一种巯基乙酸生产废水的处理方法技术

本发明专利技术属于有机废水处理技术领域，具体涉及一种巯基乙酸生产废水的处理方法。该处理方法为预先在巯基乙酸生产废水中混入催化氧化助剂，经预热进入鼓泡反应器中，与氧化剂发生氧化反应，从而将废水中的有机物氧化为H2O、CO2和SO4

Treatment of wastewater from mercapto acetic acid production

The invention belongs to the technical field of organic wastewater treatment, in particular to a treatment method for wastewater from the production of mercaptoacetic acid. The method is to mix the catalytic oxidation promoter in the wastewater of mercaptoacetic acid production beforehand, then preheat it into the bubbling reactor, and oxidize it with the oxidant, thereby oxidizing the organic matter in the wastewater to H2O, CO2 and SO4.

【技术实现步骤摘要】
一种巯基乙酸生产废水的处理方法
本专利技术属于有机废水处理
，具体涉及一种巯基乙酸生产废水的处理方法。
技术介绍
巯基乙酸中既含有巯基又含有羧基，使得巯基乙酸性质较为活泼，因而具有广泛的用途。工业巯基乙酸主要是由含硫的亲核试剂与氯乙酸盐反应制得，根据亲核试剂的不同可以分为硫脲法、硫氢化钠法、硫代硫酸钠法、多硫化钠法、三硫代碳酸钠法、烷基磺原酸盐法等。目前普遍采用是硫氢化钠法，硫氢化钠法产生的废水中含有的盐主要是氯化钠，且含量较高，一般约为20wt.％，同时还含有巯基乙酸以及巯基乙酸聚合物等有机物，大量氯化钠和有机物的存在给后续废水的处理带来了困难。倪生良等人采用Fenton试剂氧化处理巯基乙酸异辛酯生产废水，将废水先进行蒸馏，再对蒸馏出的水进行氧化处理，COD的去除率为87.0％。该方法一方面处理成本较高，另一方面并没有提及盐的处理；另外蒸馏过程中盐和一部分有机物还会留存于蒸馏的釜残中，给后续的固废处理带来困难。中国专利CN101318750A公开一种巯基乙酸异辛酯生产废水的处理方法。该专利首先萃取回收部分的有机物，然后进行中和、氧化、气浮净化、活性炭吸附、蒸馏等过程。该专利处理过程复杂、处理成本高，有固废产生，并且对固体盐的去向也未提及。中国专利CN104925997A公开一种催化剂可循环使用的高盐废水资源化处理方法。该专利处理废水的pH值范围为4.0-6.0，以H2O2为氧化剂，Cu2+为催化剂，催化剂和氧化剂均采用分批加入的方式，可将高盐废水中的有机污染物氧化降解。氧化反应完成后用酸把反应液pH值调至2.0-4.0，再加碱中和沉淀回收催化剂，回收的催化剂加盐酸再溶解后，返回催化氧化反应器中循环使用。该专利采用H2O2为氧化剂，处理成本高，且Cu2+对H2O2具有催化分解作用，因而H2O2的消耗量通常要高于理论量很多；另外，该专利采用先中和沉淀、再溶解的方法才能实现催化剂的循环使用，不仅会额外消耗大量的盐酸和氢氧化钠，而且额外产生的无机盐增加了处理成本。浙江大学龙辉在其硕士学位论文《均相催化湿式空气氧化连续处理高含盐高浓度有机废水》中以正丁醇、正丁醇-邻氯苯酚等模拟组分为研究对象，采用均相催化剂Cu2+和Fe2+，使得废水中COD的去除率达到90％，但在处理有机废水过程中催化剂金属离子的浓度较高，其浓度高至0.833mmol/L，一方面会造成处理成本高，另一方面也会导致回收盐质量指标较差。因此，巯基乙酸生产废水的最佳处理方法是首先将有机物去除，然后再进行盐和水分离，这样不仅可以实现水的回收再利用，而且可以得到纯度较高的固体盐，从而实现零排放。目前巯基乙酸生产废水的处理方法中，由于不能将有机物彻底氧化降解，分离出的水中常含有一定量的有机物，难以达到排放要求，而分离出的固体盐中也总是掺杂一定量的有机物，导致分离出的固体盐受到污染。此外，在氧化反应过程中，如何实现气液两相充分接触，提高传质、传热和反应效率也是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种巯基乙酸生产废水的处理方法，大大降低废水中COD的含量，能够有效分离水和固体盐，且水和固体盐中有机物的含量低，分离出的水能够重复使用，固体盐也能够作为副产品使用。本专利技术所述的巯基乙酸生产废水的处理方法为预先在巯基乙酸生产废水中混入催化氧化助剂，经预热进入鼓泡反应器中，与氧化剂发生氧化反应，从而将废水中的有机物氧化为H2O、CO2和SO42-，反应后的反应液经闪蒸、蒸发浓缩进行脱盐；所述的催化氧化助剂为可溶性锰盐，所述的鼓泡反应器内装SiO2担载的Nd2O5多孔固体催化剂，即多孔固体催化剂Nd2O5/SiO2。其中：巯基乙酸生产废水中混入可溶性锰盐后，Mn2+在巯基乙酸生产废水中的摩尔浓度为0.2-0.5mmol/L。可溶性锰盐优选无水氯化锰。所述的SiO2担载的Nd2O5多孔固体催化剂为颗粒状，其孔隙率为30％。所述的氧化剂为氧气或空气。所述的氧化反应温度为200-300℃，氧化反应时间为5-60min，氧化反应压力为10.0-20.0MPa；所述的氧化反应时间为在鼓泡反应器中的停留时间。所述的预热温度为200-300℃。所述的巯基乙酸生产废水中盐的含量为17.0-22.0wt.％，COD的含量为15000-20000mg/L，pH值为0.5-5.0。所述的巯基乙酸生产废水中的盐为NaCl。所述的巯基乙酸生产废水中的SH-，经氧化后转化为SO42-，以硫酸钠的形式留存于固体盐中。本专利技术巯基乙酸生产废水的处理装置：包括废水储存罐，废水储存罐与过滤装置、预热装置、鼓泡反应器、闪蒸装置、蒸发装置、除盐过滤器依次连接；鼓泡反应器还与一次气液分离器、蒸出水储存罐依次连接，鼓泡反应器底部与空气压缩机连接；蒸发装置与蒸出水储存罐连接。优选地，一次气液分离器还通过第一冷凝器、二次气液分离器与蒸出水储存罐依次连接；蒸发装置通过第二冷凝器与蒸出水储存罐连接；闪蒸装置还连接在鼓泡反应器和一次气液分离器之间的管路上；除盐过滤器还连接过滤装置。优选地，鼓泡反应器内中部设有多孔固体催化剂床层，多孔固体催化剂床层底部设有催化剂支撑板，鼓泡反应器内下部设有气体分布器；鼓泡反应器顶部设有安全阀。所述多孔固体催化剂床层上设有多孔固体催化剂Nd2O5/SiO2。优选地，废水储存罐通过第一加压输送泵与过滤装置连接；鼓泡反应器与闪蒸装置之间的管路上设有液相减压调节阀；鼓泡反应器与一次气液分离器之间的管路上且靠近鼓泡反应器的一端设有汽相减压调节阀；除盐过滤器还通过第二加压输送泵连接过滤装置；二次气液分离器的顶部设有放空阀。本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术将催化氧化助剂Mn2+和多孔固体催化剂Nd2O5/SiO2相结合，充分发挥了二者间的协同作用，从而实现废水中的有机物快速深度氧化降解。即充分利用催化氧化助剂Mn2+的作用，将有机物快速氧化为羧酸等小分子中间产物，然后再利用多孔固体催化剂Nd2O5/SiO2将这些中间产物快速氧化为CO2、H2O和SO42-等最终产物。催化氧化助剂Mn2+和多孔固体催化剂Nd2O5/SiO2的协同作用还可以抑制多孔固体催化剂Nd2O5/SiO2表面的结焦，从而延长了多孔固体催化剂Nd2O5/SiO2的使用寿命。(2)与现有技术相比，本专利技术处理废水过程中催化氧化助剂Mn2+的浓度很低，在结晶过程中，催化氧化助剂Mn2+仍然溶解于结晶母液中，避免了催化氧化助剂Mn2+在蒸发浓缩结晶过程中的析出，从而提高了固体盐的质量；另外通过对结晶脱盐后的母液进行套用，实现催化氧化助剂Mn2+的循环使用。(3)本专利技术采用空气或氧气为氧化剂，具有价廉易得的优点，与双氧水、臭氧等氧化剂相比，处理成本低；与次氯酸盐、氯酸盐等氧化剂相比，不会在处理过程中引入其它物种，不产生新的盐种，从而有利于提高固体盐的纯度。(4)本专利技术中的鼓泡反应器使得气相高度分散在液相之中，鼓泡反应器内有多孔固体催化剂Nd2O5/SiO2，气体从鼓泡反应器下方流入，通过气体分布器后形成气泡向上运动，与废水充分接触，在催化氧化助剂Mn2+与多孔固体催化剂Nd2O5/SiO2的共同作用下发生氧化反应；在鼓泡反应器内，气泡与液相接触进行反应的同时，也可以起到搅动液体的作用以增加传质速率的效果，显著地提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种巯基乙酸生产废水的处理方法，其特征在于：预先在巯基乙酸生产废水中混入催化氧化助剂，经预热进入鼓泡反应器中，与氧化剂发生氧化反应，从而将废水中的有机物氧化为H2O、CO2和SO42‑，反应后的反应液经闪蒸、蒸发浓缩进行脱盐；所述的催化氧化助剂为可溶性锰盐，所述的鼓泡反应器内装SiO2担载的Nd2O5多孔固体催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种巯基乙酸生产废水的处理方法，其特征在于：预先在巯基乙酸生产废水中混入催化氧化助剂，经预热进入鼓泡反应器中，与氧化剂发生氧化反应，从而将废水中的有机物氧化为H2O、CO2和SO42-，反应后的反应液经闪蒸、蒸发浓缩进行脱盐；所述的催化氧化助剂为可溶性锰盐，所述的鼓泡反应器内装SiO2担载的Nd2O5多孔固体催化剂。2.根据权利要求1所述的巯基乙酸生产废水的处理方法，其特征在于：巯基乙酸生产废水中混入可溶性锰盐后，Mn2+在巯基乙酸生产废水中的摩尔浓度为0.2-0.5mmol/L。3.根据权利要求1所述的巯基乙酸生产废水的处理方法，其特征在于：SiO2担载的Nd2O5多孔固体催化剂为颗粒状，其孔隙率为30％。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王景华，张广俊，崔洪友，杨明刚，刘勤学，张远，王勇，
申请(专利权)人：山东沾化金嘉利化工科技有限公司，山东建龙化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37