公布日：2023.04.18
申請日：2023.02.01
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/04(2023.01)N;C02F1/42(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種含N-甲基二乙醇胺廢水的處理方法和系統(tǒng)。本發(fā)明提供的一種含N-甲基二乙醇胺廢水的處理方法，包括如下步驟：1)將含N-甲基二乙醇胺廢水進(jìn)行濃縮，濃縮后的廢水和有機(jī)酸進(jìn)行混合反應(yīng)，得到含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水；2)將含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水進(jìn)行過濾、凈化，得到凈化后的廢水。采用本發(fā)明的處理方法可使廢水中N-甲基二乙醇胺含量大幅降低，經(jīng)過凈化后的廢水可進(jìn)入下游酸性水汽提或生產(chǎn)污水、或城市污水的生化處理裝置中進(jìn)行常規(guī)處理。
權(quán)利要求書
1.一種含N-甲基二乙醇胺廢水的處理方法，其特征在于，包括如下步驟：1)將含N-甲基二乙醇胺廢水進(jìn)行濃縮，濃縮后的廢水和有機(jī)酸進(jìn)行混合反應(yīng)，得到含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水；2)將含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水進(jìn)行過濾、凈化，得到凈化后的廢水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含N-甲基二乙醇胺廢水的處理方法，其特征在于，含N-甲基二乙醇胺廢水中N-甲基二乙醇胺的濃度為5-25wt％，濃縮后的廢水中N-甲基二乙醇胺的濃度為30-50wt％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的含N-甲基二乙醇胺廢水的處理方法，其特征在于，步驟1)中所述反應(yīng)的溫度為40-130℃，反應(yīng)的壓力為0.05-0.15MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的含N-甲基二乙醇胺廢水的處理方法，其特征在于，所述有機(jī)酸選自甲酸、草酸、乙酸中的至少一種；有機(jī)酸與濃縮后的廢水中N-甲基二乙醇胺的摩爾比為1:0.5-1.0。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的含N-甲基二乙醇胺廢水的處理方法，其特征在于，采用物理過濾進(jìn)行過濾，過濾后含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水中粒度大于等于5μm的雜質(zhì)的含量不大于1.0wt％；采用離子交換進(jìn)行凈化脫除含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水中的熱穩(wěn)態(tài)鹽，凈化后的廢水中熱穩(wěn)態(tài)鹽的含量小于1.0wt％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的含N-甲基二乙醇胺廢水的處理方法，其特征在于，所述濃縮步驟采用蒸餾塔進(jìn)行，所述濃縮過程得到的濃縮生成凈水和凈化后的廢水進(jìn)行回收處理；步驟2)在將含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水進(jìn)行過濾之前還包括將部分含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水與濃縮后的廢水以及有機(jī)酸再次進(jìn)行混合、反應(yīng)的步驟。
7.一種含N-甲基二乙醇胺廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，包括通過管路順次連接的濃縮裝置、在線混合及反應(yīng)裝置、過濾裝置和凈化裝置；連接所述濃縮裝置和在線混合及反應(yīng)裝置的管路上設(shè)置有有機(jī)酸進(jìn)料口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含N-甲基二乙醇胺廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述濃縮裝置為蒸餾塔；所述在線混合及反應(yīng)裝置為在線混合器；所述過濾裝置為過濾器；所述凈化裝置為離子交換樹脂床層；所述凈化裝置具有熱穩(wěn)態(tài)鹽排出口。
9.根據(jù)權(quán)利要求7-8任一項(xiàng)所述的含N-甲基二乙醇胺廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括廢水回收裝置，所述廢水回收裝置的進(jìn)水口與凈化裝置的出水口連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9任一項(xiàng)所述的含N-甲基二乙醇胺廢水的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述濃縮裝置還具有濃縮生成凈水排出口，所述濃縮生成凈水排出口與廢水回收裝置的進(jìn)水口連接；所述在線混合及反應(yīng)裝置具有第一出水口和第二出水口，所述在線混合及反應(yīng)裝置的第一出水口與過濾裝置的進(jìn)水口連接，所述在線混合及反應(yīng)裝置的第二出水口與在線混合及反應(yīng)裝置的進(jìn)水口連接。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)無法高效處理N-甲基二乙醇胺廢水以有效降低廢水中的N-甲基二乙醇胺含量的缺陷，從而提供一種含N-甲基二乙醇胺廢水的處理方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明提供一種含N-甲基二乙醇胺廢水的處理方法，包括如下步驟：
1)將含N-甲基二乙醇胺廢水進(jìn)行濃縮，濃縮后的含N-甲基二乙醇胺廢水和有機(jī)酸進(jìn)行混合并反應(yīng)，得到含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水；
2)將含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水進(jìn)行過濾、凈化，得到凈化后的廢水。
N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液和有機(jī)酸在一定條件下會發(fā)生反應(yīng)，形成離子型胺鹽，這些離子型胺鹽不能通過加熱的方式從N-甲基二乙醇胺溶液中去除，被稱為熱穩(wěn)定鹽(HSS)(HeatStableSalts，簡稱HSS)或熱穩(wěn)定胺鹽(HeatStableAmineSalts，簡稱HSAS)。熱穩(wěn)態(tài)鹽生成過程見式(1)(以一元酸為例)：
HX+MDEA＝MDEAH+X-(1)
式(1)中，HX為有機(jī)酸，MDEAH+X-是指熱穩(wěn)態(tài)鹽，MDEAH+為束縛胺，X-為熱穩(wěn)定鹽陰離子。
優(yōu)選的，含N-甲基二乙醇胺廢水中N-甲基二乙醇胺的濃度為5-25wt％，濃縮后的廢水中N-甲基二乙醇胺的濃度為30-50wt％。
優(yōu)選的，步驟1)中所述反應(yīng)的溫度為40-130℃，反應(yīng)的壓力為0.05-0.15MPa；
優(yōu)選的，所述有機(jī)酸選自甲酸、草酸、乙酸中的至少一種；
濃縮后的廢水中有機(jī)酸的添加量按有機(jī)酸與濃縮后的廢水中N-甲基二乙醇胺摩爾比為1:0.5-1.0。
優(yōu)選的，采用物理過濾進(jìn)行過濾，過濾后含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水中粒度大于等于5μm的雜質(zhì)的含量不大于1.0wt％；
采用離子交換進(jìn)行凈化脫除含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水的熱穩(wěn)態(tài)鹽，凈化后的廢水中熱穩(wěn)態(tài)鹽的含量小于1.0wt％。
所述物理過濾通過具有精密過濾膜的過濾器進(jìn)行，精密過濾膜的過濾網(wǎng)孔尺寸為1-5μm。
所述離子交換通過離子交換樹脂床層進(jìn)行，所述離子交換樹脂床層為陰離子型離子交換樹脂床層。
所述精密膜過濾器可除去含N-甲基二乙醇胺廢水中的雜質(zhì)，保護(hù)離子交換樹脂，延長離子交換樹脂使用壽命。
優(yōu)選的，所述濃縮步驟采用蒸餾塔進(jìn)行，所述濃縮過程得到的濃縮生成凈水和凈化后的廢水進(jìn)行回收處理；
步驟2)在將含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水進(jìn)行過濾之前還包括將部分含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水與濃縮后的廢水以及有機(jī)酸再次進(jìn)行混合、反應(yīng)的步驟。
將部分含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水與濃縮后的廢水以及有機(jī)酸再次進(jìn)行混合、反應(yīng)的步驟可促進(jìn)生成熱穩(wěn)態(tài)鹽的反應(yīng)更為充分。
本發(fā)明還提供一種含N-甲基二乙醇胺廢水的處理系統(tǒng)，包括通過管路順次連接的濃縮裝置、在線混合及反應(yīng)裝置、過濾裝置和凈化裝置；
連接所述濃縮裝置和在線混合及反應(yīng)裝置的管路上設(shè)置有有機(jī)酸進(jìn)料口。
優(yōu)選的，所述濃縮裝置為蒸餾塔；
所述在線混合及反應(yīng)裝置為在線混合器；
所述過濾裝置為過濾器；
所述凈化裝置為離子交換樹脂床層。
所述凈化裝置具有熱穩(wěn)態(tài)鹽排出口。
可選的，所述過濾器的過濾膜為精密過濾膜。
可選的，精密過濾膜的過濾網(wǎng)孔尺寸為1-5μm。
離子交換樹脂可有效脫除過濾后含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水中各種陰離子，可脫除過濾后含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水中的熱穩(wěn)態(tài)鹽。
優(yōu)選的，還包括廢水回收裝置，所述廢水回收裝置的進(jìn)水口與凈化裝置的出水口連接。
優(yōu)選的，所述濃縮裝置具有濃縮生成凈水排出口，所述濃縮生成凈水排出口與凈化裝置的出水口連接；
所述在線混合及反應(yīng)裝置具有第一出水口和第二出水口，所述在線混合及反應(yīng)裝置的第一出水口與過濾裝置的進(jìn)水口連接，所述在線混合及反應(yīng)裝置的第二出水口與在線混合及反應(yīng)裝置的進(jìn)水口連接。
本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1.本發(fā)明提供的一種含N-甲基二乙醇胺廢水的處理方法，包括如下步驟：1)將含N-甲基二乙醇胺廢水進(jìn)行濃縮，濃縮后的廢水和有機(jī)酸進(jìn)行混合反應(yīng)，得到含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水；2)將含熱穩(wěn)態(tài)鹽的廢水進(jìn)行過濾、凈化，得到凈化后的廢水。
利用N-甲基二乙醇胺和有機(jī)酸反應(yīng)生成熱穩(wěn)態(tài)鹽的特性，將濃縮后的含N-甲基二乙醇胺廢水與有機(jī)酸混合反應(yīng)，使N-甲基二乙醇胺轉(zhuǎn)變?yōu)檩^為容易去除的熱穩(wěn)態(tài)鹽，混合反應(yīng)效率較高，反應(yīng)速度較快；混合反應(yīng)完成后，經(jīng)后續(xù)的過濾和凈化處理使廢水中N-甲基二乙醇胺含量大幅降低，經(jīng)過凈化后的廢水可進(jìn)入下游酸性水汽提或生產(chǎn)污水、或城市污水的生化處理裝置中進(jìn)行常規(guī)處理。
2.本發(fā)明提供的含N-甲基二乙醇胺廢水的處理系統(tǒng)，包括通過管路順次連接的濃縮裝置、在線混合及反應(yīng)裝置、過濾裝置和凈化裝置；連接所述濃縮裝置和在線混合及反應(yīng)裝置的管路上設(shè)置有有機(jī)酸進(jìn)料口。
濃縮裝置將含N-甲基二乙醇胺廢水進(jìn)行濃縮后排入在線混合及反應(yīng)裝置中，在在線混合及反應(yīng)裝置中N-甲基二乙醇胺與有機(jī)酸進(jìn)行混合反應(yīng)，生產(chǎn)容易去除的熱穩(wěn)態(tài)鹽，將含反應(yīng)生成物的廢水依次通入過濾裝置和凈化裝置去除混合反應(yīng)生成的熱穩(wěn)態(tài)鹽，使含N-甲基二乙醇胺廢水中N-甲基二乙醇胺含量大幅降低，經(jīng)過凈化后的廢水可進(jìn)入下游酸性水汽提或生產(chǎn)污水、或城市污水的生化處理裝置中進(jìn)行常規(guī)處理。
（發(fā)明人：常景泉;王勇;郎群;王彥軍;周瑤光;郝祥利;劉寧）
