專利名稱：一種弱酸性陽離子交換樹脂處理二甲胺廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人造革工業(yè)中處理廢水的方法，特別是采用弱酸性陽離子交換樹脂處 理二甲胺廢水的方法。
背景技術(shù)：
二甲胺在室溫下是氣體，有類似氨的氣味，易溶于水，溶于乙醇和乙醚，易燃燒，有 弱堿性，與無機(jī)酸生成易溶于水的鹽類。二甲胺具有強(qiáng)刺激性，廢水中含量較低時有難聞的 魚腥臭，濃度較高則會對眼和呼吸道有強(qiáng)烈的刺激作用。二甲胺(DMA)是甲胺類物質(zhì)中應(yīng)用最廣泛，需求量最大的一種，被廣泛用于農(nóng)藥、 醫(yī)藥、有機(jī)合成、橡膠、皮革各工業(yè)領(lǐng)域，以及用于生產(chǎn)塑料、離子交換樹脂、催化劑、添加 劑、潤滑油等。目前，我國近三分之一的二甲胺被用于生產(chǎn)二甲基甲酰胺(DMF)，DMF作為 溶劑使用時，一般采用精餾法回收，此時它受熱水解生成二甲胺和甲酸，因此會產(chǎn)生大量含 DMA的廢水，據(jù)統(tǒng)計，每年僅制革行業(yè)排放的含DMA廢水就有1億多噸。目前，二甲胺廢水的處理方法國內(nèi)外報導(dǎo)的較少。由于DMA沸點低(7.4°C)，目前 國內(nèi)外企業(yè)DMA廢水多數(shù)采用吹脫法和蒸餾法。吹脫法只是將水中的二甲胺部分解吸轉(zhuǎn)移 到空氣中，未實現(xiàn)二甲胺的真正處理；蒸餾法則設(shè)備投資大、能耗高。也有文獻(xiàn)提出采用過 氧化氫法處理二甲胺廢水，但因存在運行費用高等原因而未能實際應(yīng)用，因此尋找高效、低 能耗的二甲胺廢水處理方法具有較好的應(yīng)用前景和社會意義。在工業(yè)廢水處理中，離子交換法因樹脂可以再生，且操作簡單，工藝成熟，流程短， 目前廣泛應(yīng)用于高純水制備，在廢水處理方面主要用于回收重金屬、貴金屬和稀有金屬，凈 化有毒物質(zhì)，除去廢水中的極性有機(jī)物質(zhì)如酚、酸、胺等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，旨在提供一種可回收DMA且高效率的樹脂吸 附法處理DMA廢水的方法，所要解決的問題是選能實現(xiàn)吸附的性能優(yōu)越的(交換容量大，壽 命長)的樹脂及吸附飽和后的再生。為解決以上技術(shù)問題，本處理方法包括廢水過濾、樹脂交換吸附和樹脂再生，洗脫 液的脫色過濾，洗脫液的濃縮及成套噴霧干燥裝置，最后獲得二甲胺鹽類的固體副產(chǎn)品。二甲胺在水溶液中由于解離生成有機(jī)胺根離子和氫氧根離子而呈堿性，離子交換 法的基本原理是在廢水中有機(jī)胺根離子在通過弱酸性陽離子交換樹脂時，與樹脂上可交換 的氫離子進(jìn)行離子交換，廢水中胺根離子被吸附在樹脂上，而樹脂上的氫離子被取代下來 落入廢水中與氫氧根離子反應(yīng)生成水，其結(jié)果使廢水中二甲胺的濃度大幅度降低，使廢水 得以凈化。樹脂在飽和吸附后經(jīng)過解吸得到再生，重復(fù)使用，解吸得到的待處理物質(zhì)——二 甲胺鹽類可回收利用。由于二甲胺在水溶液中呈極性，因此陽離子交換樹脂與它能進(jìn)行離子交換，除了 強(qiáng)酸性陽離子樹脂能夠?qū)崿F(xiàn)離子交換外，弱酸性陽離子交換樹脂也同樣能夠?qū)崿F(xiàn)離子交換，經(jīng)實驗證明確實如此。所述的弱酸性陽離子交換樹脂優(yōu)選DKl 10、110/111、724型弱酸性陽離子交換樹 脂，與強(qiáng)酸性陽離子樹脂不同之處是它們的質(zhì)量交換容量大，大約是強(qiáng)酸性陽離子交換樹 脂的2. 5倍。離子交換柱采用常規(guī)的順流或逆流連續(xù)式固定床。廢水經(jīng)交換設(shè)備的流速則視廢 水中的DMA濃度和樹脂裝填量，由實驗確定，通常為2-15m3/h。再生采用無機(jī)酸溶液，無機(jī)酸選用磷酸、鹽酸、硫酸均可，用不同的無機(jī)酸則可分 別得到不同的副產(chǎn)品而己。(因磷酸價格昂貴，只能考慮磷酸廠的低濃度廢液代替)因為采用稀酸液再生，因此洗脫液的濃度也較低，直接送干燥裝置干燥必然造成 能耗高，為此本技術(shù)尚包括采用適宜的反滲透膜技術(shù)濃縮洗脫液，再送干燥裝置干燥成固 體副產(chǎn)品。選擇合適的干燥裝置，既不能使二甲胺鹽類受高溫分解，又不能讓該鹽類粘壁 (掛壁)，經(jīng)各種干燥形式比較后，本技術(shù)選用的干燥裝置是采用噴霧干燥成套設(shè)備。本處理方法具有以下特點二甲胺去除率高> 96%，工藝簡單，易于操作，沒有二 次污染，治理后的廢水可以送車間回用，真正實現(xiàn)了二甲胺廢水的無害化處理；再生洗脫液 回收成副產(chǎn)品二甲胺鹽類。此法比現(xiàn)有的蒸餾法可以大幅度降低能耗，節(jié)省成本，具有很好 的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。關(guān)于再生洗脫液的利用1.用鹽酸再生得到二甲胺鹽酸稀溶液，為了節(jié)省能耗宜采用反滲透膜技術(shù)濃縮， 經(jīng)濃縮后再經(jīng)干燥裝置干燥成固體，可用作有機(jī)合成的原料。2.用稀磷酸廢液再生，再生液用氯化鎂或硫酸鎂使其形成磷酸鎂胺沉淀，沉淀物 經(jīng)離心分離即為磷酸鎂胺復(fù)合肥料。該肥料是不溶性，所以可用作基肥，但目前市場上末出 現(xiàn)該肥料，推向市場有一定難度，需要農(nóng)科院等部門試驗和得出結(jié)論。3.再生液直接排污水池，統(tǒng)一處理后送園區(qū)污水廠。
具體實施例方式實施例1吸附將30g 110型弱酸性陽離子交換樹脂裝入吸附柱中(Φ30Χ600πιπι)。將室 溫下的DMA廢水(800-1000mg/L)，以5-15ml/min的流量通過樹脂床層，處理量為 11000ml-12000ml，經(jīng)樹脂處理后，廢水中DMA含量低于M_30mg/L，DMA去除率96 %。實施例2吸附將30g 111型弱酸性陽離子交換樹脂裝入吸附柱中(Φ30Χ600πιπι)。將室 溫下的DMA廢水(800-1000mg/L)，以5-15ml/min的流量通過樹脂床層，處理量為 11000ml-12000ml，經(jīng)樹脂處理后，廢水中DMA含量低于M_30mg/L，DMA去除率96 %。實施例3吸附將30g DKllO型弱酸性陽離子交換樹脂裝入吸附柱中(Φ30Χ600πιπι)。將室溫下 的DMA廢水(800-1000mg/L)，以20ml/min的流量通過樹脂床層，處理量為8000ml-9000ml， 經(jīng)樹脂處理后，廢水中DMA含量低于24-30mg/L，DMA去除率96%。實施例4吸附將30g 724型弱酸性陽離子交換樹脂裝入吸附柱中(Φ 30 X 600mm)。將室溫下的DMA廢水(800-1000mg/L)，以20ml/min的流量通過樹脂床層，處理量為9000ml-10000ml，經(jīng) 樹脂處理后，廢水中DMA含量低于M-30mg/L，DMA去除率96%。實施例5解吸用100-200ml，稀硫酸(0. 5-4M)在室溫下以2-lOml/min的流量順流通過吸附飽和 的樹脂床層進(jìn)行脫附，DMA洗脫率在95%以上。解吸下的洗脫液為2-3M的二甲胺硫酸鹽。 經(jīng)樹脂解吸操作后，DMA回收率> 90%，樹脂吸附容量降低不超過1%。實施例6角軍吸用100-200mL稀鹽酸(濃度為0. 5-4M)在室溫下以2-lOml/min的流量順流通過 吸附飽和樹脂床層進(jìn)行脫附，DMA洗脫率在95%以上。解吸下的洗脫液為3-6M的二甲胺鹽酸鹽。
權(quán)利要求
1.一種弱酸性陽離子交換樹脂處理二甲胺廢水的方法，包括廢水過濾、樹脂交換吸附 和樹脂再生，其特征在于經(jīng)過濾后的二甲胺廢水與弱酸性陽離子交換樹脂在常溫下進(jìn)行 樹脂交換吸附，當(dāng)樹脂由吸附態(tài)變成飽和態(tài)時，用磷酸、鹽酸、硫酸溶液的任何一種，洗脫被 吸附的二甲胺，使樹脂再生，酸溶液濃度控制在0.5% -10%，洗脫液分別形成相應(yīng)的二甲 胺鹽類。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弱酸性陽離子交換樹脂處理二甲胺廢水的方法，其特征 在于所述的弱酸性陽離子交換樹脂的型號為DK110、110/111、7M型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弱酸性陽離子交換樹脂處理二甲胺廢水的方法，其特征 在于所述的洗脫液采用膜技術(shù)進(jìn)行濃縮。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種弱酸性陽離子交換樹脂處理二甲胺廢水的方法，其 特征在于濃縮后的洗脫液再進(jìn)行噴霧干燥得到副產(chǎn)品二甲胺鹽類固體。
全文摘要
弱酸性陽離子交換樹脂處理二甲胺廢水是將廢水經(jīng)過過濾除去懸浮物后與弱酸性陽離子交換樹脂在常溫下進(jìn)行樹脂吸附，當(dāng)樹脂吸附二甲胺趨于飽和后，再用磷酸、鹽酸或硫酸溶液洗脫二甲胺，使樹脂再生，本方法廢水中二甲胺除去率＞96％，使廢水能循環(huán)使用。解吸后的二甲胺則形成相對應(yīng)的二甲胺鹽類，可回收利用，也可直接排入?yún)^(qū)污水池。本方法工藝簡單、技術(shù)可靠、操作方便、處理成本低、沒有二次污染，真正意義上實現(xiàn)二甲胺廢水的綠色無害化處理。
文檔編號C02F101/38GK102060398SQ201010551558
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者陳然振, 馬劍華 申請人:陳然振, 馬劍華