[发明专利]一种回收催化剂生产废水中四丙基氢氧化铵的方法

说明书

技术领域

本发明涉及膜分离技术与化学蒸馏、萃取提纯相结合的方法处理国内目前难处理的催化剂生产废水，属于环保与水处理领域。

背景技术

催化剂生产废水中四丙基氢氧化铵含量很高，且四丙基氢氧化铵为难生物降解和生物抑制性的物质，未经处理不能直接排入自然水体，目前国内外对该种废水的处理还没有很有效的处理该废水的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种从利用纳滤和蒸发的方式回收催化剂生产废水中四丙基氢氧化铵的方法。

本发明的特点在于，与传统处理有机胺废水的方法如芬顿反应、离子交换、微电解相比，利用膜分离技术，可有效的选择分离大分子有机物，将浓水浓缩很多倍之后进行蒸馏分离，这样就减少了需蒸发溶液的体积，有效的节约了能耗，提高了回收效率。此方法既可以有效的回收附加值特别高的四丙基氢氧化铵，也可以有效的处理该废水。

本发明是这样实现的：

         利用纳滤和蒸发的方式回收催化剂生产废水中四丙基氢氧化铵的方法，按如下步骤进行： 取一定体积的催化剂生产废水，用质量分数10%的盐酸调节废水pH=5-7，此时溶液中的四丙基氢氧化铵转化为四丙基氯化铵，该物质分子量为221.81，可被纳滤膜有效的拦截，纳滤的出水为不含四丙基氯化铵的溶液，该溶液为稀水，内含物质主要为分子量小于200的小分子有机物以及一价离子；剩余的为浓水，内含主要物质为四丙基氯化铵以及二价三价离子；第一次浓缩将纳滤机器压力调节至20kg，获得占总体积1/6的浓水与5/6的稀水；将该浓水加入纳滤机器中进一步浓缩，此时纳滤机器压力调节至25kg，获得占进水总体积1/3的浓水与2/3的稀水；将该浓水继续加入纳滤机器进行浓缩，此时纳滤机器压力调节至30kg；此时得到占进水总体积1/2的浓水与1/2的稀水；混合以上三步中的稀水，获得的最终的浓水为总废水体积的1/36。

上述所获得的浓水利用20%的NaOH调节pH=11-13，将溶液中的四丙基氯化铵转化为四丙基氢氧化铵，进行蒸馏，蒸出95%的液体，剩余的占总体积的5%的溶液即为浓度极高的四丙基氢氧化铵溶液，将该溶液加入至胺类萃取剂中进行萃取提纯即得到纯度较高的四丙基氢氧化铵产品。稀水中所含的为一价态钠离子氯离子以及其他醇类小分子有机物，可进入生化处理。

实施实例1

取12L从某催化剂生产厂家取得的催化剂生产废水（经检测COD含量为48500mg/L）；用10%的HCl调节该溶液pH到6；将此溶液加入到小型纳滤装置中，第一次的压力设置为20kg，获得产水10L（稀水），装置中剩余的为浓水（2L）；提高压力为25kg，开启装置，获得出水1.3L（稀水），装置中剩余浓水为（0.7L）；提高装置压力为30kg，再次开启装置，获得0.35L的产水，最终得到浓水0.35L；混合上述的稀水得到11.65L的可处理液；检测最终浓水COD_Cr为1500000mg/L；检测稀水COD_Cr为28000mg/L，BOD₅为21000mg/L；该水可生化性良好。

将此浓水利用20%的NaOH调节pH=12，加入到圆底烧瓶中，放入电热套进行蒸发，蒸发获得330ml馏出液与20ml油状残留液；此残留液加入分液漏斗中并加入胺类萃取剂萃取提纯，可得纯度较高的四丙基氢氧化铵。

实施实例2

制作一台中试纳滤处理装置处理：可直接装入一根纳滤膜滤芯；取90L从某催化剂生产厂家取得的催化剂生产废水（经检测COD_Cr为40000mg/L）；用10%的HCl调节该溶液pH到6.3；将此溶液加入到该纳滤装置中，第一次的压力设置为20kg，获得产水75L（稀水），装置中剩余的为浓水（15L）；提高压力为25kg，开启装置，获得出水10L（稀水），装置中剩余浓水为（5L）；提高装置压力为30kg，再次开启装置，获得2.5L的产水，最终得到浓水2.5L；混合上述的稀水得到87.5L的可处理液；检测最终浓水COD_Cr为1240000mg/L；稀水COD_Cr含量为27000mg/L，BOD₅为21000mg/L；可生化性良好。

将此浓水利用20%的NaOH调节pH=11.5，加入到圆底烧瓶中，放入电热套进行蒸发，蒸发获得2300ml馏出液与200ml油状残留液；此残留液加入分液漏斗中并加入胺类萃取剂萃取提纯，获得的四丙基氢氧化铵利用气相色谱检测其纯度为92%。