采用化学法和生物法等方法进行后续处理，也为后续的偏二甲肼废水浓缩和偏二甲肼废水的深度处理提供有力保障。