[发明专利]一种乙酰基吡嗪生产废水中吡嗪与盐类的分离方法

说明书

本发明提供了一种乙酰基吡嗪生产废水中的吡嗪和盐类的分离方法，其使用电渗析装置在一定的电解温度、循环流量以及电流密度下分离乙酰基吡嗪生产废水中的吡嗪和盐类。采用上述技术方案后，在直流电场的作用下，硫酸盐和过硫酸盐在水中完全电离，其中，盐类透过阴离子交换膜和阳离子交换膜从淡化室迁移至浓缩室，分离出吡嗪的废水经浓缩后，通过电解生成过硫酸铵继续用作化学法生产乙酰基吡嗪的氧化剂；其中，吡嗪由于不带电而被留在淡化室中，吡嗪截留率达90％以上，从而实现吡嗪和其他盐类的有效分离。

技术领域

本发明涉及废水处理领域，尤其涉及含吡嗪有机物的乙酰基吡嗪生产废水的处理方法。

背景技术

含吡嗪有机物的高盐废水来源于化学法生产乙酰基吡嗪，化学法生产乙酰基吡嗪的过程使用吡嗪和丙酮酸为原料，过硫酸铵为氧化剂，七水合硫酸亚铁为催化剂，因此反应结束后的废水中存在三价铁离子、未反应完全的吡嗪和过硫酸铵、以及大量还原产物硫酸铵，经氨水调节废水pH值为中性除去三价铁后，废水中还存在少量吡嗪、过硫酸铵和大量硫酸铵。

利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子(如离子)的方法称为渗析。在电场作用下进行渗析时，溶液中的带电的溶质粒子(如离子)通过膜而迁移的现象称为电渗析。电渗析技术最初用于海水淡化，现在广泛用于化工、轻工、冶金、造纸、医药工业，尤以制备纯水和在环境保护中处理三废最受重视，例如用于酸碱回收、电镀废液处理以及从工业废水中回收有用物质等。但是，现有技术中使用电渗析技术处理工业废水时，电渗析装置及处理工艺流程还存在步骤繁琐和使用试剂种类繁多的缺陷。因此，针对乙酰基吡嗪生产废水的处理而言，还缺少一种更加简单高效且低成本的分离盐和有机物的技术。

发明内容

为了克服现有技术中针对乙酰基吡嗪生产废水的处理而言，还缺少一种更加简单高效且低成本的分离盐和有机物的技术缺陷，本发明的第一个目的在于提供一种乙酰基吡嗪生产废水中的吡嗪和盐类的分离方法，其使用电渗析装置分离乙酰基吡嗪生产废水中的吡嗪和盐类，所述分离方法包括以下步骤：

步骤S1：将乙酰基吡嗪生产废水加入电渗析装置的淡化室中，并向电渗析装置的浓缩室中加入0.03～0.1mol·L^-1硫酸铵溶液，向阳极室和阴极室中分别加入0.3～1mol·L^-1硫酸铵溶液；以及

步骤S2：打开电渗析装置的驱动泵，待电渗析装置的膜堆中充满溶液后，打开电源以使电渗析装置通电，并在电解温度为15～40℃、循环流量为50～200L·h^-1以及电流密度为200～500A·m^-2的条件下进行电解，即可分离乙酰基吡嗪生产废水中的吡嗪和盐类。

如果浓缩室中加入的硫酸铵浓度高于0.1mol·L^-1，由于离子迁移的浓差作用，会存在离子会大量反渗的技术缺陷；如果浓缩室中加入的硫酸铵浓度低于0.03mol·L^-1，则会存在初始膜堆电压过大的技术缺陷。

如果极室中加入的硫酸铵浓度低于0.3mol·L^-1，则存在电压越高，功耗越大的技术缺陷；如果极室中加入的硫酸铵浓度高于1mol·L^-1硫酸铵溶液，则会存在试剂浪费的技术缺陷。

进一步地，所述电渗析装置包括电渗析器、淡化液储槽、浓缩液储槽、极液储槽、若干驱动泵、若干流量器和若干输液管路，所述电渗析器包括阴极电极板、阳极电极板和设于所述阴极电极板和阳极电极板之间的膜堆，所述膜堆包括若干阴离子交换膜和若干与所述阴离子交换膜交替间隔设置的阳离子交换膜。本申请中的阴离子交换膜和阳离子交换膜可以为本领域的任意类型。

进一步地，所述阴离子交换膜和所述阳离子交换膜共同构成若干淡化室和若干与所述淡化室交替排列设置的浓缩室。

进一步地，所述阴离子交换膜的数量为4个，所述阳离子交换膜的数量为5个，4个所述阴离子交换膜和5个所述阳离子交换膜共同构成4个淡化室和4个浓缩室，所述浓缩室与所述淡化室交替排列设置。