[發明專利]一種乙酰基吡嗪生產廢水中吡嗪與鹽類的分離方法

在審

• 申請號: 202110508698.8
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113087094A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 張新勝;王怡捷;鈕東方
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469;C02F103/36
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 李鴻儒

本發明提供了一種乙酰基吡嗪生產廢水中的吡嗪和鹽類的分離方法，其使用電滲析裝置在一定的電解溫度、循環流量以及電流密度下分離乙酰基吡嗪生產廢水中的吡嗪和鹽類。采用上述技術方案后，在直流電場的作用下，硫酸鹽和過硫酸鹽在水中完全電離，其中，鹽類透過陰離子交換膜和陽離子交換膜從淡化室遷移至濃縮室，分離出吡嗪的廢水經濃縮后，通過電解生成過硫酸銨繼續用作化學法生產乙酰基吡嗪的氧化劑；其中，吡嗪由于不帶電而被留在淡化室中，吡嗪截留率達90％以上，從而實現吡嗪和其他鹽類的有效分離。

技術領域

本發明涉及廢水處理領域，尤其涉及含吡嗪有機物的乙酰基吡嗪生產廢水的處理方法。

背景技術

含吡嗪有機物的高鹽廢水來源于化學法生產乙酰基吡嗪，化學法生產乙酰基吡嗪的過程使用吡嗪和丙酮酸為原料，過硫酸銨為氧化劑，七水合硫酸亞鐵為催化劑，因此反應結束后的廢水中存在三價鐵離子、未反應完全的吡嗪和過硫酸銨、以及大量還原產物硫酸銨，經氨水調節廢水pH值為中性除去三價鐵后，廢水中還存在少量吡嗪、過硫酸銨和大量硫酸銨。

利用半透膜的選擇透過性來分離不同的溶質粒子(如離子)的方法稱為滲析。在電場作用下進行滲析時，溶液中的帶電的溶質粒子(如離子)通過膜而遷移的現象稱為電滲析。電滲析技術最初用于海水淡化，現在廣泛用于化工、輕工、冶金、造紙、醫藥工業，尤以制備純水和在環境保護中處理三廢最受重視，例如用于酸堿回收、電鍍廢液處理以及從工業廢水中回收有用物質等。但是，現有技術中使用電滲析技術處理工業廢水時，電滲析裝置及處理工藝流程還存在步驟繁瑣和使用試劑種類繁多的缺陷。因此，針對乙酰基吡嗪生產廢水的處理而言，還缺少一種更加簡單高效且低成本的分離鹽和有機物的技術。

發明內容

為了克服現有技術中針對乙酰基吡嗪生產廢水的處理而言，還缺少一種更加簡單高效且低成本的分離鹽和有機物的技術缺陷，本發明的第一個目的在于提供一種乙酰基吡嗪生產廢水中的吡嗪和鹽類的分離方法，其使用電滲析裝置分離乙酰基吡嗪生產廢水中的吡嗪和鹽類，所述分離方法包括以下步驟：

步驟S1：將乙酰基吡嗪生產廢水加入電滲析裝置的淡化室中，并向電滲析裝置的濃縮室中加入0.03～0.1mol·L^-1硫酸銨溶液，向陽極室和陰極室中分別加入0.3～1mol·L^-1硫酸銨溶液；以及

步驟S2：打開電滲析裝置的驅動泵，待電滲析裝置的膜堆中充滿溶液后，打開電源以使電滲析裝置通電，并在電解溫度為15～40℃、循環流量為50～200L·h^-1以及電流密度為200～500A·m^-2的條件下進行電解，即可分離乙酰基吡嗪生產廢水中的吡嗪和鹽類。

如果濃縮室中加入的硫酸銨濃度高于0.1mol·L^-1，由于離子遷移的濃差作用，會存在離子會大量反滲的技術缺陷；如果濃縮室中加入的硫酸銨濃度低于0.03mol·L^-1，則會存在初始膜堆電壓過大的技術缺陷。

如果極室中加入的硫酸銨濃度低于0.3mol·L^-1，則存在電壓越高，功耗越大的技術缺陷；如果極室中加入的硫酸銨濃度高于1mol·L^-1硫酸銨溶液，則會存在試劑浪費的技術缺陷。

進一步地，所述電滲析裝置包括電滲析器、淡化液儲槽、濃縮液儲槽、極液儲槽、若干驅動泵、若干流量器和若干輸液管路，所述電滲析器包括陰極電極板、陽極電極板和設于所述陰極電極板和陽極電極板之間的膜堆，所述膜堆包括若干陰離子交換膜和若干與所述陰離子交換膜交替間隔設置的陽離子交換膜。本申請中的陰離子交換膜和陽離子交換膜可以為本領域的任意類型。

進一步地，所述陰離子交換膜和所述陽離子交換膜共同構成若干淡化室和若干與所述淡化室交替排列設置的濃縮室。

進一步地，所述陰離子交換膜的數量為4個，所述陽離子交換膜的數量為5個，4個所述陰離子交換膜和5個所述陽離子交換膜共同構成4個淡化室和4個濃縮室，所述濃縮室與所述淡化室交替排列設置。