一种含丙醛废水综合处理装置及其处理方法与流程

1.本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种含丙醛废水综合处理装置及其处理方法。


背景技术：

2.丙醛是精细化学品的重要原料，化学式为c3h6o，为无色透明液体，主要用于生产正丙醇、丙酸、三羟甲基乙烷、丙醛肟等中间体，进一步生产醇酸树脂、农药除草剂和杀虫剂、药物眠尔痛和乙噻嗪，还广泛应用于涂料、塑料、食品、轻纺、饲料、橡胶助剂方面的精细化学品生产，还可作乙烯聚合的链终止剂。
3.丙醛合成方法主要有：(1)环氧丙烷异构化法，1，2-环氧丙烷在铬钒催化剂存在下经气相异构化而得。(2)羰基合成法，由乙烯与一氧化碳、氢气经一步反应而成。最初以羰基钻为催化剂，在高压(14.7～19.6mpa)下进行。近年发展了以铑膦络合物为催化剂的合成法，反应温度100℃，压力1.27～1.47mpa。该法无异构体产生，分离简便。此外，尚有丙醇氧化法及丙烯醛加氢法等。
4.但是，丙醛生产过程中会产生大量有毒有害的废水，其中主要含正丙醇等物质，有很强的刺激性气味，化学需氧量(cod值)高，水质波动大，很难处理。目前，含丙醛废水处理技术主要包括萃取处理技术、生化处理技术以及加压精馏处理技术。萃取处理技术需要引入第三种有机物，造成废水种类及废水量上涨。生化处理技术，投资大，物料不可回收利用，能物耗较高。加压精馏处理技术，操作困难，投资高，蒸汽耗能较大。因此含丙醛废水的处理方法是目前研究的热点。
5.如cn101560025a公开了一种糠醛废水再利用工艺方法，步骤如下：将糠醛废水混合物经冷却装置－除油脂装置－微孔过滤器装置－活性炭吸附装置－有机吸附树脂装置－无机吸附树脂装置－膜处理装置实现了糠醛、醋酸有机产品的分离回收利用，而水质部分通过膜处理装置处理后，水中的物质非常小，水在膜过滤过程中物质又被分散重组，使其含氧量聚集态和性质都有所改变，减少了热阻使水在加热过程中流动性增加，同时也加快了锅炉热交换能力。该发明克服了传统糠醛废水综合利用生产工艺成本高、工艺过程复杂、污染环境等问题。不足之处是工艺处理过程复杂，工艺流程长，操作难度大，且单耗高，投资成本高。
6.cn210065436u公开了一种含醛废水的处理系统，包括废水储槽，所述废水储槽顶部的右侧通过导管一连通有碱洗釜，所述碱洗釜顶部的右侧通过导管二连通有真空泵一，所述真空泵一的右侧通过导管三连通有冷凝器，所述冷凝器的底部通过导管四连通有回收槽，所述回收槽顶部的左侧通过连接管与导管三的底部连通。该发明通过设置废水储槽、碱洗釜、真空泵一、冷凝器、回收槽、歧化釜和真空泵二的相互配合，达到了处理方便的优点，解决了现有的含醛废水处理系统处理不方便的问题，不会产生固废，歧化后产物可作为燃料进行焚烧，减少环境污染，提高了企业的经济效益，从而提高了含醛废水处理系统的实用性。不足之处是该处理系统主要用来处理甲基丙烯醛废水，通过化学反应实现含醛废水的
处理，化学反应控制复杂，且引入碱液，整体处理后废水量增加。


技术实现要素：

7.本发明克服了现有技术的缺陷，提供了一种结构简单，设备投资少，处理成本低，效率高的含丙醛废水综合处理装置及其处理方法。
8.为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种含丙醛废水综合处理装置，包括第一预热器，膜分离器，第一冷凝器，渗透液罐，真空泵，第二预热器，第一吸附填料塔，与第一吸附填料塔并联连接的第二吸附填料塔，第二冷凝器，丙醛液罐，所述的第一预热器的出口与所述的膜分离器的进口连接，所述的膜分离器的出口与所述的第一冷凝器的液相进口连接，所述的第一冷凝器的液相出口与所述的渗透液罐的进口连接，所述的渗透液罐的气相出口与所述的真空泵的进口相连，所述的渗透液罐的液相出口与所述的第二预热器的进口连接，所述的第一吸附填料塔和第二吸附填料塔的入口端并接两条管路，其中一条管路中接有第一切换阀和第二切换阀，另一条管路中接有第三切换阀和第四切换阀，在所述的第一切换阀和第二切换阀之间有管路与所述的第二预热器的出口相连，所述的第三切换阀和第四切换阀之间有管路与所述的第二冷凝器的液相进口连接，所述的第二冷凝器的液相出口与所述的丙醛液罐的进口连接，所述的第一吸附填料塔和第二吸附填料塔的出口端并联两条管路，其中一条管路中接有第五切换阀和第六切换阀，另一条管路中接有第七切换阀和第八切换阀，在所述的第五切换阀和第六切换阀之间设置有废水出口管路，所述的第七切换阀和第八切换阀之间设置有热空气进口管路。
9.优选的，所述的膜分离器的分离膜为分子筛复合膜，所述的第一吸附填料塔和第二吸附填料塔内装填无机多孔纳米吸附剂。更优选的，所述的无机多孔纳米吸附剂为纳米氧化铝(al2o3)吸附剂或纳米二氧化钛(tio2)吸附剂。
10.优选的，所述的膜分离器设置有丙醛回收管路。
11.本发明还提供一种使用上述装置综合处理含丙醛废水的方法，包括以下步骤：
12.(1)关闭第一切换阀、第四切换阀、第五切换阀、第八切换阀，开启第二切换阀、第三切换阀、第六切换阀、第七切换阀，将含丙醛废水经第一预热器预热后进入膜分离器分离丙醛，分离丙醛后的废水经第一冷凝器冷凝后收集至渗透液罐，再输送至第二预热器预热；分离得到的丙醛经丙醛回收管线另行收集；
13.(2)将经第二预热器预热的废水进入填充有吸附剂的第二吸附填料塔进行吸附净化后，经废水出口管线达标排放；同时热空气经过热空气进口管线进入饱和吸附了含丙醛废水中丙醛的第一吸附填料塔，与饱和吸附剂接触进行脱附后进入第二冷凝器冷凝，得到的冷凝液收集至丙醛液罐；
14.(3)第二吸附填料塔中的吸附剂达到饱和吸附量，并且第一吸附填料塔中的吸附剂完成了脱附后，关闭第二切换阀、第三切换阀、第六切换阀、第七切换阀，开启第一切换阀、第四切换阀、第五切换阀、第八切换阀，使第二预热器预热得到的废水从第二吸附填料塔切换到第一吸附填料塔，热空气从第一吸附填料塔切换到第二吸附填料塔，两个吸附填料塔功能互换，第一吸附填料塔进行吸附操作而第二吸附填料塔进行脱附操作，如此周期性的操作，实现吸附-脱附轮换。
15.优选的，所述的第一预热器的操作温度为70～120℃。
16.优选的，所述的第二预热器的操作温度为50～80℃。
17.优选的，所述的膜分离器的操作条件为：温度70～120℃，压力为0.1～0.4mpa。
18.优选的，所述的第一冷凝器和第二冷凝器的操作温度均为为20～40℃。
19.优选的，所述的吸附的操作条件为：温度为40～60℃，压力为0.005～0.2mpa。
20.优选的，所述的脱附的操作条件为：温度为60～80℃，压力为0.005～0.05mpa。
21.与现有技术相比，本发明的优点为：
22.1、处理效率高，含丙醛废水通过膜分离与吸附处理后cod低于500ppm，达到了排放标准，处理后废水中丙醛含量不超过0.01％，丙醛回收率达到99％；
23.2、成本低，投资少，本发明通过设置膜分离器和吸附填料塔，且膜分离器的分离膜采用分子筛复合膜，吸附填料塔内装填无机纳孔吸附剂，分子筛复合膜机械强度高，耐高压，有良好的耐磨、耐冲刷性能，孔径分布窄，分离性能好、渗透量大，可反复清洗、再生，使用寿命长；无机多孔纳米吸附剂可再生后循环利用，显著减少了设备投资，便于其工业应用；
24.3、工艺简单，本发明通过膜分离器和吸附填料塔组合使用的工艺，流程简洁，装置占地空间小，既节能又环保。
附图说明
25.图1为本发明的含丙醛废水综合处理装置示意图。
26.如图所示：第一预热器1，膜分离器2，第一冷凝器3，渗透液罐4，真空泵5，第二预热器6，第一吸附填料塔7，第二吸附填料塔8，第二冷凝器9，丙醛液罐10，第一切换阀11，第二切换阀12，第三切换阀13，第四切换阀14，第五切换阀15，第六切换阀16，第七切换阀17，第八切换阀18。
具体实施方式
27.如图1所示，本发明的含丙醛废水综合处理装置，包括第一预热器1，膜分离器2，第一冷凝器3，渗透液罐4，真空泵5，第二预热器6，第一吸附填料塔7，与第一吸附填料塔7并联连接的第二吸附填料塔8，第二冷凝器9，丙醛液罐10，第一预热器1的出口与膜分离器2的进口连接，膜分离器2的出口与第一冷凝器3的液相进口连接，第一冷凝器3的液相出口与渗透液罐4的进口连接，渗透液罐4的气相出口与真空泵5的进口相连，渗透液罐4的液相出口与第二预热器6的进口连接，第一吸附填料塔7和第二吸附填料塔8的入口端并接两条管路，其中一条管路中接有第一切换11阀和第二切换阀12，另一条管路中接有第三切换阀13和第四切换阀14，在第一切换阀11和第二切换阀12之间有管路与第二预热器6的出口相连，第三切换阀13和第四切换阀14之间有管路与第二冷凝器9的液相进口连接，第二冷凝器9的液相出口与丙醛液罐10的进口连接，第一吸附填料塔7和第二吸附填料塔8的出口端并联两条管路，其中一条管路中接有第五切换阀15和第六切换阀16，另一条管路中接有第七切换阀17和第八切换阀18，在第五切换阀15和第六切换阀16之间设置有废水出口管路，第七切换阀17和第八切换阀18之间设置有热空气进口管路。
28.膜分离器2还设置有丙醛回收管路。
29.使用该装置综合处理含丙醛废水的方法，包括以下步骤：
30.(1)关闭第一切换阀11、第四切换阀14、第五切换阀15、第八切换阀18，开启第二切换阀12、第三切换阀13、第六切换阀16、第七切换阀17，将含丙醛废水经第一预热器1预热后进入膜分离器2分离丙醛，分离丙醛后的废水经第一冷凝器3冷凝后收集至渗透液罐4，再输送至第二预热器6预热；膜分离器2分离得到的丙醛经丙醛回收管线另行收集，渗透液罐4内产生的少量气相丙醛经真空泵5另行收集；
31.(2)将经第二预热器6预热的废水进入填充有吸附剂的第二吸附填料塔8进行吸附净化后，经废水出口管线达标排放；同时热空气经过热空气进口管线进入饱和吸附了含丙醛废水中丙醛的第一吸附填料塔7，与饱和吸附剂接触进行脱附后进入第二冷凝器9冷凝，得到的冷凝液收集至丙醛液罐10；
32.(3)第二吸附填料塔8中的吸附剂达到饱和吸附量，并且第一吸附填料塔7中的吸附剂完成了脱附后，关闭第二切换阀12、第三切换阀13、第六切换阀16、第七切换阀17，开启第一切换阀11、第四切换阀14、第五切换阀15、第八切换阀18，使第二预热器6预热得到的废水从第二吸附填料塔8切换到第一吸附填料塔7，热空气从第一吸附填料塔7切换到第二吸附填料塔8，两个吸附填料塔功能互换，第一吸附填料塔7进行吸附操作而第二吸附填料塔8进行脱附操作，如此周期性的操作，实现吸附-脱附轮换。
33.以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，但本发明并不仅限于所述的实施例。
34.实施例1
35.膜分离器2由六个管式膜组件(膜管为单孔，长度1200mm，外径12mm)组成，分离膜采用分子筛复合膜。第一吸附填料塔7和第二吸附填料塔8中填充纳米氧化铝(al2o3)吸附剂。
36.操作条件如下：
37.含丙醛废水(含丙醛45wt％，正丙醇40wt％)流量为1m3/h：
38.第一预热器1的操作条件：温度70℃，压力0.3mpa；
39.膜分离器2的操作条件：温度70℃，压力0.3mpa；
40.第一冷凝器3的操作条件：温度30℃，压力0.3mpa；
41.第二预热器6的操作条件：温度为50℃，压力0.005mpa；
42.第一吸附填料塔7进行脱附时的操作条件：温度70℃，压力0.01mpa；
43.第二吸附填料塔8进行吸附净化时的操作条件：温度50℃，压力0.005mpa；
44.第二冷凝器9的操作条件：温度25℃，压力0.005mpa；
45.处理效果：处理后的含丙醛废水cod低于400ppm，达到了排放标准，处理后废水中丙醛含量为0.01％，丙醛回收率99％。
46.实施例2
47.膜分离器2由五个管式膜组件(膜管为单孔，长度1000mm，外径12mm)组成，分离膜采用分子筛复合膜。第一吸附填料塔7和第二吸附填料塔8中填充纳米二氧化钛(tio2)吸附剂。
48.操作条件如下：
49.含丙醛废水(含丙醛45wt％，正丙醇40wt％)流量为1m3/h：
50.第一预热器1的操作条件：温度100℃，压力0.3mpa；
51.膜分离器2的操作条件：温度100℃，压力0.1mpa；
52.第一冷凝器3的操作条件：温度25℃，压力0.3mpa；
53.第二预热器6的操作条件：温度为60℃，压力0.005mpa；
54.第一吸附填料塔7进行脱附时的操作条件：温度60℃，压力0.01mpa；
55.第二吸附填料塔8进行吸附净化时的操作条件：温度40℃，压力0.1mpa；
56.第二冷凝器9的操作条件：温度20℃，压力0.005mpa；
57.处理效果：处理后的含丙醛废水cod低于460ppm，达到了排放标准，处理后废水中丙醛含量为0.01％，丙醛回收率99％。
58.实施例3
59.膜分离器2由四个管式膜组件(膜管为单孔，长度1200mm，外径12mm)组成，分离膜采用分子筛复合膜。第一吸附填料塔7和第二吸附填料塔8中填充纳米氧化铝(al2o3)吸附剂。
60.操作条件如下：
61.含丙醛废水(含丙醛45wt％，正丙醇40wt％)流量为1m3/h：
62.第一预热器1的操作条件：温度120℃，压力0.3mpa；
63.膜分离器2的操作条件：温度120℃，压力0.2mpa；
64.第一冷凝器3的操作条件：温度35℃，压力0.3mpa；
65.第二预热器6的操作条件：温度为50℃，压力0.005mpa；
66.第一吸附填料塔7进行脱附时的操作条件：温度80℃，压力0.01mpa；
67.第二吸附填料塔8进行吸附净化时的操作条件：温度60℃，压力0.2mpa；
68.第二冷凝器9的操作条件：温度30℃，压力0.005mpa；
69.处理效果：处理后的含丙醛废水cod低于500ppm，达到了排放标准，处理后废水中丙醛含量为0.01％，丙醛回收率99％。
70.实施例4
71.膜分离器2由六个管式膜组件(膜管为单孔，长度800mm，外径12mm)组成，分离膜采用分子筛复合膜。第一吸附填料塔7和第二吸附填料塔8中填充纳米二氧化钛(tio2)吸附剂。
72.操作条件如下：
73.含丙醛废水(丙醛含量为45％，正丙醇40％)流量为1m3/h：
74.第一预热器1的操作条件：温度120℃，压力0.3mpa；
75.膜分离器2的操作条件：温度120℃，压力0.3mpa；
76.第一冷凝器3的操作条件：温度30℃，压力0.3mpa；
77.第二预热器6的操作条件：温度为80℃，压力0.005mpa；
78.第一吸附填料塔7进行脱附时的操作条件：温度80℃，压力0.01mpa；
79.第二吸附填料塔8进行吸附净化时的操作条件：温度60℃，压力0.005mpa；
80.第二冷凝器9的操作条件：温度25℃，压力0.005mpa；
81.处理效果：处理后的含丙醛废水cod低于420ppm，达到了排放标准，处理后废水中丙醛含量为0.01％，丙醛回收率99％。

技术特征：
1.一种含丙醛废水综合处理装置，包括第一预热器，膜分离器，第一冷凝器，渗透液罐，真空泵，第二预热器，第一吸附填料塔，与第一吸附填料塔并联连接的第二吸附填料塔，第二冷凝器，丙醛液罐，其特征在于，所述的第一预热器的出口与所述的膜分离器的进口连接，所述的膜分离器的出口与所述的第一冷凝器的液相进口连接，所述的第一冷凝器的液相出口与所述的渗透液罐的进口连接，所述的渗透液罐的气相出口与所述的真空泵的进口相连，所述的渗透液罐的液相出口与所述的第二预热器的进口连接，所述的第一吸附填料塔和第二吸附填料塔的入口端并接两条管路，其中一条管路中接有第一切换阀和第二切换阀，另一条管路中接有第三切换阀和第四切换阀，在所述的第一切换阀和第二切换阀之间有管路与所述的第二预热器的出口相连，所述的第三切换阀和第四切换阀之间有管路与所述的第二冷凝器的液相进口连接，所述的第二冷凝器的液相出口与所述的丙醛液罐的进口连接，所述的第一吸附填料塔和第二吸附填料塔的出口端并联两条管路，其中一条管路中接有第五切换阀和第六切换阀，另一条管路中接有第七切换阀和第八切换阀，在所述的第五切换阀和第六切换阀之间设置有废水出口管路，所述的第七切换阀和第八切换阀之间设置有热空气进口管路。2.根据权利要求1所述的含丙醛废水综合处理装置，其特征在于，所述的膜分离器的分离膜为分子筛复合膜，所述的第一吸附填料塔和第二吸附填料塔内装填无机多孔纳米吸附剂。3.根据权利要求1所述的含丙醛废水综合处理装置，其特征在于，所述的膜分离器设置有丙醛回收管路。4.使用权利要求1所述的装置综合处理含丙醛废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)关闭第一切换阀、第四切换阀、第五切换阀、第八切换阀，开启第二切换阀、第三切换阀、第六切换阀、第七切换阀，将含丙醛废水经第一预热器预热后进入膜分离器分离丙醛，分离丙醛后的废水经第一冷凝器冷凝后收集至渗透液罐，再输送至第二预热器预热；分离得到的丙醛经丙醛回收管线另行收集；(2)将经第二预热器预热的废水进入填充有吸附剂的第二吸附填料塔进行吸附净化后，经废水出口管线达标排放；同时热空气经过热空气进口管线进入饱和吸附了含丙醛废水中丙醛的第一吸附填料塔，与饱和吸附剂接触进行脱附后进入第二冷凝器冷凝，得到的冷凝液收集至丙醛液罐；(3)第二吸附填料塔中的吸附剂达到饱和吸附量，并且第一吸附填料塔中的吸附剂完成了脱附后，关闭第二切换阀、第三切换阀、第六切换阀、第七切换阀，开启第一切换阀、第四切换阀、第五切换阀、第八切换阀，使第二预热器预热得到的废水从第二吸附填料塔切换到第一吸附填料塔，热空气从第一吸附填料塔切换到第二吸附填料塔，两个吸附填料塔功能互换，第一吸附填料塔进行吸附操作而第二吸附填料塔进行脱附操作，如此周期性的操作，实现吸附-脱附轮换。5.根据权利要求4所述的综合处理含丙醛废水的方法，其特征在于，所述的第一预热器的操作温度为70～120℃。6.根据权利要求4所述的综合处理含丙醛废水的方法，其特征在于，所述的第二预热器的操作温度为50～80℃。
7.根据权利要求4所述的综合处理含丙醛废水的方法，其特征在于，所述的膜分离器的操作条件为：温度70～120℃，压力为0.1～0.4mpa。8.根据权利要求4所述的综合处理含丙醛废水的方法，其特征在于，所述的第一冷凝器和第二冷凝器的操作温度均为为20～40℃。9.根据权利要求4所述的综合处理含丙醛废水的方法，其特征在于，所述的吸附的操作条件为：温度为40～60℃，压力为0.005～0.2mpa。10.根据权利要求4所述的综合处理含丙醛废水的方法，其特征在于，所述的脱附的操作条件为：温度为60～80℃，压力为0.005～0.05mpa。

技术总结
本发明公开了一种含丙醛废水综合处理装置，包括第一预热器，膜分离器，第一冷凝器，渗透液罐，真空泵，第二预热器，第一吸附填料塔，与第一吸附填料塔并联连接的第二吸附填料塔，第二冷凝器，丙醛液罐。本发明还公开了使用该装置处理含丙醛废水的方法。本发明具有结构简单，设备投资少，处理成本低，效率高的优点。效率高的优点。效率高的优点。


技术研发人员：涂齐辉 周强 吴喜欢 黄遵康 钟骏良 左自龙 徐天银 徐云雁
受保护的技术使用者：宁波巨化化工科技有限公司
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/8/9