化工废水循环利用工艺蔡瑞琳

2009年第28卷增刊化工进展CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS化工废水循环利用工艺蔡瑞琳’,邱勇2,胡溪明2,卓馨2(1蚌埠市科技开发交流中心,安徽蚌埠233000;2蚌埠市永艳染料化工有限责任公司,安徽蚌埠233040)摘要:提高化工废水循环利用的效率,解决化工废水对环境的影响,是国内外生产厂家和环保研究机构不断的研究课题,本文通过研究利用生产硫化染料前工序废水为溶料底水,在一定条件下生产硫化黑BRN染料等产品,解决了生产硫化染料中废水的排放问题,使难处理的化工废水可直接再循环使用,为节能减排、实现化工行业的可持续发展开发了一个新的工艺。关键词:化工废水;循环利用;节水减排;清洁生产1企业的现状蚌埠市永艳染料化工有限责任公司以生产硫化染料和医药中间体为主,有2台20吨蒸汽锅炉和1台6吨的蒸汽锅炉,3台蒸汽锅炉每天排出的冷凝水约为320吨。日产生化工废水30多吨,经检验分析,废水中主要含有2,4一二硝基氯苯的衍生物和苯酚等有机化合物,pH值为8一9。企业建有废水处理系统,可以除去废水中所残留的染料中间体,出水口的COD在100m叭以下,符合国家排放要求。但每吨废水处理费在犯元左右。根据国家“十一五”规划《纲要》的要求,企业通过自主研发和工艺设备的改进,以我公司生产硫化染料所产生的废水为溶料生产底水,在一定的条件下对2,4一二硝基氯苯进行水解,然后同多硫化钠溶液进行硫化反应,再进行空气氧化,经过滤、干燥、商品化处理后即可得到硫化黑BRN成品染料。经优化工艺参数,减少了生产中废水的排放量,同时对含有2,4一二硝基氯苯衍生物的废水进行综合利用,实现工艺流程清洁化生产。生产出来的硫化黑BRN染料适用于棉、麻、混纺织物的印染、扎染、浸染和勃胶纤维的原浆着色等。经检测,不但染料的质量和应用性能稳定,而且印染后染织物的耐洗性和耐湿摩擦性能指标还有所提高。通过创新研究和技术改造,企业较好地实现了部分化工废水内部循环使用、蒸汽冷凝水全部回收利用,不但完成了国家提出的节能减排的要求,还为企业节省了废水处理费。2实施方案.21加热蒸汽冷凝水的回收利用化工产品在生产时需要耗费大量的热能,中低压蒸汽在反应釜内对反应物料进行加热后,转变成冷凝水顺管道排入下水道。经计量测算,在反应釜冷凝水出口的冷凝水温度为45一50℃,生产车间每天排出冷凝水的量约为320吨,为节约能源和水资源,将原来外排的冷凝水用管道集中回收,进入有保温措施的冷凝水回收槽。.22前工序生产废水的回收利用在反应釜中加入硫化染料缩合工序废水4800kg,用酸碱调解剂调整液体的pH值后,再分别加入计算量的2,4一二硝基氯化苯、氢氧化钠、硫化钠和硫磺等,在一定条件下进行水解、硫化等反应,生成物再经过空气氧化、精制,使硫化黑染料由还原态变成氧化态并以颗粒状悬浮在液体中,多余的NaZS:在氧化反应中被氧化成NaZSZO3,经过滤,使反应生成的染料颗粒与母液分离,过滤后的染料颗粒再经洗涤,即得到硫化黑BRN原染料。分离出的母液中含有N匆520:·SHZO,将母液及洗液收集后,进行浓缩、脱色、结晶、烘干和筛分,即得到硫代硫酸钠。3结果与分析.31蒸汽冷凝水回收的效果设备管道技术改造后测算,生产车间每天回收的蒸汽冷凝水的量约为320吨,回到冷凝水回收槽内的温度为35℃左右,按310天/年计算,每年减少锅炉用水约99200吨,节约标煤约285吨和锅炉软水处理费,仅此一项每年可节省生产费用约为60万元。.32产品质量的对比利用生产硫化染料的前工序废水为溶料底水制备的硫化黑BRN染料,与用传统工艺生产的硫化黑BRN染料产品质量的检验分析结果见表1。化工进展2009年第28卷表1硫化黑BRN染料的检验分析结果指标名称国家行业标准指标废水回用生产的硫化黑染料用传统工艺生产的硫化黑染料100舰ù锐娜.05,孟匕,,.1气曰00嘟.0’.5配31幻ō旧\、、\、、\、、0强度〔为标准品),分色光(为标准品)不溶于硫化钠的杂质含量/%水分含量%/细度(超过.028mm筛残余物的量)%/游离硫磺含量肠1oo近似~微级毛1.0毛6.0蕊5,01.0从表1中可以看出,用硫化染料产品前工序废水为溶料底水,生产的硫化黑BRN染料的技术指标和用传统工艺生产的硫化黑BRN染料产品的主要技术指标,在质量上没有什么区别,其不溶于硫化钠的杂质含量和游离硫磺含量等指标,还优于用传统工艺生产的硫化黑BRN染料产品。.33染色牢度的对比利用硫化染料产品前工序废水为溶料底水生产的硫化黑BRN染料,与用传统工艺生产的硫化黑BRN染料产品,在相同的条件下进行染色和色牢度的检验对比,其分析结果见表2。表2硫化黑BRN染料的染色性能耐汗渍(棉沾)耐摩擦样品来源染色深度/%耐洗(棉沾95℃)耐水浸(棉沾)酸碱干摩湿摩酸碱干摩湿摩国家行业标准废水回用生产的产品传统工艺生产的产品4~54~53243从表2中可以看出,利用生产硫化染料前工序废水生产的硫化黑BRN染料,在棉织物上进行染色试验,染色后棉织物色牢度等各项技术指标均符合硫化黑BRN染料的国家行业标准,而且其耐洗性和耐湿摩擦性还优于用传统工艺生产的硫化黑BRN染料产品指标。.34产品收率的对比利用硫化染料产品前工序废水为溶料底水制备的硫化黑BRN染料,与用传统工艺生产的硫化黑BRN染料产品,在相同的生产工艺技术参数条件下,收率提高了1.4%,这主要是由于硫化染料产品在前缩合工序的废水中含有少量的未反应完全的2,4一二硝基苯酚钠,而2,4一二硝基苯酚钠也正是生产硫化黑BRN染料主要原料,所以,用硫化染料的前工序废水生产硫化黑BRN染料,可以充分利用废水中的可用物质。.35母液的回收处理经检验,染料颗粒在过滤后所剩下的母液中含有NaZsZo3·SHZo,将母液进行蒸发浓缩、脱色、结晶、烘干和筛分,即可得到硫代硫酸钠。由于采用了多效母液蒸发处理技术,所以,本生产工艺不再产生工业废水,蒸发、冷凝后的凝结水可再回收使用。据试验数据测算,生产一吨硫化黑BRN染料大约产生废水.46m3,可回收1.5吨左右的硫代硫酸钠。通过利用硫化染料的前工序废水生产硫化黑染料工艺,不仅可以解决生产硫化染料中产生的废水处理问题,而且在生产硫化黑BRN染料的同时又回收了硫代硫酸钠,在整个生产过程中无废水排放,实现了全流程清洁化生产的目的。4结语(l)化工生产装置排出的蒸汽冷凝水经收集集中后,得到35℃左右的软水可直接供给锅炉使用。锅炉冷凝水集中回用节能节水效果明显,仅按310天/年计算,可节约锅炉用水99200吨,节约标煤约285吨。(2)利用生产硫化染料的前工序废水作为溶料底水,生产硫化黑BRN染料的工艺可行、产品质量稳定。增刊蔡瑞林等:化工废水循环利用工艺77()3将生产硫化黑BRN染料产生的废水进行浓缩、脱色、结晶、烘干和筛分,可回收工业硫代硫酸钠。(4)废水处理回用可以降低企业的生产成本,提高产品的价格竞争力。(5)硫化染料前工序废水经处理回用后,以年生产硫化黑BRN染料5000吨计,可节约生产用水7300吨/年,减排污水8700吨/年,减少COD排放量.036吨/年,减少氨氮排放量.0094吨/年。达到了节能减排、废水处理回用的效果,具有较好的经济和社会效益。参考文献张耀斌,等.流动态微波催化反应器处理染料废水的工艺稳定性「J]中国环境科学,2002,22(3):235一38.苏海佳,邓新华,郑娜,等.交联茵丝体吸附剂的制备及其对C3r+的吸附特性阴.环境污染治理技术与设备,2005,6(8):10一13.李家珍.染料染色工业废水处理阅.北京化学工业出版社,1997,181一184.董云,王苏广.中国染料,2005(10):31一34.刘立华,张连瑞.中国染料,2005(12):32一3.4唐永明,陈敏,杨文忠,等.燃煤电厂冲灰水系统防垢技术研究田.环境化学,2006,25(4):485一87.23l[[[4[贷6[第一作者简介:蔡瑞琳,男,研究员,主要从事染料、精细化工的研究与开发工作。E一[e-mail]。