一种含有机物的铵类废盐资源化处理方法
- 国知局
- 2024-07-29 12:32:10
本发明涉及工业废盐资源化领域,尤其是涉及一种含有机物的铵类废盐资源化处理方法。
背景技术:
1、在工业生产过程中,废盐产生量较大,其中含有大量有机物,其种类主要有两大类,一类主要是钠盐,一类是铵盐,铵盐主要包括两类,一类是硫酸铵盐,一类是氯化铵盐。这些废盐中的有机物对环境造成严重污染,且难以通过传统方法有效去除。目前,有机物去除方法主要包括热解法、化学沉淀法、吸附法、生物法和高级氧化法。
2、热解法通过加热废盐使有机物分解为气体和固体,处理效果较好,但该方法的热解温度、气氛、时间等参数对有机物的去除效率和热解产物的组成有较大影响。例如,赵宗文等研究了不同热解温度(300~600℃)对工业废盐中有机杂质去除的影响,发现随着热解温度的升高,有机杂质的去除率逐渐增加,但同时也会导致热解气体中一氧化碳和二氧化碳的含量增加,而氢气和甲烷的含量减少。该方法虽然可以去除有机杂质,但也需要控制热解参数,且热解气体的能源利用价值较低。
3、另外,cn110699098a公开了一种有机危废低温无氧热解工艺,该工艺相较于传统的热解工艺,具有热量利用率高、能耗低的优点。但是成熟且大规模工业应用的热解法无法去除铵类废盐当中的有机物,其在处理铵类废盐时存在显著缺陷。具体而言,当铵类废盐在高温条件下进行热解处理时,会发生分解反应,生成氨气(nh3)和其他腐蚀性气体。这些气体不仅对设备和仪器构成严重腐蚀风险,而且还会妨碍有机物去除工艺的正常进行,导致该工艺无法有效实施。使有机物去除工艺无法运行。
4、化学沉淀法通过加入化学试剂使有机物转化为不溶性的沉淀物,但该方法可能产生大量有毒的化学废渣,且处理效果受限于化学试剂的选择和使用条件。例如,cn117505407a2公开了一种利用激光去除废盐中有机物的方法,该方法在废盐中加入氢氧化钠和氯化钙等化学试剂,使有机物转化为碳酸钙和氢氧化铝等沉淀物,然后用激光照射沉淀物,使其分解为气体和固体。该方法虽然可以去除有机物,但也会产生大量的气体和固体废物,且需要高功率的激光设备,运行成本较高。
5、吸附法利用吸附剂吸附废盐中的有机物,处理效果较好,但该方法的吸附剂的再生和处理成本较高,且可能存在吸附剂损耗问题。例如,cn117361575a公开了一种含有机物的废盐的回收方法,该方法将含有机物的废盐溶解后,用活性炭吸附有机物,然后用水洗涤活性炭,再用热风干燥活性炭,使其再生。该方法虽然可以回收废盐,但也会消耗大量的水和能源,且活性炭的再生效率和吸附能力会随着使用次数的增加而降低。
6、生物法利用微生物降解有机物,环保且无二次污染,但该方法的处理时间较长,且受环境条件影响较大。例如,cn106599331a公开了一种利用微生物处理含有机物的废盐的方法,该方法将含有机物的废盐与微生物菌种混合,培养一定时间,使微生物降解有机物,然后用过滤或离心等方法分离微生物和废盐。该方法虽然可以降解有机物,但也需要较长的培养时间,且需要控制温度、ph、氧气等环境因素,操作复杂。
7、高级氧化法通过产生高活性的氧化剂氧化分解有机物,处理效果较好,但该方法的运行成本较高,且可能产生二次污染。例如,cn105907833a公开了一种利用臭氧和紫外线处理含有机物的废盐的方法,该方法将含有机物的废盐与臭氧混合,然后用紫外线照射,使臭氧和水产生羟基自由基,氧化分解有机物,然后用过滤或离心等方法分离废盐和水。该方法虽然可以氧化分解有机物,但也会消耗大量的臭氧和电能,且可能产生有毒的臭氧化物,对环境和人体有害。
8、废盐钠盐资源化过程中的有机物去除目前工业化的应用主要是热解法,效果良好,技术成熟,但是无法应用到铵类废盐的有机物去除,因为高温环境下铵盐会分解为铵气,腐蚀管道设备,使设备无法正常运行。所以导致了铵类废盐中的有机物去除一直是铵类废盐资源化过程中的痛点、难点。目前处理的主要方式是刚性填埋,无法实现其中资源的有效回收,处理成本居高不下。
9、在废盐资源化领域,如何利用更加高效、简单的工艺去除铵类废盐中有机物是一个急需解决的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种含有机物的铵类废盐资源化处理方法。
2、针对现有技术的不足,本发明提供了一种使用有机溶剂从饱和铵类废盐溶液析出固体铵盐以去除有机物的方法。利用双水相体系法(atps)原理,当含有铵类有机废盐的废水与形成的双水相体系接触时,有机物会根据其亲和性分配到两个相中的一个。通常,有机物会更倾向于溶解在富含聚合物的相中,因为聚合物相可以提供更多的疏水性环境,而铵类有机废盐则留在富含盐类的相中。实现铵类废盐中有机物的有效去除。相较于传统方法,本发明具有有机物去除效果好、操作简便、环保等优点。
3、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
4、本发明提供一种含有机物的铵类废盐资源化处理方法,包括如下步骤:
5、s1:将铵类废盐溶解,得到饱和铵盐溶液,往饱和铵盐溶液中加入有机溶剂,混合搅拌,固液分离后得到去除有机物的固体铵盐和有机物混合溶液。
6、s2:将步骤s1得到的有机物混合溶液通过蒸馏或渗透汽化的方法回收其中的有机溶剂。
7、进一步地,步骤s1中所述饱和铵盐溶液与有机溶剂的投入体积比为1:1-3。
8、更进一步地,所述饱和铵盐溶液与有机溶剂的投入体积比优选为1:2。
9、进一步地,步骤s1中所述的有机溶剂选自醇类试剂或酮类试剂中的一种或多种。
10、更进一步地,所述醇类试剂选自甲醇、乙醇、叔丁醇或异丙醇中的一种或多种;所述酮类试剂选自丙酮或乙腈中的一种或两种。
11、优选地,所述醇类试剂选自乙醇。
12、进一步地,步骤s1中所述饱和铵盐溶液为硫酸铵盐和/或硫酸钠盐溶液。
13、进一步地,步骤s1中所述饱和铵盐溶液为氯化铵盐和/或氯化钠盐溶液。
14、进一步地,步骤s1中所述饱和铵盐溶液为硫酸铵盐和/或硫酸钠盐溶液,其中混合盐质量浓度为54-57%。
15、进一步地,步骤s1中所述饱和铵盐溶液为氯化铵盐和/或氯化钠盐溶液,其中混合盐质量浓度为29-33%。
16、进一步地,步骤s1中所述饱和铵盐溶液不需要调节溶液ph。
17、进一步地,步骤s1中所述混合搅拌的温度条件为0-30℃,搅拌时长为10-60min。
18、进一步地,步骤s1中所述得到的固体铵盐进行干燥处理,以便于后续的储存和资源化处理。
19、现有技术相比,本发明具有以下优势:
20、(1)本发明提出一种使用有机溶剂从饱和废盐溶液析出固体盐以去除铵类废盐有机物的方法,实现了铵类废盐有机物的有效去除和资源化利用。本发明可以达到95%以上的有机物去除率和84%以上的析盐产率,且处理时间较短,只需1个小时即可完成反应,大大提高了处理效率和效果。
21、(2)本发明的操作简便,无需加热废盐或使用高能设备,也无需控制复杂的环境条件,只需按照比例投加有机溶剂,搅拌混合,过滤分离,即可完成有机物的去除,节约了能源和设备的消耗,降低了运行成本。
22、(3)本发明的处理过程无需产生大量的气体或固体废物,且有机溶剂可回收并循环使用,降低了二次污染的风险,且提高了有机溶剂的利用率,减少了有机溶剂的消耗,对环境和资源的保护有积极的意义。
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