一種處理對(duì)甲苯磺酸鈉廢液的裝置及工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明一種處理對(duì)甲苯磺酸鈉廢液的裝置及工藝，該裝置包括直流電源、膜堆、夾緊裝置、碳纖維氈電極、極液儲(chǔ)罐、酸室儲(chǔ)罐、廢液室儲(chǔ)罐、堿室儲(chǔ)罐、流料調(diào)節(jié)器、堿室閥組、廢液室閥組、酸室閥組、極室閥組、充填陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的酸室、鹽室、充填陰離子交換樹(shù)脂的堿室、陰離子交換膜、陽(yáng)離子交換膜、雙極膜。本發(fā)明所用PAN基碳纖維氈電極電阻低、導(dǎo)電性好，同時(shí)具有抗氧化、耐腐蝕的特點(diǎn)；在鹽室充填陰陽(yáng)離子混合樹(shù)脂，在酸室和堿室中分別充填陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂，可進(jìn)一步提高電滲析槽的電導(dǎo)，減少極化，降低能耗，減輕膜污染。本發(fā)明在處理高濃度難降解季戊四醇三丙烯酸酯生產(chǎn)廢液的同時(shí)，獲得酸和/或堿，實(shí)現(xiàn)廢液的資源化。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種處理對(duì)甲苯磺酸鈉廢液的裝置及工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高濃度、難降解有機(jī)廢液的處理及從廢液中回收酸堿的工藝，屬于廢水處理領(lǐng)域。
[0002]
技術(shù)背景
[0003]對(duì)甲苯磺酸屬于有機(jī)強(qiáng)酸。在醫(yī)藥、農(nóng)藥、高分子材料、涂料、樹(shù)脂等行業(yè)中，對(duì)甲苯磺酸有著非常廣泛的作用。由于其不具有氧化性，對(duì)甲苯磺酸既可以作為酯化反應(yīng)的催化劑又可以作為呋喃樹(shù)脂的固化劑。對(duì)甲苯磺酸還可以催化酯交換反應(yīng)、縮合反應(yīng)等等。但是，在對(duì)甲苯磺酸使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量含對(duì)甲苯磺酸鈉的廢液。目前，含對(duì)甲苯磺酸鈉廢液的處理方法主要有焚燒法、混凝法、活性污泥法等，但是由于廢液中的污染物成分十分復(fù)雜，含有多種高分子和有機(jī)化合物如苯類(lèi)、酚類(lèi)、醛類(lèi)等有機(jī)物，且濃度較高、可生化性較差，普通的處理方法不僅處理效果較差，易造成二次污染，而且浪費(fèi)了大量的有用資源。因此，提取其中有用物質(zhì)的同時(shí)，降低污染物濃度，提高可生化性，是優(yōu)先選擇的途徑。
[0004]電滲析法具有不添加化學(xué)試劑；環(huán)境污染?。粚?duì)原水含鹽量變化適應(yīng)性強(qiáng)；易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化；設(shè)備緊湊耐用，預(yù)處理簡(jiǎn)單；水的利用率高等優(yōu)點(diǎn)。在電滲析過(guò)程中，無(wú)物態(tài)的改變，也無(wú)相變，只有離子的分離過(guò)程，因而既不像蒸餾將90%以上的水變成水蒸氣那樣須消耗大量能源，也不同于反滲透須有高壓泵將大量的水分子擠出半透膜，或離子交換那樣頻繁再生，排出酸堿廢液造成二次污染。
[0005]目前，關(guān)于電滲析處理廢液的相關(guān)專(zhuān)利已有一些報(bào)道，“一種應(yīng)用雙極膜電滲析技術(shù)制備乳酸的方法”(CN101234961A)公開(kāi)了一種雙極膜電滲析技術(shù)制備乳酸的方法，采用陰膜分隔成的鹽/酸二室式或由陽(yáng)、陰膜分隔成的酸/鹽/堿三室式電滲析器處理乳酸發(fā)酵液，乳酸鹽的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98%以上，乳酸回收率達(dá)到90%以上；“一種采用電滲析去除水中氨氮的方法”(CN1785831A)公開(kāi)了一種利用電滲析發(fā)去除水中氨氮的方法，其特點(diǎn)是對(duì)原水采用混凝、沉淀或過(guò)濾進(jìn)行處理后再進(jìn)行氧化處理，然后在用電滲析裝置進(jìn)行去氨氮處理，其氨氮去除率達(dá)到90%以上；“一種適用于煤化工等行業(yè)高鹽廢水處理的電滲析裝置”(CN102963966A)公開(kāi)了一種適用于煤化工行業(yè)廢水的電滲析裝置，其特點(diǎn)在于不同膜堆分別通過(guò)淡室、濃室、極室的管路串聯(lián)和溶液流向控制構(gòu)成多級(jí)逆流體系，由PLC單元、整流器和電磁閥共同實(shí)現(xiàn)頻繁倒極，可使脫鹽率達(dá)到90%以上。由于生產(chǎn)季戊四醇三丙烯酸酯過(guò)程中產(chǎn)生的中和廢液是一種高含鹽量高濃度有機(jī)廢液，其污染物組成十分復(fù)雜，含有多種有毒的、難以生化降解的高分子和有機(jī)化合物(如甲苯等)，m(B0D5)/m(C0DCr)值一般小于0.30。現(xiàn)有的電滲析技術(shù)多采用傳統(tǒng)金屬電極，如鈦鍍釕電極等，在使用過(guò)程中存在易被氧化、腐蝕且電阻較高的缺點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明采用雙極膜電滲析法處理含對(duì)甲苯磺酸鈉的廢液，在處理廢液的同時(shí)回收氫氧化鈉和對(duì)甲苯磺酸。采用PAN基碳纖維氈電極代替?zhèn)鹘y(tǒng)金屬電極，碳纖維氈是一種新型高效多功能材料，具有纖維分布均勻、表面平整、壁薄體輕、耐各種酸堿腐蝕、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，用于電滲析器電極材料時(shí)對(duì)比傳統(tǒng)金屬電極可以大大提高電流密度，同時(shí)不會(huì)隨著使用而被腐蝕，具有良好的應(yīng)用潛力。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明旨在針對(duì)廢液處理和資源回收利用兩方面，研究一種高效、快速、經(jīng)濟(jì)的處理含對(duì)甲苯磺酸鈉廢液的裝置及工藝。在處理廢液的同時(shí)，回收酸和堿，實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用。
[0009]本發(fā)明采用雙極膜電滲析技術(shù)處理含對(duì)甲苯磺酸鈉廢液，通電后廢液中的帶電離子進(jìn)行選擇性遷移，陽(yáng)離子通過(guò)陽(yáng)膜遷移到堿室與雙極膜解離出的氫氧根結(jié)合生成堿，陰離子通過(guò)陰膜遷移到酸室與雙極膜解離出的氫離子結(jié)合生成酸，這樣不僅將廢液中的陰陽(yáng)離子去除，還能得到具有回收價(jià)值的酸和堿。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種處理對(duì)甲苯磺酸鈉廢液的裝置，該裝置包括直流電源、膜堆、夾緊裝置和電極；
所述膜堆包括至少一個(gè)模組單元，以及設(shè)置所述模組單元兩側(cè)的極室，所述模組單元為由雙極膜、陰離子交換膜、陽(yáng)離子交換膜和雙極膜依次設(shè)置構(gòu)成酸室、鹽室和堿室間隔設(shè)置的三室式結(jié)構(gòu)或雙極膜、陽(yáng)離子交換膜和雙極膜依次設(shè)置構(gòu)成鹽室和堿室間隔設(shè)置的兩室式結(jié)構(gòu)；
所述包括直流電源與所述電極連接，所述電極通過(guò)所述夾緊裝置固定在所述極室上，所述極室與所述雙極膜連接，所述極室與第一循環(huán)泵、第一控制閥、第一流量調(diào)節(jié)器和第一儲(chǔ)罐依次連接構(gòu)成極室循環(huán)系統(tǒng)，
所述酸室與第二循環(huán)泵、第二控制閥、第二流量調(diào)節(jié)器和第二儲(chǔ)罐依次串聯(lián)構(gòu)成酸室循環(huán)系統(tǒng)；
所述鹽室與第三循環(huán)泵、第三控制閥、第三流量調(diào)節(jié)器和第三儲(chǔ)罐依次串聯(lián)構(gòu)成鹽室循環(huán)系統(tǒng)；
所述堿室與第四循環(huán)泵、第四控制閥、第四流量調(diào)節(jié)器和第四儲(chǔ)罐依次串聯(lián)構(gòu)成堿室循環(huán)系統(tǒng)；
所述鹽室填充有陰陽(yáng)離子混合交換樹(shù)脂，陰離子交換樹(shù)脂與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂比例為5:1~9:3 ;所述堿室內(nèi)填充有陰離子交換樹(shù)脂；所述酸室內(nèi)填充有陽(yáng)離子樹(shù)脂。
[0011]進(jìn)一步，所述鹽室的體積與酸室及堿室的體積比為1:1:1~5:1:1。
[0012]進(jìn)一步，所述陰離子交換樹(shù)脂為季銨-OH型陰離子交換樹(shù)脂；所述陽(yáng)離子樹(shù)脂為磺酸H型陽(yáng)離子樹(shù)脂。
[0013]進(jìn)一步，所述電極為PAN基碳纖維氈電極，所述PAN基碳纖維氈電極的電導(dǎo)率范圍為2.5~10 s/cm,厚度為4~8 _，孔隙率為30%~60%。
[0014]進(jìn)一步，所述模組單元還可以為由雙極膜、陰離子交換膜和雙極膜依次設(shè)置構(gòu)成鹽室和堿室間隔設(shè)置的兩室式結(jié)構(gòu)。
[0015]本發(fā)明的另一目的是提供一種用上述裝置處理對(duì)甲苯磺酸鈉廢液的方法，包括以下步驟:
步驟一.將含對(duì)甲苯磺酸鈉的廢液經(jīng)微孔濾膜過(guò)濾，去除廢液中的懸浮物；
步驟二.將鹽室填充有陰陽(yáng)離子混合交換樹(shù)脂；堿室里填充陰離子交換樹(shù)脂；酸室里填充陽(yáng)尚子樹(shù)脂。
[0016]步驟三.開(kāi)啟第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥和第四控制閥，將步驟一過(guò)濾處理的含對(duì)甲苯磺酸鈉的廢液通過(guò)第三循環(huán)泵、第三控制閥和第三流量調(diào)節(jié)器導(dǎo)入到鹽室內(nèi)，將pH為5~6的對(duì)甲苯磺酸稀溶液通過(guò)第二循環(huán)泵、第二控制閥和第二流量調(diào)節(jié)器導(dǎo)入到酸室，將pH為8~9的氫氧化鈉溶液通過(guò)第四循環(huán)泵、第四控制閥和第四流量調(diào)節(jié)器導(dǎo)入到堿室內(nèi)，將濃度為25g/L的硫酸鈉溶液經(jīng)第一循環(huán)泵、第一控制閥和第一流量調(diào)節(jié)器導(dǎo)入到極室內(nèi)，進(jìn)水方向?yàn)橛上孪蛏希?br> 步驟四.接通直流電源調(diào)節(jié)電壓，開(kāi)始對(duì)甲苯磺酸鈉的廢液進(jìn)行處理，運(yùn)行時(shí)間90~240min ；
步驟五.膜清洗:排出裝置中極室、酸室、鹽室和堿室中的溶液和樹(shù)脂，得到回收的酸液和堿液，關(guān)閉所有閥門(mén)，配置3~6%氫氧化鈉溶液攪拌均勻，加入到第一儲(chǔ)罐、第二儲(chǔ)罐、第三儲(chǔ)罐和第四儲(chǔ)罐，開(kāi)啟第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥和第四控制閥，將配置的氫氧化鈉溶液導(dǎo)入極室、酸室、鹽室和堿室里，膜堆浸泡15~25min后,連續(xù)進(jìn)水清洗,直到膜堆里的出水呈中性后，關(guān)閉所有閥門(mén)。
[0017]進(jìn)一步，鹽室循環(huán)進(jìn)水量均為300ml，堿室和酸室的循環(huán)進(jìn)水量均為IOOmL,各室進(jìn)水循環(huán)流速為10mL/min。
[0018]所述處理方法，步驟三中所述電壓為20~30V，運(yùn)行時(shí)間90~240min。
[0019]進(jìn)一步，所述對(duì)甲苯磺酸鈉廢液，來(lái)自于季戊四醇三丙烯酸酯生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的中和廢液，該廢液的COD濃度為4萬(wàn)~31萬(wàn)mg/L，pH值為6.5~7.5，其中對(duì)甲苯磺酸鈉占總質(zhì)量的15~20%。
[0020]本發(fā)明的特點(diǎn)及積極效果是:
(I)本發(fā)明所用PAN基碳纖維氈電極電阻低、導(dǎo)電性好，同時(shí)具有抗氧化、耐腐蝕的特點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)電極的電阻高、易氧化和易腐蝕的缺點(diǎn)。
[0021](2)本發(fā)明在鹽室填充有陰陽(yáng)離子混合交換樹(shù)脂，酸室和堿室中分別填充陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂，進(jìn)一步提高電滲析槽的電導(dǎo)，減少極化，降低能耗，減少膜污染。發(fā)揮了電滲析器和離子交換樹(shù)脂兩者的長(zhǎng)處。
[0022](3)本發(fā)明裝置和方法適用于高濃度難降解的含對(duì)甲苯磺酸鈉廢液，也可處理涂料行業(yè)季戊四醇三丙烯酸酯生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的中和廢液，該廢液的主要污染物對(duì)甲苯磺酸鈉被分離，同時(shí)獲得氫氧化鈉和對(duì)甲苯磺酸等有機(jī)酸，堿的回收率在47%~91%。回收的酸和堿可回用于生產(chǎn)體系，實(shí)現(xiàn)了廢液的無(wú)害化和資源化目的。
[0023](4)本發(fā)明所用膜清洗程序可延長(zhǎng)離子交換膜壽命，提高膜的重復(fù)使用次數(shù)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明中采用的三室式雙極膜電滲析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為本發(fā)明中采用的三室式雙極膜電滲析裝置的一個(gè)膜堆單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3為本發(fā)明中采用的兩室式雙極膜電滲析裝置的一個(gè)膜堆單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖4為本發(fā)明所處理的對(duì)甲苯磺酸鈉廢液產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)示意圖。
[0028]圖中1.直流電源、2.膜堆、3.模組單元、4.極室、5.夾緊裝置、6.電極、7.第一循環(huán)泵、8.第一控制閥、9.第一流量調(diào)節(jié)器、10.酸室、11.鹽室、12.堿室、13.第二循環(huán)泵、14.第二控制閥、15.第二流量調(diào)節(jié)器、16.第三循環(huán)泵、17.第三控制閥、18.第三流量調(diào)節(jié)器、19.第四循環(huán)泵、20.第四控制閥、21.第四流量調(diào)節(jié)器、22.第一儲(chǔ)罐、23.第二儲(chǔ)罐、24.第三儲(chǔ)罐、25.第四儲(chǔ)罐。
具體實(shí)施例
[0029]以下通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步解釋本發(fā)明的方法，但是本發(fā)明實(shí)施不限于以下形式。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明一種處理對(duì)甲苯磺酸鈉廢液的裝置，該裝置包括直流電源1、膜堆2、夾緊裝置5和電極6; 所述膜堆2包括至少一個(gè)模組單元3，以及設(shè)置所述模組單元兩側(cè)的極室4，所述模組單元為由雙極膜3-1、陽(yáng)離子交換膜3-2、陰離子交換膜3-3和雙極膜3-1依次設(shè)置構(gòu)成酸室10、鹽室11和堿室12間隔設(shè)置的三室式結(jié)構(gòu)；
所述包括直流電源I與所述電極6連接，所述電極6通過(guò)所述夾緊裝置5固定在所述極室4上，所述極室4與所述雙極膜3-1連接，所述極室4與第一循環(huán)泵7、第一控制閥8、第一流量調(diào)節(jié)器9和第一儲(chǔ)罐22依次連接構(gòu)成極室循環(huán)系統(tǒng)，
所述酸室10與第二循環(huán)泵13、第二控制閥14、第二流量調(diào)節(jié)器15和第二儲(chǔ)罐23依次串聯(lián)構(gòu)成酸室循環(huán)系統(tǒng)；
所述鹽室11與第三循環(huán)泵16、第三控制閥17、第三流量調(diào)節(jié)器18和第三儲(chǔ)罐24依次串聯(lián)構(gòu)成鹽室循環(huán)系統(tǒng)；
所述堿室12與第四循環(huán)泵19、第四控制閥20、第四流量調(diào)節(jié)器21和第一儲(chǔ)罐25依次串聯(lián)構(gòu)成堿室循環(huán)系統(tǒng)；
所述鹽室11填充有陰陽(yáng)離子混合交換樹(shù)脂，陰離子交換樹(shù)脂與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂比例為5:1~9:5 ;堿室12內(nèi)填充有陰尚子交換樹(shù)脂,所述酸室10內(nèi)填充有陽(yáng)尚子樹(shù)脂。
[0031]所述鹽室11的體積與酸室10及堿室12的體積比為1:1:1~5:1:1。所述陰離子交換樹(shù)脂為季銨-OH型陰離子交換樹(shù)脂；所述陽(yáng)離子樹(shù)脂為磺酸H型陽(yáng)離子樹(shù)脂。
[0032]所述電極6為PAN基碳纖維氈電極，所述PAN基碳纖維氈電極的電導(dǎo)率范圍為
2.5~10 s/cm,厚度為4~8 _，孔隙率為30%~60%。
[0033]本發(fā)明一種處理對(duì)甲苯磺酸鈉廢液的裝置，該裝置包括直流電源1、膜堆2、夾緊裝置5和電極6 ;
所述膜堆2包括至少一個(gè)模組單元3，以及設(shè)置所述模組單元兩側(cè)的極室4，所述模組單元為由雙極膜3-1、陰離子交換膜3-3和雙極膜3-1依次設(shè)置構(gòu)成鹽室11和堿室12間隔設(shè)置的兩室式結(jié)構(gòu)；
所述包括直流電源I與所述電極6連接，所述電極6通過(guò)所述夾緊裝置5固定在所述極室4上，所述極室4與所述雙極膜3-1連接，所述極室4與第一循環(huán)泵7、第一控制閥8、第一流量調(diào)節(jié)器9和第一儲(chǔ)罐22依次連接構(gòu)成極室循環(huán)系統(tǒng)，
所述鹽室11與第三循環(huán)泵16、第三控制閥17、第三流量調(diào)節(jié)器18和第三儲(chǔ)罐24依次串聯(lián)構(gòu)成鹽室循環(huán)系統(tǒng)；
所述堿室12與第四循環(huán)泵19、第四控制閥20、第四流量調(diào)節(jié)器21和第一儲(chǔ)罐25依次串聯(lián)構(gòu)成堿室循環(huán)系統(tǒng)；
所述鹽室11填充有陰陽(yáng)離子混合交換樹(shù)脂，陰離子交換樹(shù)脂與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂比例為5:1~9:5 ;堿室12內(nèi)填充有陰尚子交換樹(shù)脂,所述酸室10內(nèi)填充有陽(yáng)尚子樹(shù)脂。
[0034]上述裝置處理對(duì)甲苯磺酸鈉廢液的廢液處理方法，包括以下步驟:
步驟一.將含對(duì)甲苯磺酸鈉的廢液經(jīng)微孔濾膜過(guò)濾，去除廢液中的懸浮物；
步驟二.將鹽室11里填充陰陽(yáng)離子混合交換樹(shù)脂，堿室12里填充陰離子交換樹(shù)脂，酸室10里填充陽(yáng)離子樹(shù)脂；
步驟三.開(kāi)啟第一控制閥8、第二控制閥14、第三控制閥17和第四控制閥20，將步驟一過(guò)濾處理的含對(duì)甲苯磺酸鈉的廢液通過(guò)第三循環(huán)泵16、第三控制閥17和第三流量調(diào)節(jié)器18導(dǎo)入到鹽室11內(nèi)，將pH為5~6的對(duì)甲苯磺酸稀溶液通過(guò)第二循環(huán)泵13、第二控制閥14和第二流量調(diào)節(jié)器15導(dǎo)入到酸室10，將pH為8~9的氫氧化鈉溶液通過(guò)第四循環(huán)泵19、第四控制閥20和第四流量調(diào)節(jié)器21導(dǎo)入到堿室12內(nèi)，將濃度為25g/L的硫酸鈉溶液經(jīng)第一循環(huán)泵7、第一控制閥8和第一流量調(diào)節(jié)器9導(dǎo)入到極室4內(nèi)，進(jìn)水方向?yàn)橛上孪蛏希?br> 步驟四.接通直流電源I調(diào)節(jié)電壓，運(yùn)行90~240min ；
步驟五.膜清洗:排出裝置中極室4、酸室10、鹽室11和堿室12中的溶液和樹(shù)脂,得到回收的酸液和堿液，關(guān)閉所有閥門(mén)，配置3~6%氫氧化鈉溶液攪拌均勻，加入到第一儲(chǔ)罐22、第二儲(chǔ)罐23第三儲(chǔ)罐24和第四儲(chǔ)罐25，開(kāi)啟第一控制閥8、第二控制閥14、第三控制閥17和第四控制閥20，將配置的氫氧化鈉溶液導(dǎo)入極室4、酸室10、鹽室11和堿室12里，膜堆浸泡15~25min后，連續(xù)進(jìn)水清洗，直到膜堆里的出水呈中性后，關(guān)閉所有閥門(mén)。
[0035]實(shí)施例1
將含對(duì)甲苯磺酸鈉的涂料廢液經(jīng)微孔濾膜過(guò)濾，去除廢液中的懸浮物。采用陰膜-陽(yáng)膜-雙極膜構(gòu)成的酸室/鹽室/堿室(三室式)膜組單元，鹽室不填充離子交換樹(shù)脂，堿室填充季銨-OH型陰離子交換樹(shù)脂(201 X 7強(qiáng)堿性苯乙烯系異相陰離子交換樹(shù)脂)，酸室填充磺酸H型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(001X7強(qiáng)酸性苯乙烯系異相陽(yáng)離子交換樹(shù)脂)。鹽室初始進(jìn)水為過(guò)濾后的濃度為17g/L的對(duì)甲苯磺酸鈉廢液。為保證一定的電導(dǎo)率，堿室初始進(jìn)水為pH為8的氫氧化鈉溶液，酸室為pH為5的對(duì)甲苯磺酸溶液，極室初始進(jìn)水為25g/L Na2SO4溶液。鹽室循環(huán)進(jìn)水量均為300ml，堿室和酸室的循環(huán)進(jìn)水量均為IOOmL,各室進(jìn)水循環(huán)流速為10mL/min，操作電壓為30V。電極采用PAN基碳纖維氈電極，其碳纖維氈的電導(dǎo)率范圍為
2.5s/cm,厚度為4 mm,孔隙率為30%,電極面積200cm2 ,運(yùn)行時(shí)間為90min。結(jié)果見(jiàn)表1。
[0036]實(shí)施例2
采用陰膜-陽(yáng)膜-雙極膜構(gòu)成的酸室/鹽室/堿室(三室式)膜組單元，鹽室不填充離子交換樹(shù)脂，堿室填充陰離子交換樹(shù)脂，酸室填充陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。酸室初始進(jìn)水為PH為6的對(duì)甲苯磺酸溶液，堿室初始進(jìn)水為pH為9的氫氧化鈉溶液,其余操作條件同實(shí)施例1。結(jié)果見(jiàn)表1。
[0037]實(shí)施例3
采用陰膜-陽(yáng)膜-雙極膜構(gòu)成的酸室/鹽室/堿室(三室式)膜組單元，鹽室填充陰陽(yáng)離子混合交換樹(shù)脂，陰離子交換樹(shù)脂與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂比例為7:3，堿室填充陰離子交換樹(shù)月旨，酸室填充陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。其余操作條件同實(shí)施例1。結(jié)果見(jiàn)表1。
[0038]實(shí)施例4
采用陰膜-陽(yáng)膜-雙極膜構(gòu)成的酸室/鹽室/堿室(三室式)膜組單元，鹽室、酸室、堿室均不填充離子交換樹(shù)脂，其余操作條件同實(shí)施例1。結(jié)果見(jiàn)表1。
[0039]實(shí)施例5
采用陽(yáng)膜-雙極膜構(gòu)成的鹽室/堿室(兩室式)膜組單元，鹽室不填充離子交換樹(shù)脂，堿室填充陰離子交換樹(shù)脂。堿室初始進(jìn)水為pH為8的氫氧化鈉溶液,其余操作條件同實(shí)施例1。結(jié)果見(jiàn)表1。
[0040]實(shí)施例6
采用陽(yáng)膜-雙極膜構(gòu)成的鹽室/堿室(兩室式)膜組單元，鹽室不填充離子交換樹(shù)脂，堿室填充陰離子交換樹(shù)脂。堿室初始進(jìn)水為pH為9的氫氧化鈉溶液,其余操作條件同實(shí)施例1。結(jié)果見(jiàn)表1。
[0041]實(shí)施例7
采用陽(yáng)膜-雙極膜構(gòu)成的鹽室/堿室(兩室式)膜組單元，鹽室和堿室均不填充離子交換樹(shù)脂，其余操作條件同實(shí)施例1。結(jié)果見(jiàn)表1。
[0042]實(shí)施例8
以某工廠生產(chǎn)季戊四醇三丙烯酸酯的含對(duì)甲苯磺酸鈉涂料廢液為研究對(duì)象，在生產(chǎn)季戊四醇三丙烯酸酯過(guò)程中，季戊四醇和丙烯酸(過(guò)量)進(jìn)行酯化反應(yīng)，以對(duì)甲苯磺酸作為酯化反應(yīng)的催化劑以提高反應(yīng)速率，其反應(yīng)方程式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種處理對(duì)甲苯磺酸鈉廢液的裝置，其特征在于，該裝置包括直流電源(I)、膜堆(2)、夾緊裝置(5)和電極(6)； 所述膜堆(2)包括至少一個(gè)模組單元(3)，以及設(shè)置所述模組單元兩側(cè)的極室(4)，所述模組單元為由雙極膜(3-1)、陽(yáng)離子交換膜(3-2)、陰離子交換膜(3-3)和雙極膜(3-1)依次設(shè)置構(gòu)成酸室(10)、鹽室(11)和堿室(12)間隔設(shè)置的三室式結(jié)構(gòu)； 所述包括直流電源(I)與所述電極(6 )連接，所述電極(6 )通過(guò)所述夾緊裝置(5 )固定在所述極室(4)上，所述極室(4)與所述雙極膜(3-1)連接，所述極室(4)與第一循環(huán)泵(7)、第一控制閥(8)、第一流量調(diào)節(jié)器(9)和第一儲(chǔ)罐(22)依次連接構(gòu)成極室循環(huán)系統(tǒng)， 所述酸室(10)與第二循環(huán)泵(13)、第二控制閥(14)、第二流量調(diào)節(jié)器(15)和第二儲(chǔ)罐(23)依次串聯(lián)構(gòu)成酸室循環(huán)系統(tǒng)； 所述鹽室(11)與第三循環(huán)泵(16)、第三控制閥(17)、第三流量調(diào)節(jié)器(18)和第三儲(chǔ)罐(24)依次串聯(lián)構(gòu)成鹽室循環(huán)系統(tǒng)； 所述堿室(12)與第四循環(huán)泵(19)、第四控制閥(20)、第四流量調(diào)節(jié)器(21)和第一儲(chǔ)罐(25)依次串聯(lián)構(gòu)成堿室循環(huán)系統(tǒng)； 所述鹽室(11)填充有陰陽(yáng)離子混合交換樹(shù)脂，陰離子交換樹(shù)脂與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂比例為5:1~9:5 ;所述堿室(12)內(nèi)填 充有陰離子交換樹(shù)脂，所述酸室(10)內(nèi)填充有陽(yáng)離子樹(shù)脂。
2.權(quán)利要求1所述的一種處理對(duì)甲苯磺酸鈉廢液并回收酸堿的裝置，其特征在于:所述模組單元為雙極膜(3-1)、陰離子交換膜(3-3)和雙極膜(3-1)依次設(shè)置構(gòu)成鹽室(11)和堿室(12)間隔設(shè)置的兩室式結(jié)構(gòu)。
3.權(quán)利要求1所述的一種處理對(duì)甲苯磺酸鈉廢液并回收酸堿的裝置，其特征在于:所述鹽室(11)的體積與酸室(10)及堿室(12)的體積比為1:1:1~5:1:1。
4.如權(quán)利要求1所述的一種處理對(duì)甲苯磺酸鈉廢液并回收酸堿的裝置，其特征在于:所述陰離子交換樹(shù)脂為季銨-OH型陰離子交換樹(shù)脂；所述陽(yáng)離子樹(shù)脂為磺酸H型陽(yáng)離子樹(shù)脂。
5.如權(quán)利要求1所述的一種處理對(duì)甲苯磺酸鈉廢液并回收酸堿的裝置，其特征在于:所述電極(6)為PAN基碳纖維氈電極，所述PAN基碳纖維氈電極的電導(dǎo)率范圍為2.5~10s/cm,厚度為4~8 mm,孔隙率為30%~60%。
6.一種如權(quán)利要求1所述的裝置處理對(duì)甲苯磺酸鈉廢液的廢液處理方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一.將含對(duì)甲苯磺酸鈉的廢液經(jīng)微孔濾膜過(guò)濾，去除廢液中的懸浮物； 步驟二.將鹽室(11)填充陰陽(yáng)離子混合交換樹(shù)脂，堿室(12)里填充陰離子交換樹(shù)脂，酸室(10)里填充陽(yáng)離子樹(shù)脂； 步驟三.開(kāi)啟第一控制閥(8)、第二控制閥(14)、第三控制閥(17)和第四控制閥(20)，將步驟一過(guò)濾處理的含對(duì)甲苯磺酸鈉的廢液通過(guò)第三循環(huán)泵(16)、第三控制閥(17)和第三流量調(diào)節(jié)器(18)導(dǎo)入到鹽室(11)內(nèi)，將pH為5~6的對(duì)甲苯磺酸稀溶液通過(guò)第二循環(huán)泵(13)、第二控制閥(14)和第二流量調(diào)節(jié)器(15)導(dǎo)入到酸室(10)，將pH為8~9的氫氧化鈉溶液通過(guò)第四循環(huán)泵(19)、第四控制閥(20)和第四流量調(diào)節(jié)器(21)導(dǎo)入到堿室(12)內(nèi)，將濃度為25g/L的硫酸鈉溶液經(jīng)第一循環(huán)泵(7 )、第一控制閥(8 )和第一流量調(diào)節(jié)器(9 )導(dǎo)入到極室(4)內(nèi)，進(jìn)水方向?yàn)橛上孪蛏希? 步驟四.接通直流電源(I)調(diào)節(jié)電壓，開(kāi)始對(duì)甲苯磺酸鈉的廢液進(jìn)行處理，運(yùn)行時(shí)間90 ~240min ； 步驟五.膜清洗:排出裝置中極室(4)、酸室(10)、鹽室(11)和堿室(12)中的溶液和樹(shù)月旨，得到回收的酸液和堿液，關(guān)閉所有閥門(mén)，配置3~6%氫氧化鈉溶液攪拌均勻，加入到第一儲(chǔ)罐(22)、第二儲(chǔ)罐(23)、第三儲(chǔ)罐(24)和第四儲(chǔ)罐(25)，開(kāi)啟第一控制閥(8)、第二控制閥(14)、第三控制閥(17)和第四控制閥(20)，將配置的氫氧化鈉溶液導(dǎo)入極室(4)、酸室(10)、鹽室(11)和堿室(12)里，膜堆浸泡15~25min后，連續(xù)進(jìn)水清洗，直到膜堆里的出水呈中性后，關(guān)閉所有閥門(mén)。
7.如權(quán)利要求6所述的處理方法，其特征在于:鹽室循環(huán)進(jìn)水量均為300ml，堿室和酸室的循環(huán)進(jìn)水量均為IOOmL,各室進(jìn)水循環(huán)流速為10mL/min。
8.如權(quán)利要求6所述處理方法，其特征在于，步驟三中所述電壓為20~30V。
9.如權(quán)利要求6所述處理方法，其特征在于，所述對(duì)甲苯磺酸鈉廢液，來(lái)自于季戊四醇三丙烯酸酯生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的中和廢液，該廢液的COD濃度為4萬(wàn)~31萬(wàn)mg/L，pH值為6.5~7.5，其中對(duì)甲苯磺酸鈉占總質(zhì)量的15~20%。
【文檔編號(hào)】C02F101/34GK103787471SQ201410036336
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】汪群慧, 陳煥璽, 高云智, 林晗, 馬英群, 程建 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)