專利名稱：一種糠醛廢水的處理方法
技術領域：
本發明涉及一種糠醛廢水的處理方法，特別是將糠醛廢水再次利用到糠醛的制備過程的方法。
背景技術：
糠醛又名呋喃甲醛、人造蟻油等，是一種重要的化工原料，廣泛用于生產呋喃樹月旨、醫藥、農藥等，純品為無色至淡黃色液體，熔點為-38.7°C，沸點為161.7°C，和水組成的兩元共沸物其共沸點大約為97.50C (其中水組分占65%)，密度大約為1.159kg/m3。目前，我國工業主要以含多縮戊糖成分較多的玉米芯、稻殼等為原料，采用硫酸催化工藝，經過水解、脫水、常壓蒸餾和減壓精餾工藝生產糠醛。糠醛生產過程中產生大量廢水，尤其是減壓精餾單元操作步驟產生的糠醛廢水酸度高(一般PH為1-2.5) ；C0D約為20000mg/L，有機物濃度高，可生化性差。目前，工業生產主要采用微生化物降解法、化學+微生物法及雙效蒸發法在內的多種工藝處理糠醛廢水，很難達到理想的處理效果。1、生化法根據糠醛廢水中有機質的含量，按比例加入營養鹽。調配好后的廢水經水泵打入高效厭氧反應器，廢水經微生物厭氧生化處理，有機雜質逐步降解。生化法處理糠醛廢水是可行的，且去除率可達74% 88%左右。但廢水中含有大量乙酸和糠醛，有殺菌作用，厭氧菌難以存活，且水量小，難以連續運行，產沼氣不穩定，易產生惡臭污染。2、化學+生物化學首先用堿中和 去除廢水中的酸和溶解性的污染物，然后與混凝劑和絮凝劑混合，經過均質和水質調理，達到后續生化處理的要求后，流入高效厭氧反應器，在厭氧微生物的作用下使廢水中的一部分有機污染物轉化為無害物質，同時不可生化降解的有機污染物，轉化為可降解的有機污染物。厭氧生化處理后的廢水在流入生化處理器A/0工藝的好氧段O段，在好氧微生物的作用下使廢水中的有機物全部得到降解和去除，實現廢水的達標排放。該方法實施過程中占地面積大，投資較大，微生物易中毒，系統不穩定。3、雙效蒸發法用生石灰將糠醛廢水中和pH值至7 8，之后進入到減壓雙效蒸發系統，將稀溶液加熱沸騰，使其中水分汽化而達到濃縮溶液的目的。經過處理后水質達到《工業鍋爐水質》(GB1576 - 2001)要求，殘液可作為鍋爐燃料燃燒。該方法的缺點是在處理廢水的同時產生大量的鈣鹽如硫酸鈣固體廢棄物，產生二次污染。由上述可知，目前糠醛廢水處理工藝都能夠使廢水達到排放標準，但從處理成本、運行管理、建設投資、資源綜合利用等方面考慮，均存在不足之處，實施效果不理想。為實現糠醛行業的持續穩定發展，糠醛廢水治理必須從末端治理向物質循環利用、廢水循環利用方向發展。因此，本發明人希望提供一種可將糠醛廢水循環利用的方法，變廢為寶的同時，多次循環利用后的廢水用氫氧化鈉中和回收醋酸鈉，少量廢水處理達標后排放，達到環保節能的目的。
發明內容
本發明提供一種糠醛廢水的處理方法，將糠醛廢水和粉碎的玉米芯按一定的比例混合均勻，利用廢水中的酸性物質水解玉米芯生產糠醛，既可以實現糠醛廢水中廢棄資源的循環利用，減少糠醛廢水引起的環境污染，還可以降低生產成本，節約水資源等優點。本發明提供一種糠醛廢水的處理方法，該方法是利用糠醛廢水中含有的醋酸、硫酸等酸性物質，將其和粉碎的玉米芯、或稻殼等混合均勻后進行水解反應生產糠醛，既可以減少催化劑硫酸的用量，降低生產成本，又可以將糠醛廢水原本存在糠醛再次提取出來，以達到減少廢水的排放引起的環境污染的目的，還可以節約水資源，使糠醛的生產過程更加綠色化。將糠醛廢水與粉碎的玉米芯或稻殼按照質量比為100:1-20的比例攪拌下混合均勻，然后加入搪瓷反應釜，通入高溫水蒸汽，將反應釜內溫度加熱到100-190°C (如果反應溫度低于100°C，玉米芯不能充分進行水解反應，糠醛收率低；如果反應溫度高于190°C，玉米芯水解水解過程會發生較多的副反應，糠醛收率也會降低)，釜內壓力達到5-20atm(如果反應壓力低于5atm，催化劑硫酸不能短時間內充分浸濕并水解玉米芯生成糠醛，糠醛收率降低；如果反應壓力高于20atm，雖然對糠醛收率影響不大，但反應釜價格很高，設備投資增力口，而且因為壓力太高，動力消耗大大增加，提高生產成本)，在此條件下反應30 240min(如果反應時間低于30min,玉米芯不能完全水解生成糠醒,影響糠醒的收率；反應240min后玉米芯已經水解完全)。邊反應，邊利用水蒸汽將生成的糠醛蒸吹出去收集到收集罐里，當沒有糠醛生成時(以氣象色譜檢測吹出的蒸汽，以檢測反應是否停止)，停止通入高溫水蒸汽，將反應釜內所剩的殘渣排出。將收集罐里得到的紅褐色糠醛水溶液靜置分層，收集下層的糠醛粗品，然后在95-100°C /0.09MPa條件下減壓精餾糠醛水溶液得到工業品糠醛，純度98.5%以上；同時，收集上層的廢水用于玉米芯或稻殼的水解來生產糠醛。糠醛廢水 循環使用多次以后，其中的硫酸因為玉米芯殘渣的夾帶會越來越少，而醋酸含量越來越高。糠醛廢水循環使用6-8次以后，醋酸含量達到8-10%，硫酸含量僅為1-2%，此時加入氫氧化鈉進行酸堿中和反應，回收生成醋酸鈉，最后產生的少量廢水COD值約400-600，再進入污水處理系統處理后，可輕易達到排放標準。根據玉米芯所含水分的不同，糠醛廢水與玉米芯的質量比可以調整，玉米芯含水分較多時可以適當減少廢水的用量。本發明糠醛廢水的處理方法具有以下的優點:(I)通常采用5-10%的稀硫酸水解玉米芯生產糠醛，而糠醛廢水中含有硫酸、醋酸等酸性物質，利用這種糠醛廢水水解玉米芯生產糠醛，可以減少硫酸的用量，降低生產成本；(2)利用糠醛廢水水解玉米芯生產糠醛，可以減少新鮮水的用量，節約水資源，減少環境污染；(3)利用糠醛廢水解玉米芯生產糠醛時，反應初期通入的高溫水蒸汽將廢水中的糠醛蒸出進入產品收集罐，最后和玉米芯水解生成的糠醛一起通過靜置分層后加以收集，實現廢水中原有的糠醛的回收，提高糠醛的收率。
圖1為本發明工藝過程流程圖。
具體實施例方式將糠醛廢水(主要成分是糠醛、硫酸、醋酸等，醋酸含量約2%，硫酸含量約4_8%，糠醛等有化合物含量約5-10%)與粉碎的玉米芯按照質量比為100:1-20的比例攪拌下混合均勻，然后加入搪瓷反應釜，通入高溫水蒸汽，將反應釜內溫度加熱到100-190°C，釜內壓力達到5_20atm,在此條件下反應30 240min。主反應式如下:
權利要求
1.一種糠醛廢水的處理方法，其特征包括步驟: (1)將粉碎的玉米芯或稻殼和糠醛廢水按比例加入反應器，在一定溫度和壓力下反應一段時間，得到紅褐色糠醛水溶液； (2)將糠醛水溶液靜置分層，下層的糠醛粗品經過減壓精餾，得到無色透明液體糠醛；同時收集上層的廢水。
2.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于:所述步驟(I)用的糠醛廢水是硫酸法水解玉米芯或稻殼生產糠醛過程中，糠醛水溶液減壓精餾得到糠醛后產生的廢水。
3.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于:所述步驟(I)反應溫度為100 190。C。
4.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于:所述步驟(I)反應壓力為5-20atm。
5.根據權利 要求1所述的處理方法，其特征在于:所述步驟(I)反應時間為30_240mino
6.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于:所述步驟(I)糠醛廢水與玉米芯的質量比為100:1-20。
7.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于:于步驟(I)中通過向反應釜內通入高溫水蒸汽，將生成的糠醛蒸吹出去并收集到收集罐內。
8.根據權利要求7所述的處理方法，其特征在于:步驟(2)包括將收集罐內的糠醛水溶液靜置分層后，收集下層的糠醛粗品，然后在95-100°C /0.09MPa條件下減壓精餾，得到無色糠醛液體。
9.根據權利要求7所述的處理方法，其特征在于:以氣象色譜檢測該蒸吹出來收集物，當沒有糠醛生成時，停止通入高溫水蒸汽，反應釜內殘渣排出。
10.根據權利要求8所述的處理方法，其特征在于:于步驟(2)靜置分層后所得到的上層糠醛廢水，經或不經過PH值調整后再次利用到步驟(I)中。
全文摘要
一種糠醛工業廢水的處理方法，是將糠醛廢水與粉碎的玉米芯或稻殼攪拌下混合均勻，然后加入搪瓷反應釜，通入高溫水蒸汽，將反應釜內溫度加熱、釜內壓力達到5-20atm時，打開蒸汽出口閥，水蒸氣將糠醛廢水中的糠醛蒸吹出，進入產品收集罐，玉米芯或稻殼水解產生的糠醛也被水蒸氣蒸出進入產品收集罐。在此條件下反應，當沒有糠醛生成時，停止通入高溫水蒸汽。得到紅褐色糠醛水溶液冷去到室溫后靜置分層，收集下層的糠醛粗品，然后在95-100℃/0.09MPa條件下減壓精餾，得到工業品糠醛，含量98.5%以上；同時，收集上層的廢水用于玉米芯或稻殼的水解來生產糠醛。本發明提供的糠醛工業廢水的處理方法操作簡單可靠，實現了資源的綜合利用，減少了糠醛廢水排放引起的環境污染。
文檔編號C02F1/00GK103214045SQ201310098538
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月26日 優先權日2013年3月26日
發明者李軍章, 劉守信, 楊毅華, 馮娟 申請人:河北科技大學