專利名稱：一種糠醛廢水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種糠醛廢水的處理方法，特別是將糠醛廢水再次利用到糠醛的制備過(guò)程的方法。
背景技術(shù)：
糠醛又名呋喃甲醛、人造蟻油等，是一種重要的化工原料，廣泛用于生產(chǎn)呋喃樹月旨、醫(yī)藥、農(nóng)藥等，純品為無(wú)色至淡黃色液體，熔點(diǎn)為-38.7°C，沸點(diǎn)為161.7°C，和水組成的兩元共沸物其共沸點(diǎn)大約為97.50C (其中水組分占65%)，密度大約為1.159kg/m3。目前，我國(guó)工業(yè)主要以含多縮戊糖成分較多的玉米芯、稻殼等為原料，采用硫酸催化工藝，經(jīng)過(guò)水解、脫水、常壓蒸餾和減壓精餾工藝生產(chǎn)糠醛?？啡┥a(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量廢水，尤其是減壓精餾單元操作步驟產(chǎn)生的糠醛廢水酸度高(一般PH為1-2.5) ；C0D約為20000mg/L，有機(jī)物濃度高，可生化性差。目前，工業(yè)生產(chǎn)主要采用微生化物降解法、化學(xué)+微生物法及雙效蒸發(fā)法在內(nèi)的多種工藝處理糠醛廢水，很難達(dá)到理想的處理效果。1、生化法根據(jù)糠醛廢水中有機(jī)質(zhì)的含量，按比例加入營(yíng)養(yǎng)鹽。調(diào)配好后的廢水經(jīng)水泵打入高效厭氧反應(yīng)器，廢水經(jīng)微生物厭氧生化處理，有機(jī)雜質(zhì)逐步降解。生化法處理糠醛廢水是可行的，且去除率可達(dá)74% 88%左右。但廢水中含有大量乙酸和糠醛，有殺菌作用，厭氧菌難以存活，且水量小，難以連續(xù)運(yùn)行，產(chǎn)沼氣不穩(wěn)定，易產(chǎn)生惡臭污染。2、化學(xué)+生物化學(xué)首先用堿中和 去除廢水中的酸和溶解性的污染物，然后與混凝劑和絮凝劑混合，經(jīng)過(guò)均質(zhì)和水質(zhì)調(diào)理，達(dá)到后續(xù)生化處理的要求后，流入高效厭氧反應(yīng)器，在厭氧微生物的作用下使廢水中的一部分有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，同時(shí)不可生化降解的有機(jī)污染物，轉(zhuǎn)化為可降解的有機(jī)污染物。厭氧生化處理后的廢水在流入生化處理器A/0工藝的好氧段O段，在好氧微生物的作用下使廢水中的有機(jī)物全部得到降解和去除，實(shí)現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放。該方法實(shí)施過(guò)程中占地面積大，投資較大，微生物易中毒，系統(tǒng)不穩(wěn)定。3、雙效蒸發(fā)法用生石灰將糠醛廢水中和pH值至7 8，之后進(jìn)入到減壓雙效蒸發(fā)系統(tǒng)，將稀溶液加熱沸騰，使其中水分汽化而達(dá)到濃縮溶液的目的。經(jīng)過(guò)處理后水質(zhì)達(dá)到《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》(GB1576 - 2001)要求，殘液可作為鍋爐燃料燃燒。該方法的缺點(diǎn)是在處理廢水的同時(shí)產(chǎn)生大量的鈣鹽如硫酸鈣固體廢棄物，產(chǎn)生二次污染。由上述可知，目前糠醛廢水處理工藝都能夠使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但從處理成本、運(yùn)行管理、建設(shè)投資、資源綜合利用等方面考慮，均存在不足之處，實(shí)施效果不理想。為實(shí)現(xiàn)糠醛行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，糠醛廢水治理必須從末端治理向物質(zhì)循環(huán)利用、廢水循環(huán)利用方向發(fā)展。因此，本發(fā)明人希望提供一種可將糠醛廢水循環(huán)利用的方法，變廢為寶的同時(shí)，多次循環(huán)利用后的廢水用氫氧化鈉中和回收醋酸鈉，少量廢水處理達(dá)標(biāo)后排放，達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種糠醛廢水的處理方法，將糠醛廢水和粉碎的玉米芯按一定的比例混合均勻，利用廢水中的酸性物質(zhì)水解玉米芯生產(chǎn)糠醛，既可以實(shí)現(xiàn)糠醛廢水中廢棄資源的循環(huán)利用，減少糠醛廢水引起的環(huán)境污染，還可以降低生產(chǎn)成本，節(jié)約水資源等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提供一種糠醛廢水的處理方法，該方法是利用糠醛廢水中含有的醋酸、硫酸等酸性物質(zhì)，將其和粉碎的玉米芯、或稻殼等混合均勻后進(jìn)行水解反應(yīng)生產(chǎn)糠醛，既可以減少催化劑硫酸的用量，降低生產(chǎn)成本，又可以將糠醛廢水原本存在糠醛再次提取出來(lái)，以達(dá)到減少?gòu)U水的排放引起的環(huán)境污染的目的，還可以節(jié)約水資源，使糠醛的生產(chǎn)過(guò)程更加綠色化。將糠醛廢水與粉碎的玉米芯或稻殼按照質(zhì)量比為100:1-20的比例攪拌下混合均勻，然后加入搪瓷反應(yīng)釜，通入高溫水蒸汽，將反應(yīng)釜內(nèi)溫度加熱到100-190°C (如果反應(yīng)溫度低于100°C，玉米芯不能充分進(jìn)行水解反應(yīng)，糠醛收率低；如果反應(yīng)溫度高于190°C，玉米芯水解水解過(guò)程會(huì)發(fā)生較多的副反應(yīng)，糠醛收率也會(huì)降低)，釜內(nèi)壓力達(dá)到5-20atm(如果反應(yīng)壓力低于5atm，催化劑硫酸不能短時(shí)間內(nèi)充分浸濕并水解玉米芯生成糠醛，糠醛收率降低；如果反應(yīng)壓力高于20atm，雖然對(duì)糠醛收率影響不大，但反應(yīng)釜價(jià)格很高，設(shè)備投資增力口，而且因?yàn)閴毫μ?，?dòng)力消耗大大增加，提高生產(chǎn)成本)，在此條件下反應(yīng)30 240min(如果反應(yīng)時(shí)間低于30min,玉米芯不能完全水解生成糠醒,影響糠醒的收率；反應(yīng)240min后玉米芯已經(jīng)水解完全)。邊反應(yīng)，邊利用水蒸汽將生成的糠醛蒸吹出去收集到收集罐里，當(dāng)沒(méi)有糠醛生成時(shí)(以氣象色譜檢測(cè)吹出的蒸汽，以檢測(cè)反應(yīng)是否停止)，停止通入高溫水蒸汽，將反應(yīng)釜內(nèi)所剩的殘?jiān)懦?。將收集罐里得到的紅褐色糠醛水溶液靜置分層，收集下層的糠醛粗品，然后在95-100°C /0.09MPa條件下減壓精餾糠醛水溶液得到工業(yè)品糠醛，純度98.5%以上；同時(shí)，收集上層的廢水用于玉米芯或稻殼的水解來(lái)生產(chǎn)糠醛?？啡U水 循環(huán)使用多次以后，其中的硫酸因?yàn)橛衩仔練堅(jiān)膴A帶會(huì)越來(lái)越少，而醋酸含量越來(lái)越高?？啡U水循環(huán)使用6-8次以后，醋酸含量達(dá)到8-10%，硫酸含量?jī)H為1-2%，此時(shí)加入氫氧化鈉進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)，回收生成醋酸鈉，最后產(chǎn)生的少量廢水COD值約400-600，再進(jìn)入污水處理系統(tǒng)處理后，可輕易達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)玉米芯所含水分的不同，糠醛廢水與玉米芯的質(zhì)量比可以調(diào)整，玉米芯含水分較多時(shí)可以適當(dāng)減少?gòu)U水的用量。本發(fā)明糠醛廢水的處理方法具有以下的優(yōu)點(diǎn):(I)通常采用5-10%的稀硫酸水解玉米芯生產(chǎn)糠醛，而糠醛廢水中含有硫酸、醋酸等酸性物質(zhì)，利用這種糠醛廢水水解玉米芯生產(chǎn)糠醛，可以減少硫酸的用量，降低生產(chǎn)成本；(2)利用糠醛廢水水解玉米芯生產(chǎn)糠醛，可以減少新鮮水的用量，節(jié)約水資源，減少環(huán)境污染；(3)利用糠醛廢水解玉米芯生產(chǎn)糠醛時(shí)，反應(yīng)初期通入的高溫水蒸汽將廢水中的糠醛蒸出進(jìn)入產(chǎn)品收集罐，最后和玉米芯水解生成的糠醛一起通過(guò)靜置分層后加以收集，實(shí)現(xiàn)廢水中原有的糠醛的回收，提高糠醛的收率。
圖1為本發(fā)明工藝過(guò)程流程圖。
具體實(shí)施例方式將糠醛廢水(主要成分是糠醛、硫酸、醋酸等，醋酸含量約2%，硫酸含量約4_8%，糠醛等有化合物含量約5-10%)與粉碎的玉米芯按照質(zhì)量比為100:1-20的比例攪拌下混合均勻，然后加入搪瓷反應(yīng)釜，通入高溫水蒸汽，將反應(yīng)釜內(nèi)溫度加熱到100-190°C，釜內(nèi)壓力達(dá)到5_20atm,在此條件下反應(yīng)30 240min。主反應(yīng)式如下:
權(quán)利要求
1.一種糠醛廢水的處理方法，其特征包括步驟: (1)將粉碎的玉米芯或稻殼和糠醛廢水按比例加入反應(yīng)器，在一定溫度和壓力下反應(yīng)一段時(shí)間，得到紅褐色糠醛水溶液； (2)將糠醛水溶液靜置分層，下層的糠醛粗品經(jīng)過(guò)減壓精餾，得到無(wú)色透明液體糠醛；同時(shí)收集上層的廢水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于:所述步驟(I)用的糠醛廢水是硫酸法水解玉米芯或稻殼生產(chǎn)糠醛過(guò)程中，糠醛水溶液減壓精餾得到糠醛后產(chǎn)生的廢水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于:所述步驟(I)反應(yīng)溫度為100 190。C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于:所述步驟(I)反應(yīng)壓力為5-20atm。
5.根據(jù)權(quán)利 要求1所述的處理方法，其特征在于:所述步驟(I)反應(yīng)時(shí)間為30_240mino
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于:所述步驟(I)糠醛廢水與玉米芯的質(zhì)量比為100:1-20。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于:于步驟(I)中通過(guò)向反應(yīng)釜內(nèi)通入高溫水蒸汽，將生成的糠醛蒸吹出去并收集到收集罐內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理方法，其特征在于:步驟(2)包括將收集罐內(nèi)的糠醛水溶液靜置分層后，收集下層的糠醛粗品，然后在95-100°C /0.09MPa條件下減壓精餾，得到無(wú)色糠醛液體。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理方法，其特征在于:以氣象色譜檢測(cè)該蒸吹出來(lái)收集物，當(dāng)沒(méi)有糠醛生成時(shí)，停止通入高溫水蒸汽，反應(yīng)釜內(nèi)殘?jiān)懦觥?br>
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的處理方法，其特征在于:于步驟(2)靜置分層后所得到的上層糠醛廢水，經(jīng)或不經(jīng)過(guò)PH值調(diào)整后再次利用到步驟(I)中。
全文摘要
一種糠醛工業(yè)廢水的處理方法，是將糠醛廢水與粉碎的玉米芯或稻殼攪拌下混合均勻，然后加入搪瓷反應(yīng)釜，通入高溫水蒸汽，將反應(yīng)釜內(nèi)溫度加熱、釜內(nèi)壓力達(dá)到5-20atm時(shí)，打開蒸汽出口閥，水蒸氣將糠醛廢水中的糠醛蒸吹出，進(jìn)入產(chǎn)品收集罐，玉米芯或稻殼水解產(chǎn)生的糠醛也被水蒸氣蒸出進(jìn)入產(chǎn)品收集罐。在此條件下反應(yīng)，當(dāng)沒(méi)有糠醛生成時(shí)，停止通入高溫水蒸汽。得到紅褐色糠醛水溶液冷去到室溫后靜置分層，收集下層的糠醛粗品，然后在95-100℃/0.09MPa條件下減壓精餾，得到工業(yè)品糠醛，含量98.5%以上；同時(shí)，收集上層的廢水用于玉米芯或稻殼的水解來(lái)生產(chǎn)糠醛。本發(fā)明提供的糠醛工業(yè)廢水的處理方法操作簡(jiǎn)單可靠，實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用，減少了糠醛廢水排放引起的環(huán)境污染。
文檔編號(hào)C02F1/00GK103214045SQ201310098538
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者李軍章, 劉守信, 楊毅華, 馮娟 申請(qǐng)人:河北科技大學(xué)