專利名稱：一種雙極膜電滲析技術(shù)處理金剛烷胺溴化廢水及無(wú)機(jī)酸堿回收工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種強(qiáng)酸性、多無(wú)機(jī)離子廢水的處理及從廢水中回收酸堿的工藝，屬于廢水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
金剛燒胺由Jaekson于1963年首先報(bào)道,是最早用于抑制流感病毒的抗病毒藥物。我國(guó)于1970開始生產(chǎn)，產(chǎn)量巨大。目前國(guó)內(nèi)金剛烷胺化學(xué)合成生產(chǎn)工藝主要采用以雙環(huán)戊二烯為起始原料，經(jīng)異構(gòu)化、溴化、胺化得到金剛烷胺。本專利處理的廢水為溴化工藝段所產(chǎn)生的廢水。溴化廢水為強(qiáng)酸性，溶解性總固體含量高的廢水，其中主要的無(wú)機(jī)污染離子為Br_、S0廣、S042_、Na+等。目前主要處理方式為與生活廢水混合后經(jīng)生化處理排放，這種處理方式不僅造成了環(huán)境污染，還浪費(fèi)了大量珍貴的可回收資源。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明從廢水處理和資源的回收利用兩方面著手，研究一種高效、快速、經(jīng)濟(jì)的處理溴化廢水的工藝。在處理廢水的同時(shí)，回收大量酸和堿，實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用。本發(fā)明采用雙極膜電滲析技術(shù)處理溴化廢水，通電后溴化廢水中的帶電離子進(jìn)行選擇性遷移，陽(yáng)離子通過陽(yáng)膜遷移到堿室與雙極膜解離出的氫氧根結(jié)合生成堿，陰離子通過陰膜遷移到酸室與雙極膜解離出的氫離子結(jié)合生成酸，這樣不僅將廢水中的陰陽(yáng)離子去除，還能得到具有回收價(jià)值的酸和堿。本發(fā)明的目的在于:提供一種用于金剛烷胺溴化廢水處理及回收酸堿的方法和工藝。本發(fā)明的主要技術(shù)方案是:一種雙極膜電滲析技術(shù)處理金剛烷胺溴化廢水及回收無(wú)機(jī)酸堿的方法，其特征包括下述步驟:將溴化廢水經(jīng)微孔濾膜過濾，以去除廢水中的懸浮物。當(dāng)溴化廢水氫離子濃度超過1.5mol/L時(shí)應(yīng)適當(dāng)稀釋，控制待處理廢水氫離子濃度在1.5mol/L以內(nèi)。將經(jīng)過過濾處理的溴化廢水通入雙極膜電滲析裝置的鹽室，并且雙極膜電滲析裝置的酸室、堿室進(jìn)水均為一般自來水，極液進(jìn)水為ImoVLNa2SO4溶液；電流密度為50-500A/m2，膜表面流速為2-8cm/s。經(jīng)雙極膜電滲析處理回收到的酸液，可進(jìn)一步采用蒸餾法分離得氫溴酸和硫酸。其中雙極膜電滲析裝置組成如下:陰極采用鈦涂釕電極；陽(yáng)極采用不銹鋼電極。雙極膜電滲析采用三隔室設(shè)計(jì)，每組隔室分別由I張陽(yáng)離子交換膜、I張陰離子交換膜和I張雙極膜構(gòu)成。通電后溴化廢水中的帶電離子進(jìn)行選擇性遷移，陽(yáng)離子通過陽(yáng)離子交換膜遷移到堿室與雙極膜解離出的氫氧根結(jié)合生成堿，陰離子通過陰離子交換膜遷移到酸室與雙極膜解離出的氫離子結(jié)合生成酸，這樣不僅將廢水中的陰陽(yáng)離子去除，還能回收到具有一定價(jià)值的酸和堿。
雙極膜電滲析技術(shù)采用局部循環(huán)進(jìn)水處理，確保酸室和堿室回收的酸和堿的濃度在1-10%左右，當(dāng)濃度達(dá)到設(shè)定值時(shí)回收酸堿，再加入新的自來水，如此循環(huán)進(jìn)行；當(dāng)鹽室濃度達(dá)到預(yù)設(shè)處理要求時(shí)，將鹽室處理后廢水排出再加入新的溴化廢水。雙極膜電滲析設(shè)備運(yùn)行過程中采用管道循環(huán)冷凝措施，控制水溫5-40°C ;當(dāng)溫度超過40°C時(shí)，設(shè)備應(yīng)停止運(yùn)行。 本發(fā)明的積極效果是:(I)對(duì)高濃度難降解的制藥廢水-金剛烷胺溴化廢水處理后，脫鹽率達(dá)95%以上，氫離子濃度從2.95mol/L下降至0.003mol/L以下，使高濃度難降解的制藥廢水成為可生化降解的有機(jī)廢水，經(jīng)生化處理后達(dá)標(biāo)排放。(2)高濃度難降解的制藥廢水中高濃度無(wú)機(jī)離子Br_被分離回收，實(shí)現(xiàn)了廢水處理達(dá)標(biāo)排放和分離回收資源化利用的目標(biāo)。(3)治理效果好、操作不復(fù)雜，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。


附圖1為本發(fā)明一種雙極膜電滲析技術(shù)處理金剛烷胺溴化廢水及無(wú)機(jī)酸堿回收工藝的技術(shù)路線框圖。 附圖2為本發(fā)明中采用的雙極膜電滲析裝置的原理示意圖。附圖3為本發(fā)明中采用的雙極膜電滲析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下通過實(shí)施例進(jìn)一步解釋本發(fā)明的方法，但是，本發(fā)明的實(shí)施不限于以下形式。實(shí)施例1:一種雙極膜電滲析技術(shù)處理金剛烷胺溴化廢水及回收無(wú)機(jī)酸堿的方法，其特征包括下述步驟:將溴化廢水經(jīng)微孔濾膜過濾，以去除廢水中的懸浮物。當(dāng)溴化廢水氫離子濃度超過1.5mol/L時(shí)應(yīng)適當(dāng)稀釋，控制待處理廢水氫離子濃度在1.5mol/L以內(nèi)。將經(jīng)過過濾處理的溴化廢水通入雙極膜電滲析裝置的鹽室，并且雙極膜電滲析裝置的酸室、堿室進(jìn)水均為一般自來水，極液進(jìn)水為lmol/L Na2SO4溶液；電流密度為50_500A/m2，膜表面流速為2-8cm/s。經(jīng)雙極膜電滲析處理回收到的酸液，可進(jìn)一步采用蒸餾法分離得氫溴酸和硫酸。采用10組雙極膜-陽(yáng)膜-陰膜三極室結(jié)構(gòu)單元，循環(huán)進(jìn)水，鹽室起始為溴化廢水，酸室、堿室起始為水，極液為ImoVLNa2SO4溶液,三極室循環(huán)進(jìn)水量均為1L,鹽室循環(huán)進(jìn)水流速為20L/h，酸室、堿室循環(huán)進(jìn)水流速為15L/h，極液循環(huán)進(jìn)水流速為40L/h，電流密度ΙΟΟΑ/m2，結(jié)果見表I。實(shí)施例2:采用10組雙極膜-陽(yáng)膜-陰膜三極室結(jié)構(gòu)單元，循環(huán)進(jìn)水，鹽室起始為溴化廢水，酸室、堿室起始為水，極液為ImoVLNa2SO4溶液,三極室循環(huán)進(jìn)水量均為1L,鹽室循環(huán)進(jìn)水流速為20L/h，酸室、堿室循環(huán)進(jìn)水流速為15L/h，極液循環(huán)進(jìn)水流速為40L/h，電流密度200A/m2，結(jié)果見表I。實(shí)施例3:
采用5組雙極膜-陽(yáng)膜-陰膜三極室結(jié)構(gòu)單元，循環(huán)進(jìn)水，鹽室起始為溴化廢水，酸室、堿室起始為水，極液為ImoVLNa2SO4溶液,三極室循環(huán)進(jìn)水量均為1L,鹽室循環(huán)進(jìn)水流速為15L/h，酸室、堿室循環(huán)進(jìn)水流速為10L/h，極液循環(huán)進(jìn)水流速為30L/h，電流密度200A/m2，結(jié)果見表I。表I實(shí)施例1-3結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種雙極膜電滲析技術(shù)處理金剛烷胺溴化廢水及無(wú)機(jī)酸堿回收工藝，按如下步驟進(jìn)行:首先將溴化廢水經(jīng)微孔濾膜過濾；然后將溴化廢水通入雙極膜電滲析裝置的鹽室，雙極膜電滲析裝置的酸室、堿室通入自來水，雙極膜電滲析裝置兩端的電極液通入Na2SO4溶液；最后啟動(dòng)雙極膜電滲析裝置，回收酸堿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙極膜電滲析技術(shù)處理金剛烷胺溴化廢水及無(wú)機(jī)酸堿回收工藝，其特征在于:過濾溴化廢水的微孔濾膜的孔徑不大于0.45 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙極膜電滲析技術(shù)處理金剛烷胺溴化廢水及無(wú)機(jī)酸堿回收工藝，其特征在于:雙極膜電滲析裝置的陰極采用鈦涂釕電極；陽(yáng)極采用不銹鋼電極。雙極膜電滲析采用三隔室設(shè)計(jì)，每組隔室分別由I張陽(yáng)離子交換膜、I張陰離子交換膜和I張雙極膜構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙極膜電滲析技術(shù)處理金剛烷胺溴化廢水及無(wú)機(jī)酸堿回收工藝，其特征在于:當(dāng)經(jīng)過微孔濾膜過濾的溴化廢水氫離子濃度超過1.5mol/L時(shí)應(yīng)稀釋，控制待處理廢水氫離子濃度在1.5mol/L以內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙極膜電滲析技術(shù)處理金剛烷胺溴化廢水及無(wú)機(jī)酸堿回收工藝，其特征在于:經(jīng)雙極膜電滲析處理回收到的酸液濃度為1-10%，采用蒸餾法分離得氫溴酸和硫酸。
根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙極膜電滲析技術(shù)處理金剛烷胺溴化廢水及無(wú)機(jī)酸堿回收工藝，其特征在于:雙極膜電滲析裝置運(yùn)行過程中采用管道循環(huán)冷凝措施，控制水溫5 400C ;當(dāng)溫度超過40°C時(shí)，設(shè)備停止運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙極膜電滲析技術(shù)處理金剛烷胺溴化廢水及無(wú)機(jī)酸堿回收工藝，包括以下步驟首先將溴化廢水經(jīng)微孔濾膜過濾；然后將溴化廢水通入雙極膜電滲析裝置的鹽室，雙極膜電滲析裝置的酸室、堿室通入自來水，雙極膜電滲析裝置兩端的電極液通入Na2SO4溶液；最后啟動(dòng)雙極膜電滲析裝置，回收酸堿。本發(fā)明將雙極膜電滲析技術(shù)用于難降解金剛烷胺溴化制藥廢水的處理，實(shí)現(xiàn)了廢水中的無(wú)機(jī)酸堿的回收。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可去除含溴廢水中溴離子，脫鹽率達(dá)95％以上，氫離子濃度從2.95mol/L下降至0.003mol/L以下，避免了二次污染；使高濃度難降解的制藥廢水成為可生化降解的有機(jī)廢水，經(jīng)生化處理后達(dá)標(biāo)排放；且治理效果好，操作方便，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C01B17/90GK103073131SQ20121058011
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者曾萍, 宋永會(huì), 朱鵬, 馬印臣, 肖書虎, 謝曉琳, 樊杰 申請(qǐng)人:中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院