水楊酸甲酯廢酸資源化處理技術
水楊酸甲酯(又名冬青油)是生產醫(yī)藥、香料、農藥等精細化工領域的重要原料,以水楊酸、甲醇和硫酸為原料,經酯化、脫醇、堿洗、水洗、精制得產品,該產品生產過程中產生一股廢酸,廢酸的主要特點是含有水楊酸、甲醇等有機物,酸度約為45%,COD高達10萬mg/L左右,具有較高的回收價值。吸附法已成功用于處理多種高濃度化工廢水,采用樹脂吸附法處理水楊酸甲酯廢水國內外已有多篇文獻報道,但處理水楊酸甲酯廢酸方面特別是工程實例方面鮮有報道。某公司廢酸處理系統(tǒng)采用“預處理+蒸汽吹脫+樹脂吸附”組合處理工藝,實際運行結果表明,處理后的廢酸可回用于生產車間,完全滿足回用指標要求。
1、工程概況
某企業(yè)在水楊酸甲酯生產過程中排放一股廢酸,處理規(guī)模為20m3/d。本項目廢酸水質、水量及處理要求如表1所示。
2、處理工藝
2.1 廢水處理工藝流程
水楊酸甲酯廢酸目前處理方法主要有物理吸附法、化學氧化法、及絡合萃取法等。樹脂吸附法雖然投資成本稍高,但工藝操作簡便,且能從廢酸中回收大部分水楊酸、5-磺基水楊酸等有用資源?;瘜W氧化一般采用臭氧氧化與活性炭吸附合用工藝,但由于臭氧的損失和耗電量的增加,成本進一步加大。如果減小臭氧濃度.則處理效果變差,并且活性炭僅僅是將水楊酸和磺基水楊酸富集起來,往往會造成二次污染。絡合萃取法能耗高、萃取劑流失、出水水質差,需與其他方法配合使用。
根據(jù)廢酸水質特征及處理要求,廢水處理工藝主要采用“預處理+蒸汽吹脫+樹脂吸附”組合處理工藝。廢酸處理工藝流程見圖1。
2.2 主要構筑物設計及設備選型
(1)水楊酸甲酯廢酸預處理系統(tǒng):1套,用于水楊酸甲酯廢酸冷卻回收資源。主要配套設備:砂濾器,2臺,φ0.8×2.8m,1用1備;離心機,1套。進料泵,2臺,1用1備,Q=1.5m3/h。
(2)蒸汽吹脫系統(tǒng):1套,用于甲醇資源化回收。主要配套設備:吹脫(汽提)塔,1臺,φ0.6×8.2m;石墨冷凝器,1臺,A=6m2。
(3)中間罐:1臺,用于收集脫除甲醇后廢酸。設計尺寸:φ2.0×5.8m,有效容積為20m3,鋼襯四氟。提升泵,2臺,1用1備,Q=1m3/h。
(4)過濾:用于去除廢酸中懸浮物等雜質,為樹脂吸附穩(wěn)定運行提供保障。
主要配套設備:砂濾器,2臺,φ1.2×3.2m,1用1備,配套耐酸石英砂。
(5)樹脂吸附:用于脫除廢酸中水楊酸、冬青油等有機物,同時實現(xiàn)資源化回收。主要配套設備:樹脂吸附塔,3臺(樹脂裝填1.5m3/塔),φ1.0×3.0m,2用1備;脫附泵,2臺,1用1備,Q=3m3/h。組合脫附槽,1套,L×B×H=3.5×3.0×2.0m;液堿儲罐,1臺,V=10m3。
(6)凈化酸罐:1臺,用于收集凈化后廢酸。設計尺寸:φ2.0×5.8m,有效容積為20m3,鋼襯四氟。外輸泵,2臺,1用1備,Q=2m3/h。
3、處理效果與經濟分析
3.1 運行效果分析
該項目建成后,已實現(xiàn)連續(xù)運行穩(wěn)定,水楊酸甲酯廢酸樹脂吸附后的COD處理效率穩(wěn)定在94%~96%,樹脂吸附后廢酸變清澈,凈化酸COD穩(wěn)定在5000mg/L~6000mg/L,水楊酸及5-磺基水楊酸穩(wěn)定在3-5mg/L,冬青油穩(wěn)定在8mg/L左右,能滿足生產上硫酸回用品質要求。
3.2 技術經濟分析
廢水處理工程總投資約300萬元,占地約300m2,水楊酸甲酯廢酸樹脂吸附運行直接費用約45元/m3廢水(水電汽,不含折舊費、人工費等),單位廢水可回收水楊酸約1.4Kg,回收5-磺基水楊酸量約2kg,總價值約30-40元,能抵消大部分運行費用。
4、結束語
(1)對于水楊酸甲酯廢酸,采用樹脂吸附法能達到滿意的效果,不僅對廢酸實現(xiàn)凈化回用起到積極作用,還可回收水楊酸、冬青油等有用資源,實現(xiàn)了環(huán)境效益與經濟效益的統(tǒng)一。
(2)工程實踐表明,采用“預處理+蒸汽吹脫+樹脂吸附”組合處理工藝,運行穩(wěn)定且能回收有用資源,處理后的廢酸可回用于生產車間,完全滿足回用指標要求。
(3)本工程在廢酸處理上積累了寶貴經驗,為類似廢酸處理提供了參考和借鑒,值得在類似項目上推廣應用。(來源:江蘇南大環(huán)??萍加邢薰緡噎h(huán)境保護有機化工廢水處理與資源化工程技術中心)
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