CN102060398A - 一种弱酸性阳离子交换树脂处理二甲胺废水的方法 - Google Patents

Abstract

弱酸性阳离子交换树脂处理二甲胺废水是将废水经过过滤除去悬浮物后与弱酸性阳离子交换树脂在常温下进行树脂吸附，当树脂吸附二甲胺趋于饱和后，再用磷酸、盐酸或硫酸溶液洗脱二甲胺，使树脂再生，本方法废水中二甲胺除去率＞96％，使废水能循环使用。解吸后的二甲胺则形成相对应的二甲胺盐类，可回收利用，也可直接排入区污水池。本方法工艺简单、技术可靠、操作方便、处理成本低、没有二次污染，真正意义上实现二甲胺废水的绿色无害化处理。

Description

一种弱酸性阳离子交换树脂处理二甲胺废水的方法

技术领域

本发明涉及人造革工业中处理废水的方法，特别是采用弱酸性阳离子交换树脂处理二甲胺废水的方法。

背景技术

二甲胺在室温下是气体，有类似氨的气味，易溶于水，溶于乙醇和乙醚，易燃烧，有弱碱性，与无机酸生成易溶于水的盐类。二甲胺具有强刺激性，废水中含量较低时有难闻的鱼腥臭，浓度较高则会对眼和呼吸道有强烈的刺激作用。

二甲胺(DMA)是甲胺类物质中应用最广泛，需求量最大的一种，被广泛用于农药、医药、有机合成、橡胶、皮革各工业领域，以及用于生产塑料、离子交换树脂、催化剂、添加剂、润滑油等。目前，我国近三分之一的二甲胺被用于生产二甲基甲酰胺(DMF)，DMF作为溶剂使用时，一般采用精馏法回收，此时它受热水解生成二甲胺和甲酸，因此会产生大量含DMA的废水，据统计，每年仅制革行业排放的含DMA废水就有1亿多吨。

目前，二甲胺废水的处理方法国内外报导的较少。由于DMA沸点低(7.4℃)，目前国内外企业DMA废水多数采用吹脱法和蒸馏法。吹脱法只是将水中的二甲胺部分解吸转移到空气中，未实现二甲胺的真正处理；蒸馏法则设备投资大、能耗高。也有文献提出采用过氧化氢法处理二甲胺废水，但因存在运行费用高等原因而未能实际应用，因此寻找高效、低能耗的二甲胺废水处理方法具有较好的应用前景和社会意义。

在工业废水处理中，离子交换法因树脂可以再生，且操作简单，工艺成熟，流程短，目前广泛应用于高纯水制备，在废水处理方面主要用于回收重金属、贵金属和稀有金属，净化有毒物质，除去废水中的极性有机物质如酚、酸、胺等。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的不足，旨在提供一种可回收DMA且高效率的树脂吸附法处理DMA废水的方法，所要解决的问题是选能实现吸附的性能优越的(交换容量大，寿命长)的树脂及吸附饱和后的再生。

为解决以上技术问题，本处理方法包括废水过滤、树脂交换吸附和树脂再生，洗脱液的脱色过滤，洗脱液的浓缩及成套喷雾干燥装置，最后获得二甲胺盐类的固体副产品。

二甲胺在水溶液中由于解离生成有机胺根离子和氢氧根离子而呈碱性，离子交换法的基本原理是在废水中有机胺根离子在通过弱酸性阳离子交换树脂时，与树脂上可交换的氢离子进行离子交换，废水中胺根离子被吸附在树脂上，而树脂上的氢离子被取代下来落入废水中与氢氧根离子反应生成水，其结果使废水中二甲胺的浓度大幅度降低，使废水得以净化。树脂在饱和吸附后经过解吸得到再生，重复使用，解吸得到的待处理物质——二甲胺盐类可回收利用。

由于二甲胺在水溶液中呈极性，因此阳离子交换树脂与它能进行离子交换，除了强酸性阳离子树脂能够实现离子交换外，弱酸性阳离子交换树脂也同样能够实现离子交换，经实验证明确实如此。

所述的弱酸性阳离子交换树脂优选DK110、110/111、724型弱酸性阳离子交换树脂，与强酸性阳离子树脂不同之处是它们的质量交换容量大，大约是强酸性阳离子交换树脂的2.5倍。

离子交换柱采用常规的顺流或逆流连续式固定床。废水经交换设备的流速则视废水中的DMA浓度和树脂装填量，由实验确定，通常为2-15m3/h。

再生采用无机酸溶液，无机酸选用磷酸、盐酸、硫酸均可，用不同的无机酸则可分别得到不同的副产品而己。(因磷酸价格昂贵，只能考虑磷酸厂的低浓度废液代替)

因为采用稀酸液再生，因此洗脱液的浓度也较低，直接送干燥装置干燥必然造成能耗高，为此本技术尚包括采用适宜的反渗透膜技术浓缩洗脱液，再送干燥装置干燥成固体副产品。选择合适的干燥装置，既不能使二甲胺盐类受高温分解，又不能让该盐类粘壁(挂壁)，经各种干燥形式比较后，本技术选用的干燥装置是采用喷雾干燥成套设备。

本处理方法具有以下特点：二甲胺去除率高＞96％，工艺简单，易于操作，没有二次污染，治理后的废水可以送车间回用，真正实现了二甲胺废水的无害化处理；再生洗脱液回收成副产品二甲胺盐类。此法比现有的蒸馏法可以大幅度降低能耗，节省成本，具有很好的经济效益和社会效益。

关于再生洗脱液的利用：

1.用盐酸再生得到二甲胺盐酸稀溶液，为了节省能耗宜采用反渗透膜技术浓缩，经浓缩后再经干燥装置干燥成固体，可用作有机合成的原料。

2.用稀磷酸废液再生，再生液用氯化镁或硫酸镁使其形成磷酸镁胺沉淀，沉淀物经离心分离即为磷酸镁胺复合肥料。该肥料是不溶性，所以可用作基肥，但目前市场上末出现该肥料，推向市场有一定难度，需要农科院等部门试验和得出结论。

3.再生液直接排污水池，统一处理后送园区污水厂。

具体实施方式

实施例1  吸附

将30g 110型弱酸性阳离子交换树脂装入吸附柱中(φ30×600mm)。将室温下的DMA废水(800-1000mg/L)，以5-15ml/min的流量通过树脂床层，处理量为11000ml-12000ml，经树脂处理后，废水中DMA含量低于24-30mg/L，DMA去除率96％。

实施例2  吸附

将30g 111型弱酸性阳离子交换树脂装入吸附柱中(φ30×600mm)。将室温下的DMA废水(800-1000mg/L)，以5-15ml/min的流量通过树脂床层，处理量为11000ml-12000ml，经树脂处理后，废水中DMA含量低于24-30mg/L，DMA去除率96％。

实施例3  吸附

将30g DK110型弱酸性阳离子交换树脂装入吸附柱中(φ30×600mm)。将室温下的DMA废水(800-1000mg/L)，以20ml/min的流量通过树脂床层，处理量为8000ml-9000ml，经树脂处理后，废水中DMA含量低于24-30mg/L，DMA去除率96％。

实施例4  吸附

将30g 724型弱酸性阳离子交换树脂装入吸附柱中(φ30×600mm)。将室温下的DMA废水(800-1000mg/L)，以20ml/min的流量通过树脂床层，处理量为9000ml-10000ml，经树脂处理后，废水中DMA含量低于24-30mg/L，DMA去除率96％。

实施例5  解吸

用100-200ml，稀硫酸(0.5-4M)在室温下以2-10ml/min的流量顺流通过吸附饱和的树脂床层进行脱附，DMA洗脱率在95％以上。解吸下的洗脱液为2-3M的二甲胺硫酸盐。经树脂解吸操作后，DMA回收率＞90％，树脂吸附容量降低不超过1％。

实施例6  解吸

用100-200mL稀盐酸(浓度为0.5-4M)在室温下以2-10ml/min的流量顺流通过吸附饱和树脂床层进行脱附，DMA洗脱率在95％以上。解吸下的洗脱液为3-6M的二甲胺盐酸盐。

Claims (4)

1.一种弱酸性阳离子交换树脂处理二甲胺废水的方法，包括废水过滤、树脂交换吸附和树脂再生，其特征在于：经过滤后的二甲胺废水与弱酸性阳离子交换树脂在常温下进行树脂交换吸附，当树脂由吸附态变成饱和态时，用磷酸、盐酸、硫酸溶液的任何一种，洗脱被吸附的二甲胺，使树脂再生，酸溶液浓度控制在0.5％-10％，洗脱液分别形成相应的二甲胺盐类。

2.根据权利要求1所述的一种弱酸性阳离子交换树脂处理二甲胺废水的方法，其特征在于：所述的弱酸性阳离子交换树脂的型号为DK110、110/111、724型。

3.根据权利要求1所述的一种弱酸性阳离子交换树脂处理二甲胺废水的方法，其特征在于：所述的洗脱液采用膜技术进行浓缩。

4.根据权利要求1或3所述的一种弱酸性阳离子交换树脂处理二甲胺废水的方法，其特征在于：浓缩后的洗脱液再进行喷雾干燥得到副产品二甲胺盐类固体。