專利名稱：從工業廢水中分離出萘磺酸、硫酸、亞硫酸的方法
技術領域：
本發明提供了一種工業廢水中混合酸的分離方法，尤其是一種從工業廢水中分離出萘磺酸、硫酸、亞硫酸的方法。
背景技術：
在工業生產過程中，往往產生大量的、種類繁多、成分復雜的含酸廢水。含酸廢水具有來源廣、廢水量大、腐蝕性強、污染性強、COD值高的特點，屬工業危險液態廢棄物，是水環境污染主要源之一。直接排放將對水環境和人類健康造成極大污染和損害，排放前必須進行處理。因此，開發具有分離效率高，COD去除率高、處理能力大，無二次污染，分離成本 低，既回收有重要價值的酸產品、處理后的水相又滿足回用要求的共性新型高效分離技術具有廣泛的應用前景和重要的現實意義。在重要的染料中間體萘磺酸鈉(β_鹽)生產過程中，產生的鹽母液廢水量大，色度深，且含一定量的萘磺酸，硫酸和亞硫酸，母液COD指標達到30000mg/L以上。萘磺酸既是重要的有機化工原料，有極高的經濟價值；同時，因帶有磺酸基團對微生物有強烈毒性，對人，畜也有一定的危害。因此母液在排放前必須進行處理，降低其萘磺酸含量。由于帶有磺酸基團的芳香族化合物易溶于水，使傳統物理，化學處理效率很低。而且由于萘環結構穩定，采用生化法或氧化法也難以開環分解。致使該廢水處理困難，屬極難處理的有機廢水之一。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種從工業廢水中分離出萘磺酸、硫酸、亞硫酸的方法，以提高分離效果，降低分離成本。本發明是這樣實現的，從工業廢水中分離出萘磺酸、硫酸、亞硫酸的方法，所述的方法的步驟是a、以D301R大孔弱堿性陰離子交換樹脂為交換吸附劑，采用三個離子交換吸附塔依次串聯，分別為I塔、II塔、III塔，使含酸工業廢水依次經過這三個離子交換吸附塔，工業廢水的初始濃度為O. 2mol/L O. 4mol/L,流速為3mL/min 6mL/min,床層高度25cm 40cm，高徑比25/1 40/1，在20°C 30°C溫度下，分別將硫酸、2-萘磺酸和亞硫酸交換吸附到I塔、II塔、III塔；b、以濃度梯度洗脫法再生交換吸附飽和的交換樹脂，在溫度為25°C 35°C、流速為2mL/min 5mL/min的條件下,用質量百分比濃度為1% 5%的氫氧化鈉溶液分別將已吸附的亞硫酸、2-萘磺酸和硫酸洗脫下來，分別得到亞硫酸鈉、2-萘磺酸鈉和硫酸鈉。這種從工業廢水中分離出萘磺酸、硫酸、亞硫酸的方法，可有效實現從工業廢水中分離出萘磺酸、硫酸、亞硫酸，分離效果好。該法可獲得亞硫酸鈉、2-萘磺酸鈉、硫酸鈉產品。樹脂的選擇性高，處理效果好，操作簡便、容易，交換吸附劑可以再生、無二次污染，處理成本低。這種方法不僅可以用于鹽母液中萘磺酸、硫酸、亞硫酸的分離，也可用于其他含酸廢水的資源化綜合利用處理和高附加值酸的濃縮、提純和分離，應用領域廣泛。
具體實施例方式下面進一步說明本發明。分離過程中，β -鹽母液工業廢水依次流經三個串聯的離子交換吸附塔，在I塔流出液中H2SO3濃度未發生變化，2-萘磺酸濃度有微量減少，不含H2SO4，表明在I塔內H2SO3沒有被吸附，少量2-萘磺酸被吸附，H2SO4被完全吸附。I塔流出液流經II塔時，2-萘磺酸幾乎完全被吸附，僅有少量流出，而H2SO3在II塔內未發生吸附。當II塔流出液流經III塔時，所含的H2SO3和微量的NSA幾乎被完全吸附，僅有微量H2SO3流出，出水回用生產過程。這是因為各種酸與同一樹脂的作用力不同，造成吸附強弱不同，所以依次分別被吸附。三個離子交換吸附塔交換吸附飽和后，以氫氧化鈉溶液分別逆向洗滌再生交換吸附塔的飽和的交換樹脂，分別獲得亞硫酸鈉、2-萘磺酸鈉、硫酸鈉產品，交換樹脂再生后重復使用。 在a步驟的交換吸附后，出水的pH值為5-8，2-萘磺酸含量低于O. 01%，硫酸含量低于O. 001 %，亞硫酸含量低于O. 001 %。將D301R大孔弱堿性陰離子交換樹脂進行多次吸附、洗脫再生循環，以考察樹脂的穩定性，重復使用5-20次以上，樹脂總交換吸附容量3mol/L-5. 2mol/L。離子交換樹脂的再生率一般為80% -100%。實施例I從工業廢水中分離出萘磺酸、硫酸、亞硫酸的方法，，所述的方法的步驟是a、以D301R大孔弱堿性陰離子交換樹脂為交換吸附劑，采用三個離子交換吸附塔依次串聯，分別為I塔、II塔、III塔，使含酸工業廢水依次經過這三個離子交換吸附塔，工業廢水的初始濃度為O. 2mol/L，流速為6mL/min，床層高度25cm，高徑比40/1，在20°C溫度下，分別將硫酸、2-萘磺酸和亞硫酸交換吸附到I塔、II塔、III塔；b、以濃度梯度洗脫法再生交換吸附飽和的交換樹脂，在溫度為35°C、流速為2mL/min的條件下，用質量百分比濃度為5%的氫氧化鈉溶液分別將已吸附的亞硫酸、2-萘磺酸和硫酸洗脫下來，分別得到亞硫酸鈉、2-萘磺酸鈉和硫酸鈉。實施例2從工業廢水中分離出萘磺酸、硫酸、亞硫酸的方法，所述的方法的步驟是a、以D301R大孔弱堿性陰離子交換樹脂為交換吸附劑，采用三個離子交換吸附塔依次串聯，分別為I塔、II塔、III塔，使含酸工業廢水依次經過這三個離子交換吸附塔，工業廢水的初始濃度為O. 4mol/L，流速為3mL/min，床層高度40cm，高徑比25/1，在30°C溫度下，分別將硫酸、2-萘磺酸和亞硫酸交換吸附到I塔、II塔、III塔；b、以濃度梯度洗脫法再生交換吸附飽和的交換樹脂，在溫度為25°C、流速為5mL/min的條件下，用質量百分比濃度為1%的氫氧化鈉溶液分別將已吸附的亞硫酸、2-萘磺酸和硫酸洗脫下來，分別得到亞硫酸鈉、2-萘磺酸鈉和硫酸鈉。實施例3從工業廢水中分離出萘磺酸、硫酸、亞硫酸的方法，所述的方法的步驟是a、以D301R大孔弱堿性陰離子交換樹脂為交換吸附劑，采用三個離子交換吸附塔依次串聯，分別為I塔、II塔、III塔，使含酸工業廢水依次經過這三個離子交換吸附塔，工業廢水的初始濃度為O. 3mol/L，流速為5mL/min，床層高度32cm，高徑比35/1，在25°C溫度下，分別將硫酸、2-萘磺酸和亞硫酸交換吸附到I塔、II塔、III塔；b、以濃度梯度洗脫法再生交換吸附飽和的交換樹脂，在溫度為30°C、流速為
3.5mL/min的條件下，用質量百分比濃度為3. 5%的氫氧化鈉溶液分別將已吸附的亞硫酸、2-萘磺酸和硫酸洗脫下來，分別得到亞硫酸鈉、2-萘磺酸鈉和硫酸鈉。
權利要求
1.從工業廢水中分離出萘磺酸、硫酸、亞硫酸的方法，其特征在于，所述的方法的步驟是: a、以D301R大孔弱堿性陰離子交換樹脂為交換吸附劑，采用三個離子交換吸附塔依次串聯，分別為I塔、II塔、III塔，使含酸工業廢水依次經過這三個離子交換吸附塔，工業廢水的初始濃度為O. 2mol/L O. 4mol/L,流速為3mL/min 6mL/min,床層高度25cm 40cm,高徑比25/1 40/1，在20°C 30°C溫度下，分別將硫酸、2-萘磺酸和亞硫酸交換吸附到I塔、II塔、III塔； b、以濃度梯度洗脫法再生交換吸附飽和的交換樹脂，在溫度為25°C 35°C、流速為2mL/min 5mL/min的條件下,用質量百分比濃度為1% 5%的氫氧化鈉溶液分別將已吸附的亞硫酸、2-萘磺酸和硫酸洗脫下來，分別得到亞硫酸鈉、2-萘磺酸鈉和硫酸鈉。
全文摘要
本發明提供了一種從工業廢水中分離出萘磺酸、硫酸、亞硫酸的方法，以D301R大孔弱堿性陰離子交換樹脂為交換吸附劑，采用三個離子交換吸附塔依次串聯，使含酸工業廢水依次經過這三個離子交換吸附塔，分別將硫酸、2-萘磺酸和亞硫酸交換吸附到各塔；以濃度梯度洗脫法再生交換吸附飽和的交換樹脂，用質量百分比濃度為1％～5％的氫氧化鈉溶液分別將已吸附的亞硫酸、2-萘磺酸和硫酸洗脫下來。這種方法分離效果好，樹脂的選擇性高，操作簡便、容易，交換吸附劑可以再生、無二次污染，處理成本低。不僅可以用于β-鹽母液中萘磺酸、硫酸、亞硫酸的分離，也可用于其他含酸廢水的資源化綜合利用處理和高附加值酸的濃縮、提純和分離，應用領域廣泛。
文檔編號C01D5/02GK102936054SQ20111046237
公開日2013年2月20日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者李長海, 李躍金, 賈冬梅, 商希禮 申請人:濱州學院