[發明專利]聚對苯二甲酸丁二醇酯刷絲磨尖時產生的廢水的治理及回收方法

無效

• 申請號: 200910091751.8
• 申請日: 2009-08-25
• 公開（公告）號: CN101993164A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 馬劍波;吳香發;張志強;趙鵬;高華鵬;馬永梅
• 申請（專利權）人: 慈溪市潔達納米復合材料有限公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C01D3/04;C07C63/26;C07C51/02;C07C31/20;C07C29/74;C02F1/04;C02F1/66;C02F1/28;C02F1/42
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

技術領域

本發明涉及工業廢水的治理及回收方法，具體涉及以聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)為原料，制備磨尖刷絲的處理過程中所產生廢水的有效治理及回收，及廢水中有效成分的回收利用方法。

背景技術

牙刷是我們生活中不可或缺的日常用品。隨著社會的進步及人們生活品味的提高，牙刷絲的材質、顏色及結構層出不窮。目前，牙刷絲的制作材料主要有聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰胺610(PA610)、聚酰胺612(PA612)和聚酰胺1010(PA1010)等，顏色主要有紅、黃、藍、綠、紫、白色及透明色，結構上有單尖、雙尖、珍珠填充、雙絲螺旋及平頭等型式。雖然刷絲占牙刷的比重很小，一把牙刷上刷絲的重量約1～3g，但世界品牌的牙刷生產廠家(如高露潔、三笑、佳潔士等)除了在刷柄上做足文章外，更多的在刷絲的色澤及結構選擇上進行了大量的投入和市場研究，以更好的滿足不同層次、不同文化人群的口感及愛好。

據統計，2008年國內牙刷絲的年消費量約為5000噸，PBT類的刷絲約占市場份額的30％，PA610類占60％，其它PA612、PA1010等占10％左右。由于人們對磨尖(包括單尖和雙尖)牙刷絲的偏愛不斷升溫，且當前只有PBT類刷絲可以用強堿液磨尖，由此導致PBT類刷絲的市場占有率呈逐年上升的趨勢。

應該看到的是，在PBT牙刷絲市場不斷壯大的同時，其磨尖過程中產生的大量工業廢水已開始受到業內人士的廣泛關注。根據理論計算，1公斤PBT牙刷絲磨尖后，PBT材料將損失0.2～0.4公斤重量，因此，一年內由于磨尖將導致500噸左右的PBT原料的損失，損失的PBT將堿解成對苯二甲酸鈉、1，4-丁二醇(BG)等物質被堿液帶入廢水中，直接排放將對環境造成惡劣的影響。如果能將廢水恰當的治理回收，并將有用的兩種物質充分的回收利用，既有利于環境保護，又降低了企業的生產成本，是一項利國利民的舉措。另外，對PBT牙刷絲領域內的相關回收工作，未見相關文獻報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種聚對苯二甲酸丁二醇酯刷絲磨尖時產生的廢水的治理及回收方法，以治理并回收聚對苯二甲酸丁二醇酯磨尖刷絲在磨尖處理過程中所產生的廢水，從廢水中回收得到對苯二甲酸和1，4-丁二醇，處理后的廢水可在磨尖過程中循環回用。

本發明的方法是在以上廢水中加入活性炭處理后過濾得澄清廢水，再往澄清廢水中加稀鹽酸反應，把澄清廢水中的對苯二甲酸鈉轉變成對苯二甲酸(TPA)白色絮狀沉淀后加以回收，經過濾、多次洗滌后烘干便得純度達99.5％以上的對苯二甲酸；然后，用NaOH水溶液中和回收過對苯二甲酸的廢水至中性，利用鹽析原理將1，4-丁二醇(BG)與生成的NaCl溶液分層，上層得到BG粗產物，再通過重蒸技術將BG粗產物中的殘留水分徹底清除，從而得到純度達99.7％以上的1，4-丁二醇；下層得到的NaCl溶液，經計算，通過以上步驟得到的NaCl溶液的質量濃度在0.2～0.6％之間，因此該NaCl溶液可通過離子交換柱交換脫鹽后，再用作PBT刷絲磨尖處理的清洗用水。按此方法處理得到1噸PBT磨尖絲，可節約60～80噸工業用水，經濟效益可觀。

本發明的聚對苯二甲酸丁二醇酯刷絲磨尖時產生的廢水的治理及回收方法包括以下步驟：

a.將聚對苯二甲酸丁二醇酯磨尖刷絲廢水收集到緩沖罐A中，加入活性炭后攪拌(一般為5～20分鐘)，靜置(一般為4～10小時)后過濾得到澄清廢水；其中，活性炭在廢水中的質量百分濃度為0.2％～3％；

b.往步驟a得到的澄清廢水中慢慢加入鹽酸，先中和廢水中過量的無機堿，再與廢水中的對苯二甲酸鈉反應，產生白色絮狀的對苯二甲酸(TPA)沉淀；當廢水中開始出現白色絮狀物沉淀時監測廢水的pH，當pH范圍在3～5.5時停止加鹽酸；過濾，回收對苯二甲酸(TPA)濾渣，過濾廢水導入到緩沖罐B中備用；

c.用適量去離子水反復沖洗步驟b得到的對苯二甲酸濾渣(一般4～6次)，過濾后，對苯二甲酸烘干，收集裝桶；

d.往步驟b緩沖罐B內的過濾廢水中緩慢加入NaOH水溶液的同時均勻攪拌，嚴格控制過濾廢水的pH在7后停止加NaOH水溶液；

e.步驟d中和反應后，緩沖罐B內生成NaCl，由于鹽析作用能使過濾廢水中的1，4-丁二醇(BG)在水中的溶解度大幅度下降，靜置(一般為2～6小時)后，1，4-丁二醇(BG)與生成的NaCl溶液分層，在過濾廢水的上層得到漂浮的1，4-丁二醇(BG)粗產物，下層得到NaCl溶液；