CN109704508A - 一种牛磺酸生产工艺中产生的含硫酸铵高盐废水的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于废水处理领域，尤其涉及一种牛磺酸生产工艺中产生的含硫酸铵高盐废水的处理方法。本发明处理的牛磺酸生产的废水中主要含有硫酸铵、亚硫酸铵和牛磺酸，经过蒸发浓缩脱除部分固体硫酸铵，作为副产销售取得定经济效益，蒸出水经脱氨和生化处理达标排放。

Description

一种牛磺酸生产工艺中产生的含硫酸铵高盐废水的处理方法

技术领域

本发明属于废水处理领域，尤其涉及一种牛磺酸生产工艺中产生的含硫酸铵高盐废水的处理方法。

背景技术

牛磺酸(Taufine)化学名为2一氨基乙磺酸，在医药、食品、饲料、化妆品等行业都有很重要的用途。牛磺酸的生产方法主是生物提取和化学合成，由于生物资源和生产成本的限制，生物提取牛磺酸只能占有极少的一部分。随着改革开放和国内化工技术的大力发展，牛磺酸的化学合成生产基本集中到了中国。牛磺酸的化学合成工艺路线有很多，目前国内应用的工艺路线主要是两种：环氧乙烷法和乙醇胺法；其中，环氧乙烷工艺以环氧乙烷为起始原料，在管式反应器中高压高温条件下环氧乙烷与亚硫酸氢钠反应生成羟乙基磺酸钠，继续与氨反应生成牛磺酸钠，经酸化得到牛磺酸，反应过程压力可高达7MPa以上；乙醇胺法起始原料为乙醇胺，先与硫酸反应生成硫酸氢氨基乙酯，再在110℃以下和亚硫酸钠(铵)进行酯交换磺化制得牛磺酸；乙醇胺法是传统的牛磺酸生产工艺，其生产为常压反应，温度也不超过110℃，工艺安全，无剧毒物质的使用。

在2002年之前这两种工艺都采用亚硫酸钠为磺化剂，副产为硫酸钠，当时主要销售给泡花碱的厂家做原料；生产泡花碱用硫酸钠代替碳酸钠节约成本，但排放大量的二氧化硫，已经为环保部门所禁止，硫酸钠副产的出路又成为一大问题。经改进后的乙醇胺法使用亚硫酸铵为磺化剂，副产硫酸铵可以作为化肥的原料，所以解决了硫酸钠副产难以处理的问题。但是提取了硫酸铵之后仍有一定量的废水需要处理。

处理高盐废水较为成熟有效的工艺主要包括物理法、物理化学法、生物化学法及其组合工艺，物理化学法中主要的是：电化学法、膜分离法、深度氧化法、离子交换法和焚烧法。物理法是将废水进行蒸发分离，固体部分需要另行处理，适用范围受到一定限制。物理化学法的技术和成本目前也受到一定限制，应用上有一定局限性，特别是废水中的有机成分电化学法等方法处理不了。对于有机废水来说生化法仍是首选的方法。生化法处理的关键在于活性污泥系统，在盐浓度过高的情况下，高渗透压使微生物细胞脱水引起细胞原生质分离、盐析作用而脱氢酶活性降低等原因会使微生物无法生长，污泥系统失稳、高盐致使废水密度增加也引起活性污泥容易上浮流失。通常高含盐废水的生化处理需要进行稀释，以在低盐浓度下(盐浓度小于1%)运行，会造成水资源的浪费，需要增加水处理设施容积和运行费用。随着水资源的日趋紧张，国家出台的保护水资源各项法规和收费的实施，给高含盐废水处理的企业带来了负担。活性污泥系统适宜的盐浓度在1%以下，但通过缓慢提高盐浓度可以筛选出一些耐盐菌适应高盐废水，也可以通过接种一些嗜盐菌种来缩短驯化过程。渗透压的变化可能引起微生物代榭途径的改变，菌种选择的结果使适应高盐的菌种较少，只有当微生物经培养驯化后，才能产生适应高盐的菌种。虽然经过驯化后的活性污泥在盐含量3％ 一5％甚至更高情况下均能正常运行，但是污泥系统运行很不稳定，特别不能有盐浓度的大的波动。所以高盐废水的处理一直是废水处理的难题，往往需要多种方法综合处理。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种牛磺酸生产工艺中产生的含硫酸铵高盐废水的处理方法，该方法终处理出水达到污水处理厂的相关要求。

为了实现上述目的，本发明提供的牛磺酸生产工艺中产生的含硫酸铵高盐废水的处理方法，具体包括以下步骤。

步骤1、废弃母液的预处理：取乙醇胺法生产牛磺酸产生的废水（即废弃母液），在100-120℃条件下初步蒸发浓缩至废水总体积的1/3-2/3，蒸出水为高含盐量的废水；蒸余物降温至15-20℃，分离得到固体硫酸铵和母液；合并液体部分，得到预处理后的高盐废水。

步骤2、吹氨脱氨处理：废水经调节池调节至PH值为5.5-6.5后，进人脱氨塔吹氨脱氨，由上而下喷淋进入，塔底空气鼓风将氨气以气态吹出进入吸收塔；流出废水进入生化处理工艺。

步骤3、废水终处理：(1)经过脱氨处理的废水进入升流式厌氧污泥床，停留10-15h后，去除高浓度废水COD，大分子有机物在厌氧环境下充分分解为小分子有机物，并进一步分解为甲烷和二氧化碳，降低废水有机物浓度至原浓度的1/4-1/3；（2）浓缩后的高盐氨氮废水进入膜蒸馏加热水池中加热，然后泵入膜蒸馏组件，在膜蒸馏组件中被分离成膜蒸馏浓水和膜蒸馏产水；(3)膜蒸馏浓水返回膜蒸馏加热水池继续循环浓缩，当膜蒸馏加热水池中的膜蒸馏浓水到达设定浓度时，泵入膜蒸馏浓水原水池中自然降温，之后，泵入正渗透驱动液池作为驱动液待用；(4)经以上工艺过程处理所得水进人集水池，进行检测达标后，出水接入市政管网。

所述的废弃母液中含有反应的生成的硫酸铵、未反应的亚硫酸铵和少量的牛磺酸、乙醇胺硫酸酯。

本发明的显著效果。

本发明处理后的废水有机物含量明显降低，满足去污水处理厂的要求；本发明方法体现了操作方便、运行可靠、工业化投资费用低等特点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1。

牛磺酸生产工艺中产生的含硫酸铵高盐废水的处理方法，具体包括以下步骤。

步骤1、废弃母液的预处理：取乙醇胺法生产牛磺酸产生的废水（即废弃母液），在120℃条件下初步蒸发浓缩至废水总体积的2/3，蒸出水为高含盐量的废水；蒸余物降温至15℃，分离得到固体硫酸铵和母液；合并液体部分，得到预处理后的高盐废水。

步骤2、吹氨脱氨处理：废水经调节池调节至PH值为6.5后，进人脱氨塔吹氨脱氨，由上而下喷淋进入，塔底空气鼓风将氨气以气态吹出进入吸收塔；流出废水进入生化处理工艺。

步骤3、废水终处理：(1)经过脱氨处理的废水进入升流式厌氧污泥床，停留15h后，去除高浓度废水COD，大分子有机物在厌氧环境下充分分解为小分子有机物，并进一步分解为甲烷和二氧化碳，降低废水有机物浓度至原浓度的1/3；（2）浓缩后的高盐氨氮废水进入膜蒸馏加热水池中加热，然后泵入膜蒸馏组件，在膜蒸馏组件中被分离成膜蒸馏浓水和膜蒸馏产水；(3)膜蒸馏浓水返回膜蒸馏加热水池继续循环浓缩，当膜蒸馏加热水池中的膜蒸馏浓水到达设定浓度时，泵入膜蒸馏浓水原水池中自然降温，之后，泵入正渗透驱动液池作为驱动液待用；(4)经以上工艺过程处理所得水进人集水池，进行检测达标后，出水接入市政管网。

采用上述实施例1预处理前后的废弃母液中成分分析，见表1。

表1 预处理前后成分分析表。

由表1可见，蒸发水中的盐的含量仍然较高，分析含盐量高的原因有两个：一是蒸发过程的泡沫气液夹带，二是母液中存在的亚硫酸铵是弱酸弱碱盐，加热时分解为气体二氧化硫和氨气，进入蒸发水成为亚硫酸铵，部分氧化最终成为硫酸铵；根据分析结果母液的处理采用单一方法难以完成，需综合采用物理、化学、生物等综合处理措施；单一的物理化学方法或者生物方法均不能解决问题；但是，提取了硫酸铵之后仍有一定量的废水需要处理，一是硫酸铵结晶后的母液，二是浓缩蒸发出来的蒸发水中含盐量仍然高达5%，需要进行综合处理。牛磺酸生产的废水中主要含有硫酸铵、亚硫酸铵和牛磺酸，经过蒸发浓缩脱除部分固体硫酸铵，作为副产销售取得定经济效益，蒸出水经脱氨和生化处理达标排放。

Claims (3)

1.一种牛磺酸生产工艺中产生的含硫酸铵高盐废水的处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1、废弃母液的预处理：取乙醇胺法生产牛磺酸产生的废水（即废弃母液），在100-120℃条件下初步蒸发浓缩至废水总体积的1/3-2/3，蒸出水为高含盐量的废水；蒸余物降温至15-20℃，分离得到固体硫酸铵和母液；合并液体部分，得到预处理后的高盐废水；

步骤2、吹氨脱氨处理：废水经调节池调节至PH值为5.5-6.5后，进人脱氨塔吹氨脱氨，由上而下喷淋进入，塔底空气鼓风将氨气以气态吹出进入吸收塔；流出废水进入生化处理工艺；

步骤3、废水终处理：(1)经过脱氨处理的废水进入升流式厌氧污泥床，停留10-15h后，去除高浓度废水COD，大分子有机物在厌氧环境下充分分解为小分子有机物，并进一步分解为甲烷和二氧化碳，降低废水有机物浓度至原浓度的1/4-1/3；（2）浓缩后的高盐氨氮废水进入膜蒸馏加热水池中加热，然后泵入膜蒸馏组件，在膜蒸馏组件中被分离成膜蒸馏浓水和膜蒸馏产水；(3)膜蒸馏浓水返回膜蒸馏加热水池继续循环浓缩，当膜蒸馏加热水池中的膜蒸馏浓水到达设定浓度时，泵入膜蒸馏浓水原水池中自然降温，之后，泵入正渗透驱动液池作为驱动液待用；(4)经以上工艺过程处理所得水进人集水池，进行检测达标后，出水接入市政管网。

2.如权利要求1所述的牛磺酸生产工艺中产生的含硫酸铵高盐废水的处理方法，其特征在于，所述的废弃母液中含有反应的生成的硫酸铵、未反应的亚硫酸铵和少量的牛磺酸和乙醇胺硫酸酯。

3.如权利要求1所述的牛磺酸生产工艺中产生的含硫酸铵高盐废水的处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1、废弃母液的预处理：取乙醇胺法生产牛磺酸产生的废水（即废弃母液），在120℃条件下初步蒸发浓缩至废水总体积的2/3，蒸出水为高含盐量的废水；蒸余物降温至15℃，分离得到固体硫酸铵和母液；合并液体部分，得到预处理后的高盐废水；

步骤2、吹氨脱氨处理：废水经调节池调节至PH值为6.5后，进人脱氨塔吹氨脱氨，由上而下喷淋进入，塔底空气鼓风将氨气以气态吹出进入吸收塔；流出废水进入生化处理工艺；

步骤3、废水终处理：(1)经过脱氨处理的废水进入升流式厌氧污泥床，停留15h后，去除高浓度废水COD，大分子有机物在厌氧环境下充分分解为小分子有机物，并进一步分解为甲烷和二氧化碳，降低废水有机物浓度至原浓度的1/3；（2）浓缩后的高盐氨氮废水进入膜蒸馏加热水池中加热，然后泵入膜蒸馏组件，在膜蒸馏组件中被分离成膜蒸馏浓水和膜蒸馏产水；(3)膜蒸馏浓水返回膜蒸馏加热水池继续循环浓缩，当膜蒸馏加热水池中的膜蒸馏浓水到达设定浓度时，泵入膜蒸馏浓水原水池中自然降温，之后，泵入正渗透驱动液池作为驱动液待用；(4)经以上工艺过程处理所得水进人集水池，进行检测达标后，出水接入市政管网。