技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种甜菜碱生产废水的处理工艺。

背景技术

甜菜碱是一种生物碱，其广泛存在于动植物组织中，是一种季胺型水溶性生物碱，其广泛应用于医药、日化、化工生产等领域。其在营养物质的代谢中起着十分重要的作用，为代谢的次生产物，是非常重要的渗透调节物质，其极易溶于水，易溶于甲醇、乙醇，难溶于乙醚。经浓氢氧化钾溶液的分解反应，能生产三甲胺，具有吸湿性，极易潮解，并释放出三甲胺，耐高温。

现有技术中在生产甜菜碱的过程中，由于生产需要，通常会在反应过程中投加过量的三甲胺，从而致使反应生成的废水中含有过量的三甲胺需要脱除，现有技术中从其废水中脱除三甲胺的方法主要包括浓缩蒸发、汽提脱除或者采用真空干燥箱进行干燥脱除，然而上述方法存在能耗高、脱除不彻底、资源浪费以及空气污染等缺陷。

如中国专利CN103524351A公开了一种采用汽提法脱除甜菜碱生产料液中三甲胺的方法，包括如下步骤：向甜菜碱料液中加入氢氧化钠，调节pH至10-11；料液首先通入预热器，预热后的料液通入汽提塔内进行三甲胺脱除；塔顶采出蒸汽通过冷凝器冷凝后获得三甲胺溶液；其能够有效提高脱除效率，但仍然存在处理时间过长，处理工艺严苛的缺陷。

发明内容

为了克服现有技术中存在的处理能耗高、脱除效果不佳的缺陷，本发明引入吸附、絮凝、离子吸附等技术处理甜菜碱生产废水，使废水中的三甲胺及其他盐类彻底去除。

一种甜菜碱生产废水的处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：(1)待处理废水首先添加酸液调节pH值至3-5，投加吸附剂和对硝基氯苯，在35-40℃下搅拌反应5-25min，反应完成后进行固液分离；(2)上清液投加生石灰，调节pH值至9-11，而后投加PAC、PAM进行絮凝沉降；(3)采用恒流泵将处理后的废水泵入离子树脂柱，进行离子吸附操作，吸附处理时间为2-3小时；(4)步骤(3)处理后的废水送入MVR蒸发器中，蒸发浓缩温度为90-120℃，当剩余液的固含量达到5％-15％时停止蒸发，而后进行固液分离，废液中的盐份析出，母液冷却后循环利用或达标排放。

作为优选，所述步骤(1)中吸附剂为硅藻土或粘土，投加量为8-12mg/L，对硝基氯苯的投加量0.2-2mg/L。

作为优选，所述步骤(2)中絮凝剂的投加量为15-30mg/L，絮凝反应时间为10-60min。

作为优选，所述步骤(3)中的离子交换树脂首先采用乙醇浸泡3小时，而后采用盐酸浸泡处理。

作为优选，所述步骤(3)吸附后的离子树脂采用质量百分比浓度为7％的盐酸进行解吸附，解吸附时间为20-40min，其操作温度为18-20℃。

对硝基氯苯能与水中的三甲胺作用，使得硅藻土或粘土类吸附剂对三甲胺的吸附性能增加，从而增强其去除效果；同时，处理温度及pH对其吸附效果具有较强影响，优选地，其最佳处理pH值为3.5，最佳处理温度为38℃。

在上述步骤(3)中，所用的离子树脂为大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂，优选国产D113大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂。

MVR蒸发器不同于普通单效降膜或多效降膜蒸发器，MVR为单体蒸发器，集多效降膜蒸发器于一身，根据所需浓度不同采取分段式蒸发，即在第一次经过效体后不能达到所需浓度时，待处理液在离开效体后通过效体下部的真空泵将待处理液通过效体外部管路抽到效体上部再次通过效体，然后通过这种反复通过效体以到达所需浓度。

通过上述方法处理含三甲胺的甜菜碱生产废水，其处理后废水中三甲胺的含量小于20mg/L，即其有效处理率达到97.7％以上。

本发明相对于现有技术，具有以下优点：

(1)吸附剂吸附处理步骤中，采用投加硝基氯苯与水中三甲胺相互作用，增强硅藻土或粘土类吸附剂对三甲胺的吸附处理效果。

(2)优选国产D113大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂，操作简便，树脂易再生、解吸后的树脂即可重复循环利用。

(3)本发明采用将吸附剂吸附、絮凝、离子树脂吸附及蒸发相结合，不同于本领域传统的处理工艺，其处理效果更优，并能够资源化回收废水中盐分。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

待处理甜菜碱废水中三甲胺的浓度为921mg/L，COD为9803mg/L，将上述待处理废水首先添加酸液调节pH值至3，投加硅藻土吸附剂8mg/l和对硝基氯苯0.3mg/L，在35℃下搅拌反应20min，反应完成后进行固液分离；上清液投加生石灰，调节pH值至9，而后投加PAC、PAM18mg/L进行絮凝沉降；采用恒流泵将处理后的废水泵入离子树脂柱，进行离子吸附操作，吸附处理时间为2.5小时；处理后的废水送入MVR蒸发器中，蒸发浓缩温度为110℃，当剩余液的固含量达到5％时停止蒸发，而后进行固液分离，处理完成后，溶液中三甲胺的浓度为15mg/L，其去除率为98.3％；COD含量为115mg/L，去除率为98.8％。

对比例1

与实施例1其他条件相同，不同在于采用硅藻土吸附时，不投加对硝基氯苯，处理后三甲胺的浓度为235mg/L,其去除率仅为74.5％。

实施例2

待处理甜菜碱废水中三甲胺的浓度为1011mg/L，COD为12385mg/L，将上述待处理废水首先添加酸液调节pH值至3.5，投加粘土吸附剂9mg/l和对硝基氯苯1mg/L，在35℃下搅拌反应15min，反应完成后进行固液分离；上清液投加生石灰，调节pH值至9，而后投加PAC、PAM20mg/L进行絮凝沉降；采用恒流泵将处理后的废水泵入离子树脂柱，进行离子吸附操作，吸附处理时间为2小时；处理后的废水送入MVR蒸发器中，蒸发浓缩温度为110℃，当剩余液的固含量达到8％时停止蒸发，而后进行固液分离，处理完成后，溶液中三甲胺的浓度为18mg/L，其去除率为98.2％；COD含量为137mg/L，去除率为98.9％。

对比例2

与实施例2其他条件相同，不同在于采用粘土、对硝基氯苯吸附时，pH值为7，处理后三甲胺的浓度为128mg/L，其去除率仅为87.3％。

实施例3

待处理甜菜碱废水中三甲胺的浓度为982mg/L，COD为10321mg/L，将上述待处理废水首先添加酸液调节pH值至4，投加粘土吸附剂9mg/l和对硝基氯苯1.2mg/L，在38℃下搅拌反应25min，反应完成后进行固液分离；上清液投加生石灰，调节pH值至10，而后投加PAC、PAM25mg/L进行絮凝沉降；采用恒流泵将处理后的废水泵入离子树脂柱，进行离子吸附操作，吸附处理时间为2小时；处理后的废水送入MVR蒸发器中，蒸发浓缩温度为110℃，当剩余液的固含量达到10％时停止蒸发，而后进行固液分离，处理完成后，溶液中三甲胺的浓度为9mg/L，其去除率为99.1％；COD含量为98mg/L，去除率为99.1％。

对比例3

与实施例3其他条件相同，不同在于采用粘土、对硝基氯苯吸附时，处理温度为20℃，处理后三甲胺的浓度为186mg/L，其去除率仅为81.1％。