申請日2014.10.20

　　公開(公告)日2015.04.01

　　IPC分類號C02F9/08

　　摘要

　　本實用新型涉及一種苯胺黑生產高濃度含鹽廢水處理系統，包括廢水貯槽、一體式堿沉淀分離裝置、三級萃取裝置、pH值調整裝置、過濾裝置、鹽水箱、雙極膜裝置、循環冷卻水換熱裝置、酸箱、堿箱，所述廢水貯槽、一體式堿沉淀分離裝置、三級萃取裝置、pH值調整裝置、過濾裝置、鹽水箱、雙極膜裝置之間通過提升泵、增壓泵或鹽水循環泵以及管道依次連接，所述雙極膜裝置與循環冷卻水換熱裝置之間通過泵和循環管道連接。本實用新型無二次污染、無固廢產生、脫除的鹽能直接轉化為一定濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液，回用至前端的一體式堿沉淀分離裝置或生產裝置，具有脫鹽效果好、節約資源與能源、工藝簡單、運行費用低等優點。

　　權利要求書

　　1. 一種苯胺黑生產高濃度含鹽廢水處理系統，其特征在于：包括廢水貯槽、一體式堿沉淀分離裝置、三級萃取裝置、pH值調整裝置、過濾裝置、鹽水箱、雙極膜裝置、循環冷卻水換熱裝置、酸箱、堿箱，所述廢水貯槽、一體式堿沉淀分離裝置、三級萃取裝置、pH值調整裝置、過濾裝置、鹽水箱、雙極膜裝置通過提升泵、增壓泵或鹽水循環泵以及連通管道依次連接，所述雙極膜裝置與循環冷卻水換熱裝置之間通過泵和循環管道連接，所述酸箱通過酸循環泵和管道與所述雙極膜裝置連通，所述堿箱通過堿循環泵和管道與所述雙極膜裝置連通。

　　2.根據權利要求1所述的苯胺黑生產高濃度含鹽廢水處理系統，其特征在于：所述雙極膜裝置包括陰極、陰極室、酸室、鹽室、堿室、陽極室、陽極，各室間通過陰、陽離子交換膜或雙極膜分隔排列組成，其排列方式為陽離子交換膜-雙極膜-陰離子交換膜。

　　3.根據權利要求2所述的苯胺黑生產高濃度含鹽廢水處理系統，其特征在于：所述酸箱通過酸循環泵和管道與所述雙極膜裝置的酸室連通，所述堿箱通過堿循環泵和管道與所述雙極膜裝置的堿室連通。

　　4.根據權利要求2所述的苯胺黑生產高濃度含鹽廢水處理系統，其特征在于：所述陰、陽離子交換膜間均設有帶流道的彈性隔板，陽極為鈦涂釕電極，陰極為不銹鋼電極。

　　5.根據權利要求1所述的苯胺黑生產高濃度含鹽廢水處理系統，其特征在于：所述過濾裝置為精度在0.45~1.0μm的濾芯過濾裝置。

　　6.根據權利要求1所述的苯胺黑生產高濃度含鹽廢水處理系統，其特征在于：所述酸循環泵、堿循環泵、鹽水循環泵均設有側線出流口。

　　7.根據權利要求6所述的苯胺黑生產高濃度含鹽廢水處理系統，其特征在于：所述一體式堿沉淀分離裝置設有酸進口、堿進口與三氯化鐵出口，所述酸進口通過管道與所述酸循環泵側線出流口連接，所述堿進口通過管道與所述堿循環泵側線出流口連接。

　　8.根據權利要求1所述的苯胺黑生產高濃度含鹽廢水處理系統，其特征在于：所述三級萃取裝置設有硝基苯進口與苯胺、硝基苯混合液出口、所述pH值調整裝置設有鹽酸進口。

　　9.根據權利要求1所述的苯胺黑生產高濃度含鹽廢水處理系統，其特征在于：所述鹽水循環泵出口端設有快裝式濾芯過濾器。

　　說明書

　　一種苯胺黑生產高濃度含鹽廢水處理系統

　　技術領域

　　本實用新型涉及化工廢水處理技術領域，具體涉及一種苯胺黑生產高濃度含鹽廢水(苯胺黑母液)處理系統。

　　背景技術

　　苯胺黑是一種不溶于普通溶劑的黑色染料。目前多數都是制成商品苯胺黑，作為有機顏料出售，其商品有油溶苯胺黑(簡稱油溶黑)、醇溶苯胺黑(簡稱醇溶黑)等。苯胺黑著色力強，分散能低，吸光性能非常強，顏色穩固性能十分好。由于在涂料中粘結性強，該顏料還能產生消光效果(具柔和的外觀)。

　　苯胺黑適用于丙烯酸樹脂、不飽和聚酯樹脂、纖維素樹脂、酚醛樹脂、聚酯醇酸樹脂、聚苯乙烯(軟硬)、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、皮革、皮毛的非水性著色、涂飾性著色、油墨著色，也可用于靜電墨粉電荷調節劑、文化用品著色，具有非常廣泛的應用領域。

　　苯胺黑的合成過程為：在苯胺鹽酸鹽存在下，以三氯化鐵為催化劑將苯胺與硝基苯反應，再經酸化、過濾、水洗和干燥、粉碎，獲得醇溶性苯胺黑，再經過皂化、過濾、水洗和干燥、粉碎為油溶性苯胺黑。如經磺化、離析、水洗、中和與干燥，就是酸性粒子元青。

　　在獲得醇溶性苯胺黑，既生產苯胺黑粗品工段過程中，分層后排放的母液廢水中含有大量未反應的苯胺和三氯化鐵催化劑，其主要組分為：水89.0%(W/W)、氯化鈉3.5~4.5%(W/W)、苯胺5.5~6.5%(W/W)、三氯化鐵1.0%(W/W)。此類廢水中含有大量氯化物、鐵離子及苯胺類物質具有較高的回收價值，如果直接進入生化處理系統，將導致系統無法正常運行。目前的處理系統為堿沉淀回收鐵離子，然后通過三效減壓蒸餾或MVR蒸餾的方式，將廢水中的水分和部分揮發性有機物以水蒸汽形式蒸餾出來回收苯胺，剩余濃液經結晶釜結晶分離出含有氯化鈉結晶的廢渣。這種蒸餾脫鹽系統運行成本高、而且產生的廢渣由于含有部分難揮發有機物和合成反應中間體，無法直接被利用，只有作為工業危險廢物處理，極易造成二次污染。因此，開發出一種苯胺黑生產高濃度含鹽廢水處理系統也就成為研究熱點之一。

　　發明內容

　　本實用新型的目的是提供一種苯胺黑生產高濃度含鹽廢水處理系統，無二次污染、無固廢產生、脫除的鹽能直接轉化為一定濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液，回用至前端處理裝置或生產裝置，具有脫鹽效果好、節約資源與能源、工藝簡單、運行費用低等優點。

　　為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：

　　一種苯胺黑生產高濃度含鹽廢水處理系統，包括廢水貯槽、一體式堿沉淀分離裝置、三級萃取裝置、pH值調整裝置、過濾裝置、鹽水箱、雙極膜裝置、循環冷卻水換熱裝置、酸箱、堿箱，所述廢水貯槽、一體式堿沉淀分離裝置、三級萃取裝置、pH值調整裝置、過濾裝置、鹽水箱、雙極膜裝置通過提升泵、增壓泵或鹽水循環泵以及連通管道依次連接，所述雙極膜裝置與循環冷卻水換熱裝置之間通過泵和循環管道連接，所述酸箱通過酸循環泵和管道與所述雙極膜裝置連通，所述堿箱通過堿循環泵和管道與所述雙極膜裝置連通。

　　進一步地，所述雙極膜裝置包括陰極、陰極室、酸室、鹽室、堿室、陽極室、陽極，各室間通過陰、陽離子交換膜或雙極膜分隔排列組成，其排列方式為陽離子交換膜-雙極膜-陰離子交換膜。

　　進一步地，所述酸箱通過酸循環泵和管道與所述雙極膜裝置的酸室連通，所述堿箱通過堿循環泵和管道與所述雙極膜裝置的堿室連通。

　　進一步地，所述陰、陽離子交換膜間均設有帶流道的彈性隔板，陽極為鈦涂釕電極，陰極為不銹鋼電極。

　　進一步地，所述過濾裝置為精度在0.45~1.0μm的濾芯過濾裝置。

　　進一步地，所述酸循環泵、堿循環泵、鹽水循環泵均設有側線出流口。

　　進一步地，所述一體式堿沉淀分離裝置設有酸進口、堿進口與三氯化鐵出口，所述酸進口通過管道與所述酸循環泵側線出流口連接，所述堿進口通過管道與所述堿循環泵側線出流口連接。

　　進一步地，所述三級萃取裝置設有硝基苯進口與苯胺、硝基苯混合液出口、所述pH值調整裝置設有鹽酸進口。

　　進一步地，所述鹽水循環泵出口端設有快裝式濾芯過濾器，以過濾脫鹽過程中產生的懸浮膠體。

　　本實用新型的雙極膜裝置具體工作原理如下(見圖2)：

　　將過濾后廢水泵入雙極膜裝置的鹽室，同時在酸、堿室中泵入去離子水，極室加入一定濃度的堿液;將雙極膜裝置的陰、陽極分別與直流電源的負、正極連接，控制直流電場電流密度與極間電壓;酸、堿、鹽室溶液分別采用循環泵在相應室內循環，通過換熱裝置控制各室溶液溫度，控制系統中設置溫度傳感器，在超過設定溫度時，加大換熱器冷卻液流量，以防止過高溫度損壞膜組件。

　　廢水中的氯離子在電場作用下，選擇性透過陰離子交換膜到達酸室，與雙極膜產生的氫離子結合生成鹽酸;廢水中的鈉離子選擇性透過陽離子交換膜到達堿室，與雙極膜產生的氫氧根離子結合生成氫氧化鈉，從而實現將廢水中的氯化鈉分別轉化為對應的酸與堿，實現了脫鹽的目的。

　　雙極膜裝置中的酸室、堿室、鹽室中的溶液均采用循環泵單獨循環，泵出口側線出流成品，通過控制不同循環泵的側線出流量來分別控制脫鹽率、酸濃度、堿濃度。

　　本實用新型的積極效果在于：通過堿沉淀分離裝置、三級萃取裝置與雙極膜裝置的組合，改變了苯胺黑生產過程中高濃度含鹽廢水的傳統處理系統。將廢水中的氯化鈉重新生成鹽酸和氫氧化鈉，并回用至前端工序，并采用生產原料硝基苯作為萃取劑，取消反萃取工序，整個過程完全實現了物質的循環回收利用;完全避免了原來蒸餾系統所產生的廢渣的二次污染問題;運用本實用新型，可將整個生產80~90%以上的酸、堿循環利用，大大降低了生產酸、堿的消耗量;同時，也降低了鹽份對后續污水處理系統的影響。經過本實用新型處理后的含鹽廢水，氯化鈉含量可降低至15~20g/L，基本上滿足了污水生化處理系統的基本含鹽量要求。與傳統蒸餾處理對比，本處理系統無任何二次污染產生，所生成的酸、堿可直接回用至生產過程，且能耗費用小于150元/m3廢水。