膜萃取回收濃縮鄰甲苯胺廢水中鄰甲苯胺的裝置和方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】膜萃取回收濃縮鄰甲苯胺廢水中鄰甲苯胺的裝置和方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種膜萃取回收濃縮鄰甲苯胺廢水中鄰甲 苯胺的裝置和方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 鄰甲苯胺是有機(jī)化工原料之一，在農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、香料等很多行業(yè)中應(yīng)用廣泛。 在染料工業(yè)中，鄰甲苯胺可W作為染料中間體生產(chǎn)出多種染料和有機(jī)顏料，而鄰甲苯胺廢 水是典型的難降解有機(jī)廢水，其中不僅含有大量的有機(jī)污染物，而且由于染料析出工段需 要大量無(wú)機(jī)鹽，廢水中也含有濃度相當(dāng)高的無(wú)機(jī)鹽；同時(shí)，在鄰甲苯胺生產(chǎn)過(guò)程中，有大量 高濃度鄰甲苯胺廢水排出，此廢水不僅量大而且COD值很高。運(yùn)些廢水都具有濃度高、毒性 大、難W生物降解的特點(diǎn)，如果不加W有效治理而排放，會(huì)嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境，危害人們的 身體健康。
[0003] 目前處理芳香胺類(lèi)有機(jī)中間體廢水的研究較多，但針對(duì)鄰甲苯胺廢水治理方法的 報(bào)道仍舊較少。AnotaiJ等人研究了鄰甲苯胺在化oto-Fenton高級(jí)氧化技術(shù)中的降解過(guò) 程，但該技術(shù)處理?xiàng)l件十分苛刻，反應(yīng)過(guò)程中需要大量的&化，成本很高，因此現(xiàn)階段無(wú)法實(shí) 現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用；國(guó)內(nèi)，朱兆連等用樹(shù)脂吸附法回收廢水中的鄰甲苯胺取得了很好的成 效，鄰甲苯胺去除率高達(dá)99%，然而此方法運(yùn)行效率較低，廢水流速僅為lOmLA，同時(shí)樹(shù)脂 再生脫附困難，提高了處理成本，且一般吸附法只能用于濃度較低的染料廢水處理或深度 處理；此外，王廷風(fēng)、包益國(guó)采用鄰硝基甲苯溶液萃取廢水中的鄰甲苯胺，萃取液直接回用 于鄰甲苯胺生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了鄰甲苯胺的回收與資源化利用，但此方法中處理?xiàng)l件不易控制，多 種因素都會(huì)造成廢水處理效果變差，傳統(tǒng)液液萃取法會(huì)產(chǎn)生萃取液與料液相互混合、不易 分離的缺點(diǎn)。為了解決上述問(wèn)題，開(kāi)發(fā)新型高效低廉的處理方法十分必要。
[0004] 固體膜萃取技術(shù)是一種是用于液（氣）體混合物分離的一種新型膜技術(shù)，它是利 用組分通過(guò)致密膜溶解和擴(kuò)散速度不同實(shí)現(xiàn)分離的過(guò)程，可W避免傳統(tǒng)溶劑萃取液滴分 散、溶劑夾帶等問(wèn)題。其中均質(zhì)無(wú)孔娃橡膠是膜萃取技術(shù)中的重要膜材料，娃橡膠對(duì)某些有 機(jī)物有選擇透過(guò)性，并且有高傳質(zhì)比表面積，已有研究將娃橡膠膜用于某些有機(jī)廢水的處 理，包括苯甲酸、苯、甲苯、苯酪、乙醇、下醇、下酬、醋酸和醋酸乙醋的分離與回收，但傳統(tǒng)的 萃取液一般為流動(dòng)式，不僅用量大，無(wú)法對(duì)有機(jī)物進(jìn)行濃縮，且根據(jù)分配系數(shù)不同，需進(jìn)行 多次重復(fù)萃取才能將溶質(zhì)從溶劑中完全萃取出來(lái)；而且可W發(fā)現(xiàn)在相同條件下，不同有機(jī) 物在娃橡膠膜中的去除率和回收率相差很大，膜萃取技術(shù)并非對(duì)所有有機(jī)物均具有高處理 效率。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種膜萃取回收濃縮鄰甲苯 胺廢水中鄰甲苯胺的裝置和方法，能夠?qū)︵徏妆桨肪哂泻芎玫娜コ饔?，提高鄰甲苯胺?去除率，同時(shí)在去除過(guò)程中即可對(duì)有機(jī)物進(jìn)行濃縮回收。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明裝置采用如下技術(shù)方案：
[0007] 首先將含有鄰甲苯胺的廢水輸送至娃橡膠萃取膜管中，娃橡膠萃取膜管置于酸性 的萃取液中，廢水中的鄰甲苯胺能夠透過(guò)娃橡膠萃取膜管的管壁進(jìn)入萃取液并反應(yīng)生成鄰 甲苯胺離子，剩余部分經(jīng)娃橡膠萃取膜管的出口排出，進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放或后處理；在萃取液中 的鄰甲苯胺離子濃度超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，取出萃取液并在其中加入堿液得到回收濃縮的鄰甲苯 胺。
[0008] 進(jìn)一步地，萃取液的抑值始終小于或等于2。
[0009] 進(jìn)一步地，萃取液采用肥1溶液。
[0010] 進(jìn)一步地，廢水和萃取液的溫度均為20~60°C。
[0011] 進(jìn)一步地，廢水先經(jīng)過(guò)過(guò)濾處理，然后再輸送至娃橡膠萃取膜管中，流速為15~ 60L/h〇
[0012] 本發(fā)明裝置的技術(shù)方案是：包括用于填充酸性萃取液的反應(yīng)槽，在反應(yīng)槽內(nèi)安裝 有浸在萃取液中的娃橡膠萃取膜管，娃橡膠萃取膜管的入口端和出口端均延伸至反應(yīng)槽的 外部，且入口端連接廢水輸送裝置，出口端連接回收裝置或后處理排放裝置。
[0013] 進(jìn)一步地，反應(yīng)槽內(nèi)安裝有加熱器和若干個(gè)攬拌器。
[0014] 進(jìn)一步地，娃橡膠萃取膜管是通過(guò)娃橡膠管接頭將若干段娃橡膠管連接形成的卷 繞式結(jié)構(gòu)。
[0015] 進(jìn)一步地，娃橡膠管接頭固定在支架上。
[0016] 進(jìn)一步地，娃橡膠萃取膜管的材質(zhì)采用聚二甲基硅氧烷，內(nèi)徑為3~5mm，管壁厚 度為2~3mm。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益的技術(shù)效果：
[0018] 本發(fā)明方法中通過(guò)將含有鄰甲苯胺的廢水輸送至娃橡膠萃取膜管中，廢水中的鄰 甲苯胺將穿過(guò)娃橡膠萃取膜管的管壁，進(jìn)入娃橡膠萃取膜管外的萃取液中，與其它物質(zhì)進(jìn) 行分離，因?yàn)檩腿∫撼仕嵝?，將與弱堿性的鄰甲苯胺反應(yīng)生成鹽，在萃取液中將W鄰甲苯胺 離子形式存在，該離子無(wú)法透過(guò)娃橡膠萃取膜管的管壁再次回到廢水中，所W，本發(fā)明中萃 取液中鄰甲苯胺的濃度幾乎為零，極利于廢水中的鄰甲苯胺在濃度差的推動(dòng)下溶解擴(kuò)散過(guò) 膜，再被萃取液吸收形成不能透過(guò)膜的鄰甲苯胺離子，鄰甲苯胺離子被大量濃縮，并有效防 止鄰甲苯胺離子在娃橡膠萃取膜管內(nèi)外的濃度差下反向萃取，有效分離出鄰甲苯胺，廢水 中鄰甲苯胺的去除率達(dá)94%W上；同時(shí)，萃取液呈酸性將與鄰甲苯胺迅速反應(yīng)，降低萃取 液中的鄰甲苯胺濃度，有效提高對(duì)鄰甲苯胺的吸收效率，傳質(zhì)速度較快，利于工業(yè)生產(chǎn)和處 理；本發(fā)明在分離的同時(shí)對(duì)鄰甲苯胺離子進(jìn)行了濃縮，萃取液的用量極少，萃取液中的鄰甲 苯胺離子達(dá)到一定濃度后，可W在其中加入堿液，簡(jiǎn)單處理即可回收得到鄰甲苯胺，回收率 也可達(dá)到90%W上；而處理后的廢水在達(dá)標(biāo)后可W直接進(jìn)行排放，或者進(jìn)行后處理，利于 后續(xù)回收，促進(jìn)清潔生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)娃橡膠價(jià)廉易得、性質(zhì)穩(wěn)定，可大幅降低污水 處理成本。
[0019] 進(jìn)一步地，本發(fā)明中萃取液抑值始終小于或等于2,鄰甲苯胺在萃取液中均W離 子形態(tài)存在，傳質(zhì)推動(dòng)力大，利于去除廢水中的鄰甲苯胺。
[0020] 進(jìn)一步地，本發(fā)明中廢水和萃取液的溫度均為20~60°C，吸收效率高，同時(shí)在該 溫度下，娃橡膠萃取膜管的使用壽命長(zhǎng)，分離性能高。
[0021] 本發(fā)明采用娃橡膠膜管作為反應(yīng)裝置的主要膜材料，利用其對(duì)鄰甲苯胺有選擇透 過(guò)性的特點(diǎn)，對(duì)廢水中的鄰甲苯胺進(jìn)行去除和回收，實(shí)現(xiàn)了鄰甲苯胺與廢水的分離，且娃橡 膠價(jià)廉易得，性質(zhì)穩(wěn)定，作為一種致密膜材料避免了普通膜處理技術(shù)中易阻塞、壽命短的缺 點(diǎn)。本發(fā)明裝置操作簡(jiǎn)便，易于控制，便于回用鄰甲苯胺，W達(dá)到降低處理成本，促進(jìn)清潔生 產(chǎn)的目的。
[0022] 進(jìn)一步地，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置加熱器，能夠?qū)U水和萃取液進(jìn)行加熱，利于提高吸收 效率，通過(guò)設(shè)置攬拌器，利于傳熱和傳質(zhì)均勻。
[0023]進(jìn)一步地，本發(fā)明通過(guò)采用分段式的卷繞式結(jié)構(gòu)的娃橡膠萃取膜管，與萃取液的 接觸面積大，占地小，且利于提高吸收效率，同時(shí)，避免部分娃橡膠萃取膜管堵塞或損壞后 不易更換的問(wèn)題。
[0024]進(jìn)一步地，本發(fā)明通過(guò)采用聚二甲基硅氧烷，其對(duì)鄰甲苯胺的透過(guò)率高，且傳質(zhì)速 率快。 【【附圖說(shuō)明】】
[00巧]圖1是本發(fā)明膜萃取反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2 (a)是本發(fā)明支架和娃橡膠萃取膜管的俯視圖；圖2化）是支架和娃橡膠萃取 膜管的正視圖，圖2(c)是支架和娃橡膠萃取膜管的后視圖；
[0027] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例一的處理流程圖；
[002引圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的處理流程圖；
[0029] 圖