吹脱法处理合成革厂DMF蒸馏废水中的二甲胺

1、Treatment of dimethylamine contained in DMF distillation wastewaterfrom synthetic leather factories by air strippingQu Jingxin 1,Chen Junzhi 1,He Fei 2,Yang Jianzhou 1(1.Key Laboratory of Auxiliary Chemistry &Technology for Chemical Industry ,College of Chemistry &Chemical Engineering ,Shaan

2、xi University of Science and Technology ,Xi an 710021,China ;2.Zhejiang Wenzhou Research Institute of Light Industry ,Wenzhou 325003,China 吹脱法处理合成革厂DMF 蒸馏废水中的二甲胺曲晶心1,陈均志1,何飞2,杨建洲1(1.陕西科技大学化学与化工学院,教育部轻化工助剂重点实验室,陕西西安710021;2.浙江省温州轻工研究院,浙江温州325003摘要介绍了吹脱法处理合成革厂DMF 蒸馏废水的试验过程,简述了试验技术路线与工艺流程,通过试验结果说明在碱性条件

3、下,采用加热通空气吹脱处理含二甲胺废水,具有较好的处理效果,二甲胺去除率可达95%以上,且无二次污染,工艺简单,操作方便,并对此法在生产应用中的可能性进行了探讨。关键词二甲基酰胺蒸馏废水;二甲胺;吹脱法中图分类号X703.1文献标识码A文章编号1005-829X (201001-0029-03Abstract :Based on the experimental process of treating DMF distillation wastewater from synthetic leather factories by air stripping method ,the technic

4、al route of experiments and technological process are presented briefly.The result shows that the treatment effect of dimethylamine -containing wastewater is better when it is treated by heating air stripping under alkalic conditions.The dimethylamine removal rate can be above 95%and no secondary po

5、llution.This method is characterized by simple process ,and simple operation .The possibility of applying this method to production is discussed.Key words :DMF distillation wastewater ;dimethylamine ;air stripping基金项目陕西科技大学研究生创新基金资助(20080518合成革又称人造革1,中国自1958年开始研制生产人造革,通过几十年的快速发展,已成为世界合成革生产和消费的大国。但是,

6、由合成革产业产生的废水要采取必要的措施予以处理,否则会严重威胁到周边生态环境和人们的正常生活及身体健康。目前对于合成革厂的废水处理,主要是将废水通过回收工艺回收有用的溶剂,然后采用生化的方法进行净化处理,实现内部回用或达到国家规定的排放标准予以外排。其中溶剂的回收以精馏法最为普遍2,其操作设备及工艺流程简单,可回收合成革生产中的溶剂二甲基甲酰胺(DMF 3,有较高的实用性和经济效益。但是,在DMF 回收4-5过程中,DMF 会与水发生反应,生成二甲胺和甲酸,另外,DMF 自身在高温下也会分解,生成二甲胺和一氧化碳。二甲胺虽然毒性不大,但是沸点低,易挥发,易溶于水,有着强烈的恶臭气味,会使人产生

7、不愉快的感觉,目前国内合成革企业基本上不治理,直接排入大气,造成环境污染。即使处理,也是将二甲胺气体经冷凝后,送入锅炉进行燃烧,但是在设备、技术和工艺方面不成熟,无法达到环保要求,存在其向另一种形式污染物的转移问题,同样造成了空气质量恶化。至今国内均未很好地推广应用处理合成革厂DMF 蒸馏废水中二甲胺的工艺。因此,进行合成革厂DMF 蒸馏废水中的二甲第30卷第1期2010年1月工业水处理Industrial Water TreatmentVol.30No.1Jan.,201029工业水处理2010-01,30(1胺治理已是当务之急,必须确定一套技术可行、经济合理的处理方法,解决此污染问题。笔者

8、对采用吹脱法6处理含二甲胺废水进行试验研究,并探讨了其应用于生产的可能性。1吹脱法去除废水中二甲胺的原理吹脱法去除废水中的二甲胺的原理是在碱性条件下,将大量空气与废水接触,使废水中游离的二甲胺被吹出,以达到去除废水中二甲胺的目的7-9。此法也叫二甲胺解析法,解析速率与温度、气液比有关。气体组分在液面的分压和液体内的浓度成正比。解析时气膜总通量通常由下式表示:G=K·F(C0-C·t式中:Gt时间内逸出液体的气体总量,kg;C0液体内气体的实际质量浓度,mg/L;C扩散达到平衡时气体质量浓度,mg/L;F传质面积,m2;K解析系数,m/h。2试验部分2.1试验废水来源与水质试

9、验所用废水来自温州某合成革厂DMF蒸馏废水,其废水中二甲胺的质量分数大约为6.192%。2.2试验材料吹脱塔(玻璃制内装填料,空压机(ZW-0.0517,天津金晶制造公司,电热套(PTHW,河南一恒仪器公司,转子流量计(H250,上海安锐仪表公司。2.3分析方法用全自动凯氏定氮仪测定吹脱后废水中二甲胺的含量。2.4工艺流程废水处理工艺流程如图1所示。3试验结果3.1NaOH浓度的影响取500mL废水,固定一定的温度和气液比,配成不同浓度的NaOH废水溶液,分别通气30min进行试验,结果见表1。由表1可见,二甲胺的去除率随NaOH浓度的增加而增大。3.2温度的影响取500mL废水,固定一定的N

10、aOH浓度和气液比,调节不同温度,分别通气30min进行试验,考察温度对二甲胺去除率的影响,结果见图2。由图2可见,二甲胺去除率随温度升高而增大,在6090间增幅最大,当温度达100时,去除率可达98.31%。3.3气液比的影响取500mL废水,固定一定的NaOH浓度和温度,调节不同气量,分别通气30min进行试验,考察气液比对二甲胺去除率的影响,结果见图3。由图3可见,二甲胺去除率随气液比增加而增加,气液比在V(空气V(废水=(501201之间去除率增幅最快,在气液比为V(空气V(废水= 1801时,去除率达98.29%。表1不同NaOH浓度下二甲胺的去除率NaOH/(mol·L-

11、1原废水中二甲胺质量分数/%吹脱后二甲胺质量分数/%去除率/%0 6.192 5.688.270.1 6.192 5.1716.510.3 6.192 5.0618.280.5 6.192 5.0318.780.8 6.192 4.9619.911.0 6.192 4.6624.741.2 6.192 4.4727.811.5 6.192 4.4228.62DMF蒸馏后废水吸收液吸收 副产品废水储罐充分溶解加碱废水吹脱塔通空气吹脱后废水加碱加热图1废水处理工艺流程试验研究30工业水处理2010-01,30(13.4吹脱出的二甲胺的处理方法和结果二甲胺极易被水吸收,稳态吸收就能达到很好的效果,吸

12、收率可达95%。二甲胺极易与盐酸反应生成盐酸二甲胺。(CH32NH+HCl(CH32NH·HCl因为此吸收属于化学反应,所以吸收速率与吸收率很高。二甲胺的吸收率达到100%。用水吸收二甲胺所需工艺条件简单,在常温常压下反应,条件温和,能耗较低,且吸收率很高,生成的二甲胺水溶液可以作为商品出售。用盐酸吸收虽然反应迅速,吸收彻底,但反应生成的盐酸二甲胺需进一步精制,工艺路线很长,在废水处理上不宜采用。因此采用水吸收具有工艺简单,吸收率高,反应条件温和等优点,更适合工业化应用10。3.5结论根据各项实验结果,确定了最佳实验条件后按工艺流程系统实验,二甲胺去除率达95%,外排废水中二甲胺的质

13、量浓度在50mg/L以下。4讨论(1吹脱前废水中NaOH浓度的调节是重要因素,当废水中NaOH浓度为0.5mol/L时,就可使废水中二甲胺很好的吹脱出来,达到去除目的。(2为使吹脱法去除废水中二甲胺有较好的处理效果,必须调节适当的温度、气液比、吹脱时间。(3本试验主要针对合成革厂DMF蒸馏废水脱二甲胺。为便于此法应用于生产,降低处理费用,应尽量减少废水处理量及降低废水中二甲胺含量。为此加强生产管理及采取相应措施是非常重要的环节。(4吹脱法处理合成革厂DMF蒸馏废水,其工艺流程简单、操作方便、去除率高,吹脱出的二甲胺,可根据市场需求,用水吸收生产二甲胺水溶液。也可用盐酸吸收生成盐酸二甲胺,精制以

14、后出售。或是用废硫酸吸收生产硫酸铵副产品,用作农业肥料。(5本法具有生产应用的可能性,可达到较好治理效果,处理费用预估较低,关键是根据废水处理量、二甲胺含量、各项技术参数,对主要设备吹脱塔设计的合理性。(6对合成革厂DMF蒸馏废水,在碱性条件下,采用加热通空气吹脱法处理。二甲胺去除率达95%以上,外排废水中二甲胺质量浓度在50mg/L以下。吹脱出的二甲胺易用水、盐酸及硫酸吸收,无二次污染、工艺简单、操作简便、易于推广应用,可通过中试进一步摸索技术条件,应用于生产性合成革厂DMF 蒸馏废水中二甲胺的处理。参考文献1马占峰,廖正品.蓬勃发展的中国合成革工业J.科技情报开发与经济,2003,13(3

15、:123-125.2吕伟其.干法腈纶脱胺塔废气治理的研究J.合成纤维,2007,36(3:37-39.3王为,谢凯娜.DMF对制革废水处理的影响及处理方法J.中国皮革,2005,34(19:36-37.4宋姗姗,张林生.N,N-二甲基甲酰胺(DMF废水处理研究进展J.江苏环境科技,2007,20(3:67-70.5Sudak R G,Dunivin W,Rigby M G.Municipal wastewater recla-mation and reverse osmosisC/The National Water Supply Im-provement Association.Procee

16、dings of the National Water supply Improvement Association1990Biennial Conference,1990:225.6傅菁菁.吹脱法及其工程应用J.建设科技,2002(8:60-62.7蔡秀珍,李吉生,温俨.吹脱法处理高浓度氨氮废水试验J.环境科学动态,1998(4:21-23.8林奇.吹脱法处理中低浓度氨氮废水J.福建环境,2000,17(6:35-37.9Liao P H,Chen A,Lo K V.Removal of nitrogen from swine ma-nure wastewaters by ammonia strippingJ.Bioresource Technolo-gy,1995,54(16:17-20.10刘志国.DMF废水资源化无害化处理研究D.南京:南京工业大学,2005.作者简介曲晶心(1984,陕西科技大学在读硕士研究生。电话: 150*,E-mail:qujingxin123。收稿日期2009-09-16(修改稿将3-氨基-1,2,4-三氮唑用作