本發(fā)明涉及廢水資源化回收利用領(lǐng)域,具體涉及一種啶蟲瞇廢水的處理方法。
背景技術(shù):
啶蟲脒屬氯化煙堿類化合物,是一種新型殺蟲劑。啶蟲脒廢水中污染物主要來源于啶蟲脒中間體N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺(以下簡稱N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺)的合成過程中,反應(yīng)方程式如下:
反應(yīng)過程中,為提高2-氯-5-氯甲基吡啶(CCMP)的利用率,加入過量的一甲胺。一甲胺通常以水溶液的形式加入。反應(yīng)結(jié)束后加過量堿中和氯化氫,得到的料液經(jīng)萃取后,分離出的水層作為廢水排放。廢水中含有中間產(chǎn)物N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺(以下簡稱N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺)及大量一甲胺。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種啶蟲瞇廢水的處理方法,該方法處理徹底、無二次污染、可回收有用資源且易于產(chǎn)業(yè)化。
啶蟲瞇廢水的處理方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)預(yù)處理:啶蟲瞇廢水中加入吸附劑進(jìn)行吸附處理,過濾得濾液;
(2)膜蒸餾:用膜蒸餾脫除濾液中的一甲胺,得到處理液1,一甲胺以甲胺水溶液回收,用于N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺合成;
(3)樹脂吸附:將步驟(2)中所得的處理液1通過酸樹脂吸附,得到的出柱液為處理液2;調(diào)節(jié)處理液2的pH值為11~13,通過脫氨膜進(jìn)一步去除殘留的一甲胺后脫鹽或稀釋生化;
(4)樹脂再生:用水對步驟(2)中吸附飽和的酸樹脂進(jìn)行沖洗,再用乙醇解析,得到N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺乙醇溶液,可直接進(jìn)入啶蟲脒合成工藝。
啶蟲脒廢水中的主要污染物為N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺和一甲胺。為了防止一甲胺在處理過程中揮發(fā)、造成資源浪費和空氣污染,首先將廢水通過蒸餾膜,廢水中的一甲胺通過膜孔后被吸收液吸收,得到一甲胺溶液,可直接用于N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺生產(chǎn)。通過膜蒸餾將一甲胺脫除后,被膜截留下來的處理液1采用酸樹脂吸附其中的N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺,得到的處理液2(出柱液)基本不含有毒有害雜質(zhì),可直接生化或做工藝補(bǔ)水等。吸附飽和的酸樹脂用乙醇洗脫,得到的洗脫液為純度較高的N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺乙醇溶液,可直接用于啶蟲脒的合成工藝。
步驟(1)所述吸附劑為活性炭、分子篩、硅藻土中的一種或幾種。廢水進(jìn)入膜蒸餾前,進(jìn)行吸附和過濾處理,去除廢水中的不溶性固體顆粒,可防止不溶性固體顆粒等對膜的損傷。
由于吸附劑具有廣泛吸附性能,所以為了防止N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺被吸附,提高N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺的回收率,所述吸附劑的投加量為啶蟲瞇廢水質(zhì)量的0.02~0.5%,攪拌吸附0.5~2小時后過濾。
優(yōu)選地,所述吸附劑為活性炭,投加量為啶蟲瞇廢水質(zhì)量的0.02~0.1%。
步驟(2)中,得到的一甲胺水溶液的體積濃度為40%左右,可直接用于N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺的生產(chǎn)。
優(yōu)選地,步驟(3)中,處理液2用脫氨膜處理10~30min。在脫氨過程中始終保持廢水pH在11~13之間。
優(yōu)選地,步驟(4)中樹脂再生采用“水洗-乙醇解析-水洗”的步驟,先用水將樹脂中的廢水置換出來,然后用乙醇解析樹脂,最后,再用水清洗樹脂殘留的乙醇。具體地,首先用1~2BV水沖洗吸附飽和的酸樹脂,再用壓縮空氣或氮氣吹脫除水;然后用2~6BV乙醇解析,用壓縮氮氣吹脫乙醇,最后用0.5~4BV水自下而上洗脫樹脂,去除殘留的乙醇。
相對于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點:
(1)本發(fā)明所述的工藝簡潔、流程簡短,操作簡單;
(2)本發(fā)明所述的處理方法處理徹底、無二次污染、可回收有用資源且易于產(chǎn)業(yè)化。
具體實施方式
實施例1
啶蟲脒廢水,N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺(芐胺)含量為13663mg/L、TN為28850mg/L、TOC為35218mg/L。
(1)膜蒸餾:加0.05%活性炭攪拌30min后過濾,濾液淺黃色澄清透明。濾液加熱至40℃,過膜蒸餾裝置,得到處理液1和一甲胺水溶液,處理液1中N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺含量為13663mg/L、TN為8850mg/L、TOC為18075mg/L,一甲胺水溶液的濃度為40%。一甲胺水溶液可直接用于N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺生產(chǎn)。
(2)樹脂處理:處理液1以1BV/h的速率自上而下通過樹脂,15BV之后N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺開始溢出,停止過柱,測得出水TOC=8810mg/L,TN=4800mg/L。
(3)膜蒸餾:步驟(2)出水加濃硫酸(98%)調(diào)節(jié)pH為11.5~12,用脫氨膜處理。用pH=1.9的硫酸溶液做吸收液。脫氨膜運行參數(shù)為:廢水流速為0.3L/min左右,壓力0.1MPa,吸收液流速為0.6L/min左右,壓力0.05MPa左右。脫氨膜出水的TN降至270mg/L,TOC=1930mg/L。
(4)樹脂再生
A、用1BV清水將殘留在樹脂中的廢水頂出,放空,用壓縮空氣吹脫1h,減少樹脂殘留的水分。
B、用4BV乙醇自下而上洗脫樹脂,速率1BV/h,收集乙醇解析液。測得解析液中N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺純度約為96%,解析液可用于啶蟲脒生產(chǎn)。
C、放空,用壓縮空氣將樹脂殘留的乙醇吹脫出來,這部分乙醇收集用于下次樹脂再生。用約2BV清水自下而上洗脫樹脂,洗脫樹脂殘留的乙醇,洗脫液精餾回收乙醇。
對比例1
與實施例1不同的是步驟(4)中,樹脂的脫附過程,用加熱帶加熱,加熱溫度40~50℃。加熱洗脫后洗脫液中N-甲基-(2-氯-5-吡啶)甲基胺濃度與實施例1相差不大,說明加熱洗脫效果不明顯。
實施例2
與實施例1不同的是步驟(3)中,采用吹脫法,而不使用脫氨膜處理,樹脂出水在70℃水浴中吹脫1h,廢水曝氣時容易起泡沫,氣泵最大功率4.5L/min,吹脫后的廢水TOC=4083mg/L,T-N=690mg/L。
實施例3
與實施例1不同的是步驟(2)和步驟(3)調(diào)換次序,廢水膜蒸餾后,先經(jīng)過脫氨膜脫除一甲胺,再通過樹脂進(jìn)行吸附。具體步驟如下:
步驟(1)出水中加2%硫酸亞鐵攪拌1h,加0.05%活性炭攪拌30min,抽濾,濾液黃色透明,TOC=9825mg/L,T-N=3100mg/L(廢水母液TOC=10040mg/L,T-N=3715mg/L)。濾液調(diào)節(jié)pH=12.8。用pH=1.5的硫酸溶液做吸收液。脫氨膜開啟泵循環(huán),廢水0.3L/min左右,壓力0.1MPa,吸收液0.6L/min左右,壓力0.05MPa左右。脫氨膜運行期間維持廢水pH始終在12以上;維持酸吸收液pH在2左右,測得廢水的T-N=1470mg/L,TOC=6130mg/L,停止脫氨膜運行。脫氨膜出水過HYA-105樹脂吸附,出水的TOC=2930mg/L,T-N=392mg/L。