H酸T酸染料中间体合成废水UAV技术处理方案.docx
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H酸T酸染料中间体合成废水UAV技术处理方案
H酸T酸染料中间体合成废水处理方案
浙江临海市楚玛尔海水淡化处理设备厂
项目单位Projectunit:
承建单位Constructionunit:
一、概述:
(India)某企业生产H酸染料及反应中间体T酸废水,日总废水量1800吨。
H酸(1-氨基-8-萘酚-3,-6-二磺酸,是重要的萘系染料中间体,主要用于生产直接、酸性、活性染料和偶氮染料中间体,以及,制药中间体合成。
H酸的生产工艺以精萘为原料,经磺化、硝化、中和、还原、碱溶和酸析等工序制取。
生产中产生高COD、高盐废水,其中有机物主要为H酸和中间体T酸,COD生物降解性差,是国内、外环保处理公认的高难废水之一。
2、废水指标:
项目
指标
说明
PH
1.5
CODmg/L
25000~30000
其中:
H酸3000~5000mg/l,T酸16000~20000mg/L
硫酸钠
5.0%
硫酸铵
12%
SS
<500mg/L
3、废水处理量和要求:
1、处理量:
1800t/h。
2、处理要求:
(1).H酸、T酸分质回收。
(2).硫酸钠、硫酸铵分质回收。
(3).废水回收利用,回用水水质指标:
项目
指标
PH
6.5~7.5
TDS
≤500ppm
NH3-N
≤3
色度
≤10
水回收率
≥90%
4、设计处理工艺:
(一)、废水主要组分分析:
1.COD:
主要由H酸和T酸组成.
①.H酸理化性质:
1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸,相对分子量319,性状:
无色晶体,微溶于冷水0.17%(20℃)、2.4%(60℃),溶于纯碱和烧碱等碱性溶液中。
②.T酸理化性质:
科赫酸(1-萘胺-3,6,8-三磺酸),分子量:
383.38,性状:
白色固体,微溶于水。
2.硫酸钠:
性状:
无色、透明、结晶颗粒或粉状。
分子量142.06,溶解度19.5g(20℃)。
3.硫酸铵:
性状:
无色斜方晶体,白色至淡黄色结晶体。
相对密度(水=1):
1.77,分子量132.14,溶解度75.4g(20℃)。
(二)、采用工艺和过程分析:
废水首先过滤分离悬浮物,,通过UAV技术进行浓缩,提高COD(即H酸、T酸物质)、硫酸钠和硫酸铵各组分的浓度,然后,依据废水组分溶解度、温度的特性依次进行分离、分质提取,实现废水回收回用,物质资源化回收。
(三)、设计处理量和工艺流程:
设计处理量:
100t/h
工况说明:
废水经“过滤”除去悬浮物,进入“UAV浓缩机组”在废水温升85-90℃汽化,汽化水蒸气后,经冷凝器成冷凝凝结水,进入“深度处理”机组后,出水为回用水,回用水水质指标达到要求。
“UAV浓缩机组”排出的浓缩水,在H酸和T酸在过饱和状态中析出并分离,与无机溶液分离,得到H酸、T酸高浓混合液,
根据物料的特性:
1.H酸、T酸混合液温升到60℃以上,H酸溶解提取固体T酸,然后,再冷却后H酸结晶析出提出,实现H酸和T酸两相分离。
剩余母液继续浓缩。
2.有机分离后的硫酸钠和硫酸铵溶液继续浓缩,首先析出硫酸钠盐提取,母液降温后硫酸铵析出,实现硫酸钠和硫酸铵两相分离。
剩余母液继续浓缩。
冷凝水经深度净化处理机组处理,达到回用水要求。
回收物料估算:
物料
平均值
(1800t/d)回收量
H酸
4000mg/L
7200kg(7.2t)
T酸
18000mg/L
32400kg(32.4t))
硫酸钠
5.0%
90t
硫酸铵
12%
216t
回用水
75%
1350t(含自然损耗)
5、设备配置及主要技术参数:
序号
主要部分
规格
主要材质
介质
工作温度
参数
功能
1
过滤机组
100t/h
PP聚丙烯
常温
Q=100m3,H=30m,
P=22kw.h
过滤悬浮物杂质
2
UAV机组
100t/h
PP聚丙烯
85~90℃
H=20~30m,
P=(吨)22kw.h
蒸汽0.5Mpa=230-260kg
浓缩固液分离
3
浓液池
100m3
PP聚丙烯
常温
/
储液
4
深度处理
承建方自建
5
H酸T酸分离
6
无机盐分离
六、技术简介:
1、UAV系统简介:
(UltrasoundAtomizationVaporization)UAV声化废水处理系统,采用超声声化、声热学等为核心技术,为全球首创“低温、常压、非传热”声场汽化脱盐、声场溶剂脱气、声场裂解降解的多功能、多用途于一体,其特点对有机物降解、脱溶脱氨;无机脱盐固液分离,该技术应用于各行业高盐、高COD、高氨氮、高放射性工业污水处理,并且,支持(有机/无机)物料回收(分离/浓缩/结晶/分质提取)等应用领域。
系统结构简单、模块集成、全塑构造、耐腐蚀、不结垢,具有低投入、低能耗、低处理成本、免维护的优良品质。
2、传统蒸发工艺与UAV汽化工艺的区别比较:
1、材质比较:
(1).传统各类蒸发器、MVR蒸发器等,均为金属材质结构制造,受到废水物质种类腐蚀、结垢性限制使用。
(2).UAV系统为塑料(聚丙烯PP、聚四氟乙烯4F(特氟龙)制造,不受废水种类限制。
2、能耗比较:
(1).传统各类蒸发器、MVR蒸发器等,由需三个界段加热:
介质初温加热、蒸发器浓缩加热、饱和结晶器。
(当前市场中,制造MVR蒸发器,强调中段MVR能耗,忽略前段介质加热和后段结晶加热的能耗量)
(2).UAV系统:
UAV系统不需要热力加热,唯一介质受热段为体外的换热器。
能耗是单、多效蒸发器(3-5)分之1;是MVR蒸发器的1/2。
3、温度比较:
(1).传统各类蒸发器,有两种蒸发方式运行:
①.高温高压传热蒸发;②.负压低温蒸发.
(2).UAV系统为非传热汽化技术,其本身不需要热力加热,只要介质在体外受热温度50~90℃低温中,进入UAV系统,即可在常压就可以实现汽化固液分离。
4、热力比较:
(1).多效蒸发——传热工艺:
传统蒸发为传热式蒸发固液分离,当前,对该类废水一般选择蒸发脱盐处理,传统蒸发设备有单效、(MVR)多效蒸发器,蒸发器由金属材质(碳钢、不锈钢、钛合金)制造,采用热力传热加热蒸发浓缩结晶。
该方法依靠热力(高温高压、低温负压)蒸发水分固液分离。
由于是金属材质(碳钢、不锈钢、钛合金等)制造,各种无机盐对金属产生结垢和腐蚀,金属结垢后引起热阻,使热力损耗增大。
无机盐对金属的腐蚀性的非常严重,设备使用寿命有限。
金属蒸发器结垢后,需要停机除垢处理,不但热力的损失,而且,系统使用效率降低,适用限制多,维护强度增大。
(2).UAV汽化——非传热工艺:
UAV系统为非传热式汽化浓缩固液分离结晶工艺,无需金属材质制造,均采用塑料材质(聚丙烯、聚四氟乙烯等)制造,因此,对各种有机、无机盐不存在腐蚀和结垢的影响,同时,在超声热效应中实现低温(50~90℃)、常压(非负压)中汽化,无需真空负压支持。
系统不停机工作,“傻瓜”式运行,使用范围和各种介质不受限制,使用长寿命。
5、物料分质比较:
(1).蒸发器蒸发:
属体内分段浓缩强制结晶,废水通过蒸发器浓缩接近饱和点,进入强制结晶蒸发器结晶,废水中各种COD、无机盐混合成固体,难以实现高价值物料的分质回收提取。
(2).UAV汽化:
属体外过饱和浓缩结晶,废水通过UAV汽化浓缩到过饱和溶液,进入体外浓缩结晶槽自然结晶沉淀,在结晶槽中COD分离,多种无机盐通过各自的饱和溶解度分离,获得分质的结晶物质。
6、安装与体积比较:
①.多效蒸发器、MVR蒸发器固定安装,移动不易。
②.UAV系统任意设置、移动。
UAV系统与多效(MVR)蒸发器的安装体积比较约1/3以上。
7、维护强度和使用寿命比较:
(1).各类传统多效蒸发器、MVR蒸发器,均受到各种有机、无机物质对金属材质的结垢,使用一定时间后需停机酸洗清理,维护强度高。
MVR为二次蒸汽压缩机,对二次蒸汽进行压缩温升利用,但对二次蒸汽中含有的低沸点的有机溶剂物质与蒸汽一起压缩,有机溶剂不但对MVR蒸汽压缩机材料的腐蚀,同时,有机溶剂经压缩后导致密度增高导致在压缩腔内发生内爆,损坏MVR压缩机故障和使用寿命。
当传统多效蒸发器其中的一效发生故障或维护,全系统均要停机,影响生产效率和使用效率。
(2).UAV系统塑料材质制造,不存在腐蚀和结垢现象,免维护,维护强度低。
UAV系统为单元模块组合结构,相互独立,互不干扰,如其中某一单元故障,不影响其它单元的运行。
8、UAV系统多功能、多用途应用比较:
主要污水类别
浓度
处理目标
COD
不限制
降解、分离、回收,允许动力粘度范围。
单/多组分
无机盐
不限制
浓缩、分离、分质提纯
COD、无机盐
混合
不限制
降解、分离
酸、混合酸
不限制
分离/分质回收提取(如:
盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、磷酸等)
氨氮
不限制
浓缩/结晶/分离提取,如:
铵盐或氨水提取
放射性
分离/浓缩(如:
铀、镭、氚等分离)
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- 染料 中间体 合成 废水 UAV 技术 处理 方案