[发明专利]双极膜电渗析集成纳滤、反渗透技术资源化处理草甘膦母液的方法及装置

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种双极膜电渗析集成纳滤、反渗透技术的资源化处理草甘膦中和母液的方法。

(二)背景技术

草甘膦是一种应用广泛的灭生性芽后除草剂，在农业生产中具有广泛的应用，目前草甘膦的生产主要有亚氨基二乙酸法(IDA法)和亚磷酸二烷基酯法(DMP)。IDA工艺生产的草甘膦母液浓度较低，传统的蒸发工艺脱水制成水剂的蒸发过程能耗高，同时高温蒸发容易造成草甘膦分子的分解而降低产品收率。CN1775786A公开了一种可有效浓缩母液，降低能耗，减少污染的方法。而DMP法合成的草甘膦碱性母液具有成分复杂，有机物浓度高，含盐量大，且富含草甘膦等特点，长期以来都缺少有效、经济的处理方法，很难用专利CN1775786A公开的方法来处理。目前，常用的母液工业化处理技术主要有：(1)兑水稀释再经物化、生化处理后排放至水体，既浪费了水资源及草甘膦等物质资源，又严重污染了环境；(2)经蒸发浓缩分离后加入草甘膦原粉及助剂等调配成10％等各种水剂出售，能耗大、成本高，草甘膦回收率低。CN101195639A公开了采用扩散渗析法和电渗析的方法来处理DMP草甘膦酸性母液。该方法可以回收母液中的三乙胺和草甘膦。但对于碱性母液的处理，用电渗析方法处理后的浓缩液含有一定量的有机物，该高浓度的含盐废水的排放会产生二次污染，而且给企业带来很大的废水排放压力。若产用采用蒸发浓缩得到的氯化钠由于含有一定的有机物而使其价值降低，而且处理过程能耗高。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种双极膜电渗析集成纳滤、反渗透技术处理碱性草甘膦母液的新方法，该方法运用双极膜、阳离子交换膜和阴离子交换膜，通过不同顺序排列，组成双极膜电渗析装置，对草甘膦碱性母液进行处理，母液的钠离子透过阳离子交换膜进入碱室与双极膜产生的氢氧根离子结合生成氢氧化钠，氯离子透过阴离子交换膜进入酸室与双极膜产生的氢离子结合生成盐酸，由于草甘膦分子不带电荷在离子交换膜的选择性作用下被截留余母液中。当母液中的电导在10000以下时，将脱盐后的母液用纳滤膜进行脱盐浓缩和反渗透浓缩，回收草甘膦，反渗透产水可以用于工艺用水。本发明所得到的酸碱浓度在2mol/L以上，所得到的盐酸可用于生产过程的酯化反应的水解，氢氧化钠可以用回收三乙胺。浓缩后的草甘膦浓度可达到10％以上，作为最终商品草甘膦水剂，该发明实现了真正意义上的零排放草甘膦母液清洁处理工艺，可广泛应用于高含盐量草甘膦母液的处理。经过双极膜电渗析和膜分离设备的双重作用，草甘膦废液被脱盐提浓，同时回收盐酸和氢氧化钠，而且处理后的水用用水，真正达到资源循环、降低资源消耗、改善环境污染的目的，能带来显著的经济效益与社会效益。

本发明是通过以下技术方案进行实现的：

(1)一种双极膜电渗析集成纳滤、反渗透技术的资源化处理草甘膦中和母液的方法，所述方法为：所述采用三隔室双极膜电渗析设备，所述的双极膜电渗析设备由预处理装置、双极膜电渗析膜堆、循环泵、直流电源等组成，所述双极膜电渗析装置由两侧的极液室，和夹在两侧极液室中间电渗析隔室构成，所述的电渗析隔室由阴离子交换膜、双极膜和阳离子交换膜间隔排列构成酸室、碱室、料液室单元组排列组成，所述电渗析隔室设有可通入循环冷冻盐水的循环盘管，所述极液室分为阳极室和阴极室，通过循环泵将硫酸钠溶液分别泵入阳极室和阴极室，并通入直流电源；所述的双极膜电渗析处理碱性母液按如下步骤制成：用料液泵将草甘膦母液泵入预处理装置进行处理后，进入双极膜电渗析装置的料液室。所述的预处理装置由微滤装置和超滤装置组成，其目的是去除母液中的颗粒物和大分子有机物，保证双极膜电渗析设备长期有效的运行。酸室和碱室分别加入水或者一定浓度的盐酸或者氢氧化钠，极液室分别加入质量浓度3％硫酸钠溶液，控制双极膜电渗析装置的电流密度为300～1000A/m²，温度20～45℃，运行过程中电渗析隔室通过循环盘管中的冷冻盐水进行循环冷却，同时监视料液室的电导率，当料液室的电导率降至10ms/cm以下，运行电压突然升高时，排出料液室中的全部料液即排出料液，排除碱室和酸室中的溶液，同时碱室和酸室分别加入与排除的溶液等量的水，料液室加入与排出料液等体积的母液，继续运行，重复上述操作，同时监视料液室的电导率，当料液室的电导率降至10ms/cm以下，运行电压突然升高时，停止运行。酸室中的盐酸酸溶液用于生产过程中酯化反应的水解，氢氧化钠溶液用于回收三乙胺，脱盐后的母液进行后学的处理。所述原料进入双极膜电渗析装置的料液室的流速为500～1500L/h。