公布日：2023.11.21
申請(qǐng)日：2023.08.29
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C07C51/41(2006.01)I;C07C51/44(2006.01)I;C07C53/06(2006.01)I;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/78(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1
/04(2023.01)N;C02F103/38(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種聚甲醛廢水綜合處理的方法：聚甲醛廢水泵至氣液混合器，通入臭氧與聚甲醛廢水充分混合，預(yù)熱后進(jìn)入固定床催化反應(yīng)器，在催化劑作用下，臭氧將廢水中的甲醛、甲醇氧化為甲酸；氧化后的料液泵送至中和罐，向其中加入氫氧化鈉溶液，使氫氧化鈉與廢水中的甲酸反應(yīng)生成甲酸鈉，中和后的料液泵送至緩沖罐；緩沖罐中廢水送往兩效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，蒸汽經(jīng)換熱、冷凝后流入廢水罐，剩余廢水泵送污水處理廠處理，達(dá)標(biāo)排放；濃縮液經(jīng)冷卻流入濃縮液儲(chǔ)罐，可作為單一碳源或復(fù)合碳源的原料定期裝車售賣。本發(fā)明將聚甲醛廢水中有用成分進(jìn)行了充分回收利用，副產(chǎn)得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～30％的甲酸鈉溶液產(chǎn)品，最大程度地避免了資源浪費(fèi)。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種聚甲醛廢水綜合處理的方法，其特征在于，包括以下步驟：第一步：將聚甲醛廢水原水罐(1)中的聚甲醛廢水原水泵送到氣液混合器(3)中，啟動(dòng)臭氧發(fā)生器(4)，向氣液混合器(3)中通入臭氧，使臭氧與聚甲醛廢水在氣液混合器(3)中進(jìn)行充分混合；混合后料液經(jīng)換熱器(5)預(yù)熱后進(jìn)入固定床催化反應(yīng)器(6)中，在催化劑的作用下，臭氧將料液中的甲醛、甲醇氧化為甲酸，氧化后料液流入氧化完成液儲(chǔ)罐(7)中備用；第二步：將氧化完成液儲(chǔ)罐(7)中的料液泵送到中和罐(11)，然后將堿液罐(9)中氫氧化鈉溶液泵送到中和罐(11)中，使氫氧化鈉與料液中的甲酸發(fā)生中和反應(yīng)，將甲酸全部轉(zhuǎn)化為甲酸鈉；當(dāng)pH在線檢測(cè)儀(12)檢測(cè)數(shù)值顯示pH為7～8時(shí)，停止向中和罐(11)中加堿液；最后將中和后的料液泵送到緩沖罐(14)中備用；第三步：將緩沖罐(14)中的料液泵送到一效蒸發(fā)器(16)進(jìn)行一次蒸發(fā)，將廢水中的部分水及未氧化的甲醛、甲醇輕組分蒸出；蒸出氣作為二次蒸汽從一效蒸發(fā)器(16)頂部進(jìn)入二效蒸發(fā)器(17)為其提供熱源；一效蒸發(fā)器(16)底部未蒸發(fā)的料液流入二效蒸發(fā)器(17)繼續(xù)蒸發(fā)濃縮，進(jìn)一步蒸出部分水及殘留的甲醛、甲醇輕組分；二效蒸發(fā)器(17)頂部蒸發(fā)出的氣體經(jīng)過(guò)換熱器(5)后與二效蒸發(fā)器(17)的二次蒸汽凝液匯合進(jìn)入蒸發(fā)氣冷凝器(21)，冷卻至30～40℃后進(jìn)入廢水罐(22)，不凝氣去火炬；二效蒸發(fā)器(17)底部的濃縮液經(jīng)濃縮液冷卻器(18)冷卻至20～30℃進(jìn)入濃縮液儲(chǔ)罐(19)；第四步：將廢水罐(22)中的剩余廢水通過(guò)廢水轉(zhuǎn)料泵(23)泵送至污水處理廠繼續(xù)進(jìn)行生化處理，達(dá)標(biāo)排放；第五步：?jiǎn)?dòng)裝車泵(20)，將濃縮液儲(chǔ)罐(19)中的甲酸鈉溶液作為單一碳源或復(fù)合碳源的原料進(jìn)行裝車售賣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲醛廢水綜合處理的方法，其特征在于，第一步中所述聚甲醛廢水原水罐(1)中的聚甲醛廢水泵送到氣液混合器(3)的流速為80～100m3/h，所述氣液混合器(3)中混合后料液臭氧濃度控制在300～500ppm，混合后料液在換熱器(5)中被預(yù)熱至50～70℃，所述固定床催化反應(yīng)器(6)的空速為15～25h-1，所使用的催化劑為二氧化鈦-氧化鋅或二氧化鈦-氧化銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲醛廢水綜合處理的方法，其特征在于，第二步中所述氧化完成液儲(chǔ)罐(7)中的料液泵送到中和罐(11)有效容積的50～60％處時(shí)開(kāi)始向其中加堿液，堿液罐(9)中氫氧化鈉的濃度為40～50wt.％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲醛廢水綜合處理的方法，其特征在于，第三步中所述一效蒸發(fā)器(16)所用熱源來(lái)源于現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)低壓蒸汽，壓力0.6～0.8MPa，溫度220～280℃，蒸汽凝液回系統(tǒng)；所述一效蒸發(fā)器(16)操作壓力為0.03～0.05MPa，所述二效蒸發(fā)器(17)操作壓力為-0.01～0.01MPa；所述一效蒸發(fā)器(16)進(jìn)料流量為80～100t/h，所述一效蒸發(fā)器(16)的料液蒸發(fā)氣的蒸發(fā)量為48～60t/h，所述二效蒸發(fā)器(17)的料液蒸發(fā)氣的蒸發(fā)量為24～30t/h，濃縮液流量為8～10t/h，濃縮液中甲酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～30％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚甲醛廢水綜合處理的方法，其特征在于，第四步中所述廢水轉(zhuǎn)料泵(23)的流量為72～90t/h。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出了一種聚甲醛廢水綜合處理的方法。本發(fā)明通過(guò)對(duì)縮合廢水進(jìn)行臭氧催化氧化、加堿液中和、蒸發(fā)濃縮等一系列處理，將其中的有用成分進(jìn)行轉(zhuǎn)化并回收利用，得到高附加值的甲酸鈉酸溶液產(chǎn)品，然后再將COD與甲醛濃度大幅降低、酸性變?nèi)醯氖Ｓ鄰U水交由廢水處理廠通過(guò)生化法進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明聚甲醛廢水綜合處理的方法，包括以下步驟：
第一步：將聚甲醛廢水原水罐中的聚甲醛廢水原水泵送到氣液混合器中，啟動(dòng)臭氧發(fā)生器，向氣液混合器中通入臭氧，使臭氧與聚甲醛廢水在氣液混合器中進(jìn)行充分混合；混合后料液經(jīng)換熱器預(yù)熱后進(jìn)入固定床催化反應(yīng)器中，在催化劑的作用下，臭氧將料液中的甲醛、甲醇氧化為甲酸，氧化后料液流入氧化完成液儲(chǔ)罐中備用；
第二步：將氧化完成液儲(chǔ)罐中的料液泵送到中和罐，然后將堿液罐中氫氧化鈉溶液泵送到中和罐中，使氫氧化鈉與料液中的甲酸發(fā)生中和反應(yīng)，將甲酸全部轉(zhuǎn)化為甲酸鈉；當(dāng)pH在線檢測(cè)儀檢測(cè)數(shù)值顯示pH為7～8時(shí)，停止向中和罐中加堿液；最后將中和后的料液泵送到緩沖罐中備用；
第三步：將緩沖罐中的料液泵送到一效蒸發(fā)器進(jìn)行一次蒸發(fā)，將廢水中的部分水及未氧化的甲醛、甲醇輕組分蒸出；蒸出氣作為二次蒸汽從一效蒸發(fā)器頂部進(jìn)入二效蒸發(fā)器為其提供熱源；一效蒸發(fā)器底部未蒸發(fā)的料液流入二效蒸發(fā)器繼續(xù)蒸發(fā)濃縮，進(jìn)一步蒸出部分水及殘留的甲醛、甲醇輕組分；二效蒸發(fā)器頂部蒸發(fā)出的氣體經(jīng)過(guò)換熱器后與二效蒸發(fā)器的二次蒸汽凝液匯合進(jìn)入蒸發(fā)氣冷凝器，冷卻至30～40℃后進(jìn)入廢水罐，不凝氣去火炬；二效蒸發(fā)器底部的濃縮液經(jīng)濃縮液冷卻器冷卻至20～30℃進(jìn)入濃縮液儲(chǔ)罐；
第四步：將廢水罐中的剩余廢水通過(guò)廢水轉(zhuǎn)料泵泵送至污水處理廠繼續(xù)進(jìn)行生化處理，達(dá)標(biāo)排放；
第五步：?jiǎn)?dòng)裝車泵，將濃縮液儲(chǔ)罐中的甲酸鈉溶液作為單一碳源或復(fù)合碳源的原料進(jìn)行裝車售賣。
第一步中所述聚甲醛廢水原水罐中的聚甲醛廢水泵送到氣液混合器的流速為80～100m3/h，所述氣液混合器中混合后料液臭氧濃度控制在300～500ppm，混合后料液在換熱器中被預(yù)熱至50～70℃，所述固定床催化反應(yīng)器的空速為15～25h-1，所使用的催化劑為二氧化鈦-氧化鋅或二氧化鈦-氧化銅。
第二步中所述氧化完成液儲(chǔ)罐中的料液泵送到中和罐有效容積的50～60％處時(shí)開(kāi)始向其中加堿液，堿液罐中氫氧化鈉的濃度為40～50wt.％。
第三步中所述一效蒸發(fā)器所用熱源來(lái)源于現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)低壓蒸汽，壓力0.6～0.8MPa，溫度220～280℃，蒸汽凝液回系統(tǒng)；所述一效蒸發(fā)器操作壓力為0.03～0.05MPa，所述二效蒸發(fā)器操作壓力為-0.01～0.01MPa；所述一效蒸發(fā)器進(jìn)料流量為80～100t/h，所述一效蒸發(fā)器的料液蒸發(fā)氣的蒸發(fā)量為48～60t/h，所述二效蒸發(fā)器的料液蒸發(fā)氣的蒸發(fā)量為24～30t/h，濃縮液流量為8～10t/h，濃縮液中甲酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～30％。
第四步中所述廢水轉(zhuǎn)料泵的流量為72～90t/h。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來(lái)的有益效果是：
(1)本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)聚甲醛廢水綜合處理的同時(shí)，將其中有用成分盡可能地回收利用，副產(chǎn)得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～30％的甲酸鈉溶液產(chǎn)品，可作為單一碳源或復(fù)合碳源的原料進(jìn)行售賣，避免了資源浪費(fèi)，豐富了企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，也能為企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)收益。
(2)本發(fā)明將廢水中的甲醛、甲醇氧化為甲酸，與體系中原本存在的甲酸一起通過(guò)與添加的的氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成甲酸鈉，既提高了甲酸鈉的含量，又降低了體系pH。之后，再經(jīng)過(guò)兩效蒸發(fā)以后的蒸出液，其COD由8000～12000mg/L降至1500mg/L以下，pH由2～3升至7～8，甲醛含量由600～800ppm降至100ppm以下，將其交由污水處理廠處理避免了甲醛對(duì)微生物的抑制，無(wú)需加水稀釋、無(wú)需調(diào)節(jié)pH即可生化，節(jié)約了用水，大幅降低了待處理廢水的總量，減輕了污水處理廠的處理負(fù)荷，亦可節(jié)省藥劑費(fèi)用。此外，因COD總量減少，也可降低生化處理難度，縮短其處理時(shí)間。
（發(fā)明人：張波;朱彤;謝智勇;聶增來(lái);趙媛媛;李滿枝;苗淳;龔光澤;林曉燕;惠銀選）
