H酸T酸染料中间体合成废水—UAV技术处理方案

H酸T酸染料中间体合成废水处理方案

浙江临海市楚玛尔海水淡化处理设备厂

项目单位Project unit：

承建单位Construction unit：

一、概述：

(India)某企业生产H酸染料及反应中间体T酸废水，日总废水量1800吨。

H酸（1-氨基-8-萘酚-3，-6-二磺酸，是重要的萘系染料中间体，主要用于生产直接、酸性、活性染料和偶氮染料中间体，以及，制药中间体合成。H酸的生产工艺以精萘为原料，经磺化、硝化、中和、还原、碱溶和酸析等工序制取。生产中产生高COD、高盐废水，其中有机物主要为H酸和中间体T酸，COD生物降解性差，是国内、外环保处理公认的高难废水之一。

二、废水指标：

三、废水处理量和要求：

1、处理量：1800t/h。

2、处理要求：

(1).H酸、T酸分质回收。

(2).硫酸钠、硫酸铵分质回收。

(3).废水回收利用，回用水水质指标：

四、设计处理工艺：

(一)、废水主要组分分析:

1.COD:主要由H酸和T酸组成.

①.H酸理化性质:1-氨基-8-萘酚-3，6-二磺酸，相对分子量319,性状:无色晶体,微溶于冷水0.17%(20℃)、2.4%(60℃)，溶于纯碱和烧碱等碱性溶液中。

②.T酸理化性质:科赫酸(1-萘胺-3，6，8-三磺酸),分子量:383.38,性状:白色固体,微溶于水。

2.硫酸钠:性状:无色、透明、结晶颗粒或粉状。分子量142.06 ,溶解度19.5g(20℃)。

3.硫酸铵:性状:无色斜方晶体，白色至淡黄色结晶体。相对密度(水=1):1.77,分子量132.14,溶解度75.4g(20℃)。

(二)、采用工艺和过程分析：

废水首先过滤分离悬浮物，，通过UAV技术进行浓缩，提高COD（即H酸、T酸物质）、硫酸钠和硫酸铵各组分的浓度，然后，依据废水组分溶解度、温度的特性依次进行分离、分质提取，实现废水回收回用，物质资源化回收。

(三)、设计处理量和工艺流程：

设计处理量:100t/h

工况说明：

废水经“过滤”除去悬浮物，进入“UAV浓缩机组”在废水温升85-90℃汽化，汽化水蒸气后，经冷凝器成冷凝凝结水，进入“深度处理”机组后，出水为回用水，回用水水质指标达到要求。

“UAV浓缩机组”排出的浓缩水，在H酸和T酸在过饱和状态中析出并分离，与无机溶液分离，得到H酸、T酸高浓混合液，

根据物料的特性：

1.H酸、T酸混合液温升到60℃以上，H酸溶解提取固体T酸，然后，再冷却后H酸结晶析出提出，实现H酸和T酸两相分离。剩余母液继续浓缩。

2.有机分离后的硫酸钠和硫酸铵溶液继续浓缩，首先析出硫酸钠盐提取，母液降温后硫酸铵析出，实现硫酸钠和硫酸铵两相分离。剩余母液继续浓缩。

冷凝水经深度净化处理机组处理，达到回用水要求。

物料平均值（1800t/d）回收量

H酸4000mg/L 7200kg(7.2t)

T酸18000mg/L 32400kg(32.4t))

硫酸钠 5.0% 90t

硫酸铵12% 216t

回用水75% 1350t(含自然损耗）

五、设备配置及主要技术参数：

六、技术简介：

1、UAV系统简介：

（Ultrasound Atomization Vaporization）UAV声化废水处理系统，采用超声声化、声热学等为核心技术，为全球首创“低温、常压、非传热”声场汽化脱盐、声场溶剂脱气、声场裂解降解的多功能、多用途于一体，其特点对有机物降解、脱溶脱氨；无机脱盐固液分离，该技术应用于各行业高盐、高COD、高氨氮、高放射性工业污水处理，并且，支持（有机/无机）物料回收(分离/浓缩/结晶/分质提取)等应用领域。系统结构简单、模块集成、全塑构造、耐腐蚀、不结垢，具有低投入、低能耗、低处理成本、免维护的优良品质。

2、传统蒸发工艺与UAV汽化工艺的区别比较：

1、材质比较：

(1).传统各类蒸发器、MVR蒸发器等，均为金属材质结构制造，受到废水物质种类腐蚀、结垢性限制使用。

(2).UAV系统为塑料(聚丙烯PP、聚四氟乙烯4F（特氟龙）制造,不受废水种类限制。

2、能耗比较：

(1).传统各类蒸发器、MVR蒸发器等，由需三个界段加热：介质初温加热、蒸发器浓缩加热、饱和结晶器。(当前市场中,制造MVR蒸发器,强调中段MVR能耗,忽略前段介质加热和后段结晶加热的能耗量)

(2).UAV系统:UAV系统不需要热力加热,唯一介质受热段为体外的换热器。能耗是单、多效蒸发器（3-5）分之1；是MVR蒸发器的1/2。

3、温度比较：

(1).传统各类蒸发器，有两种蒸发方式运行：①.高温高压传热蒸发；②.负压低温蒸发.

(2).UAV系统为非传热汽化技术，其本身不需要热力加热,只要介质在体外受热温度50~90℃低温中，进入UAV系统，即可在常压就可以实现汽化固液分离。

4、热力比较：

(1).多效蒸发——传热工艺：

传统蒸发为传热式蒸发固液分离，当前，对该类废水一般选择蒸发脱盐处理，传统蒸发设备有单效、（MVR）多效蒸发器，蒸发器由金属材质（碳钢、不锈钢、钛合金）制造，采用热力传热加热蒸发浓缩结晶。该方法依靠热力（高温高压、低温负压）蒸发水分固液分离。由于是金属材质（碳钢、不锈钢、钛合金等）制造，各种无机盐对金属产生结垢和腐蚀，金属结垢后引起热阻，使热力损耗增大。无机盐对金属的腐蚀性的非常严重，设备使用寿命有限。金属蒸发器结垢后，需要停机除垢处理，不但热力的损失，而且，系统使用效率降低，适用限制多，维护强度增大。

(2).UAV汽化——非传热工艺：

UAV系统为非传热式汽化浓缩固液分离结晶工艺，无需金属材质制造，均采用塑料材质（聚丙烯、聚四氟乙烯等）制造，因此，对各种有机、无机盐不存在腐蚀和结垢的影响，同时，在超声热效应中实现低温（50~90℃）、常压(非负压）中汽化，无需真空负压支持。系统不停机工作，“傻瓜”式运行，使用范围和各种介质不受限制，使用长寿命。

5、物料分质比较:

(1).蒸发器蒸发:属体内分段浓缩强制结晶，废水通过蒸发器浓缩接近饱和点，进入强制结晶蒸发器结晶，废水中各种COD、无机盐混合成固体，难以实现高价值物料的分质回收提取。

(2).UAV汽化: 属体外过饱和浓缩结晶，废水通过UAV汽化浓缩到过饱和溶液，进入体外浓缩结晶槽自然结晶沉淀，在结晶槽中COD分离，多种无机盐通过各自的饱和溶解度分离，获得分质的结晶物质。

6、安装与体积比较：①.多效蒸发器、MVR蒸发器固定安装，移动不易。

②.UAV系统任意设置、移动。

UAV系统与多效（MVR）蒸发器的安装体积比较约1/3以上。

7、维护强度和使用寿命比较：

(1).各类传统多效蒸发器、MVR蒸发器，均受到各种有机、无机物质对金属材质的结垢，使用一定时间后需停机酸洗清理，维护强度高。

MVR为二次蒸汽压缩机,对二次蒸汽进行压缩温升利用,但对二次蒸汽中含有的低沸点的有机溶剂物质与蒸汽一起压缩,有机溶剂不但对MVR蒸汽压缩机材料的腐蚀,同时,有机溶剂经压缩后导致密度增高导致在压缩腔内发生内爆,损坏MVR压缩机故障和使用寿命。

当传统多效蒸发器其中的一效发生故障或维护，全系统均要停机，影响生产效率和使用效率。

(2).UAV系统塑料材质制造，不存在腐蚀和结垢现象，免维护，维护强度低。UAV系统为单元模块组合结构，相互独立，互不干扰，如其中某一单元故障，不影响其它单元的运行。8