浅谈精馏在农药废水预处理中的应用

Posted 2023-01-12 精馏

篇首语：吃的苦中苦，方为人上人。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了浅谈精馏在农药废水预处理中的应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

精馏本是化工生产行业中的一种生产工艺，本文以山东先达化工有限公司为例，介绍了精馏工艺在农药废水预处理中的应用。采用精馏的方法对农药废水进行预处理，不但能降低废水的COD浓度，同时能够回收部分副产品，获得良好的经济效益。
农药行业的废水具有几个特点：①有机物浓度高，毒害大。合成废水的COD一般均在几万mg.L-1以上，有时甚至高达几十万mg.L-1；②污染物成分复杂；③难生物降解物质多；④吨产品废水排放量大，而且由于生产工艺不稳定、操作管理等问题，造成废水水质、水量不稳定，为废水处理带来了一定的难度。近年来农药废水预处理方法包括混凝法、吸附法、水解法、微电解法、氧化法等。本文以山东先达化工有限公司为例，介绍了一种新方法———精馏工艺在农药废水预处理中的应用。精馏原理是指利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分(轻组分)不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断分离的过程。采用精馏的方法对农药废水进行预处理，不但能降低废水的COD浓度，便于废水的进一步处理，同时能够回收部分副产品，获得良好的经济效益。
1 废水来源及特点
农药废水来源于山东先达化工有限公司化学原料的缩合过程，该公司拥有咪草烟、烯酰吗啉、烯禾啶及烯草酮四条原药生产线，其废水有机物含量高成分复杂。
该公司主要生产咪草烟类除草剂，其中在中间体工艺生产过程中产生两股含有乙醇的高浓度废水，分别为2，3-吡啶二羧酸酐(简称PDE)中间体生产过程中的CADE废水，以及在咪草烟合成时产生的含乙醇废水。具体反应如下：

此反应过程中有副产物乙醇的产生，同时，因有HCL参与反应故造成所生成的乙醇PH值显强酸性，乙醇含量在12%左右。
咪草烟(简称PST)合成方法：正丁醛与甲醛反应生成2-乙基丙烯醛；氯乙酸乙酯和草酸二乙酯在乙醇钠存在下反应生成氯代草酰乙酸二乙酯；2-乙基丙烯醛和氯代草酰乙酸二乙酯在氨基磺酸铵存在下反应生成5-乙基吡啶羧酸二乙酯；5-乙基吡啶羧酸二乙酯和2-氨基-2，3-二甲基丁酰胺反应生成咪草烟。在合成过程中有副产物乙醇的产生，同时含有甲苯，反应完毕后需水洗、萃取、脱溶处理；在水洗、萃取时含乙醇废水被排掉，其中乙醇含量约在30%。
2 废水处理方法
先达公司将各车间产生的不同废水分别存放，再根据各自的特性进行必要的精馏预处理，大大降低了废水中有机物的含量，为后续的综合处理打好基础。
2.1 CADE废水处理方法
将CADE废水集中回收后有氢氧化钙进行中和处理待pH=7左右时，打入精馏塔进行精馏，精馏是采用间歇精馏的方法，塔高10米，塔径500。经过精馏后，乙醇含量在94%(用比重计测)。
2.2 咪草烟废水处理方法
将咪草烟废水集中回收到间歇精馏塔内进行精馏，塔高10米，塔径300。若甲苯含量较多时，可进行静止分层处理将上层的甲苯单独回收存放，待达到一定量时可集中进精馏塔进行精馏处理。在精馏时，其最初的前馏分大部分是苯醇混合物，用水萃取乙醇使甲苯和乙醇分离，萃取后的乙醇和咪草烟废水一同进入精馏塔进行精馏处理。甲苯可和上述的处理甲苯一同混合处理。(处理后乙醇含量在91%用比重计测，甲苯含量在99%。)
3 废水预处理后污染物削减情况

由表1可以看出，咪草烟分层废水经精馏后化学需氧量可以削减96.8%，CADE分层废水经精馏后化学需氧量可以削减95.8%，大大降低了废水的污染物浓度，减少了废水的排放量，使废水进入到废水处理设施后更便于处理。
4 经济性分析
4.1 CADE废水
原水COD=256000mg.L-1，经精馏处理后COD=10800mg.L-1，COD去除率可达95.8%，每吨废水可回收110Kg乙醇，耗用蒸气0.93t，耗用氢氧化钙100kg，耗电32Kwh。

4.2 咪草烟废水
原水COD=300000mg.L-1，经精馏处理后COD=9600mg.L-1，COD去除率可达96.8%，每吨废水可回收290kg乙醇、200kg甲苯，处理每吨废水耗用蒸气0.96t，耗电35Kwh，处理苯醇混合物每吨耗用蒸气0.96t，耗电35Kwh，总共耗用蒸气1.92t，耗电70Kwh。

5 结论
用精馏方法处理农药生产中的废水可以看作是农药生产的扩展，既对废水进行预处理，减少了废水的排放量，降低了废水中污染物的浓度，同时也产生一种可获高利润的化工副产品，使环境效益、社会效益、经济效益得到最大共赢。此种方法可在化工、农药生产企业中得到更多的应用。