PTA精制废水资源化处理工艺技术应用研究

发布时间：2017-11-03 08:41

  本文关键词：PTA精制废水资源化处理工艺技术应用研究

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【摘要】：精对苯二甲酸(PTA)是重要的化工产品和化纤原料,我国是化纤生产大国,仅PTA的生产原料对苯二甲酸(TA)的产量就约占世界总产量的30%,PTA生产废水已经成为水环境的重要污染源之一。PTA生产过程中产生的废水多数用生化法处理后直接排放,对于废水中的TA固体颗粒、金属催化剂以及水的回用处理工艺少见报道。本文采用两级膜分离和离子交换组合工艺对PTA废水进行资源化处理,采用不锈钢超滤系统回收废水中的TA固体颗粒、离子交换系统回收金属催化剂、以及采用反渗透系统进行水的净化回用。本文选用宽通道、Ti02涂层的不锈钢超滤膜回收PTA废水中的有机固体颗粒,通过小试和中试研究,考察了膜材料、膜孔径、压力、温度、浓缩倍数等因素对错流过滤过程的影响,以及膜的清洗运行方式,确定了合适的工艺操作参数,并进行了工程方案的设计。为回收PTA废水中催化剂Co和Mn离子,本文研究了离子交换法选择性回收催化剂的性能。通过静态离子交换试验,筛选出了针对Co、 Mn、Fe、Ni具有强选择性分离性能的树脂C,并筛选出最佳的树脂再生药剂和再生方法。通过连续离子交换中试研究,确定了合适的工艺操作参数,验证了连续离交工艺运行的稳定性和树脂再生方法的可靠性,打通了连续离子交换树脂回收Co、Mn的处理工艺,回收提浓后Co的浓度可达到10000mg/L以上。对于PTA离交产水进行了反渗透试验,确定了膜系统的工艺参数和膜的清洗方法,反渗透膜的产水可满足PTA生产用水标准。本文采用两级膜+离子交换组合工艺对PTA废水资源化处理研究,确定了合适的工艺操作条件,并进行了工程放大设计,同时对其技术经济性作出评价。研究结果表明,该资源化组合工艺对TA固体颗粒的回收率达到99%以上,对Co催化剂的回收率大于90%,水的系统回收率大于75%,而且经济上合理,适于进行推广应用。
【关键词】：PTA废水 膜分离 离子交换 资源化 回用
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X783.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 文献综述11-23
• 1.1 PTA精制废水处理的研究背景11-13
• 1.1.1 PTA生产工艺11-13
• 1.1.2 PTA精制废水的特点13
• 1.2 PTA精制废水常规处理方法及研究进展13-16
• 1.2.1 物理化学法13-15
• 1.2.2 物理分离法15
• 1.2.3 生化处理法15-16
• 1.3 PTA精制废水资源化处理工艺介绍16-21
• 1.3.1 超滤系统17-20
• 1.3.2 离子交换系统20-21
• 1.3.3 反渗透系统21
• 1.4 本课题的研究意义和内容21-23
• 第二章 超滤法回收PTA精制废水中的晶体23-30
• 2.1 试验材料与方法23-25
• 2.1.1 材料23-24
• 2.1.2 试验工艺流程24
• 2.1.3 试验方法24-25
• 2.2 结果与讨论25-29
• 2.2.1 不锈钢膜过滤效果分析25-26
• 2.2.2 不同的固含量对膜过滤通量的影响26-28
• 2.2.2.1 浓缩倍数为10倍时的膜过滤通量和温度的变化26-27
• 2.2.2.2 浓缩倍数为20倍时的膜过滤通量和温度的变化27
• 2.2.2.3 浓缩倍数为30倍时的膜过滤通量和温度的变化27-28
• 2.2.3 温度对膜过滤通量的影响28
• 2.2.4 膜的清洗28-29
• 2.2.4.1 热水冲洗后膜过滤通量的变化28-29
• 2.2.4.2 碱洗后膜通量的变化29
• 2.3 本章小结29-30
• 第三章 离子交换法回收PTA废水中的金属离子30-44
• 3.1 试验目的与原理30-31
• 3.1.1 试验目的30
• 3.1.2 试验原理30-31
• 3.2 离子交换树脂的筛选31-33
• 3.2.1 树脂筛选实验方法32
• 3.2.2 树脂筛选实验结果32-33
• 3.3 离交树脂吸附金属离子性能研究33-36
• 3.3.1 试验内容与方法33
• 3.3.2 试验仪器与试剂33-34
• 3.3.3 试验装置34-35
• 3.3.4 实验数据分析35-36
• 3.4 连续离交运行稳定性研究36-43
• 3.4.1 试验设备36-37
• 3.4.2 工艺流程图37-38
• 3.4.3 试验设备介绍38-39
• 3.4.4 试验数据分析39-43
• 3.4.4.1 连续离交吸附单元39
• 3.4.4.2 解吸--再生单元39-41
• 3.4.4.3 富集--解吸单元41-42
• 3.4.4.4 离交系统运行参数的确认42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 反渗透工艺深度处理PTA废水44-47
• 4.1 材料与方法44
• 4.2 结果与讨论44-46
• 4.3 本章小结46-47
• 第五章 PTA废水资源化处理工程设计方案47-76
• 5.1 设计基础资料47-48
• 5.1.1 设计进水条件47
• 5.1.2 项目设计规模47
• 5.1.3 设计产品规格47-48
• 5.2 工艺设计说明48-59
• 5.2.1 工艺流程48
• 5.2.2 不锈钢超滤膜单元48-51
• 5.2.2.1 不锈钢超滤膜单元组成48-50
• 5.2.2.2 不锈钢膜单元工艺控制说明50-51
• 5.2.3 离子交换单元51-56
• 5.2.3.1 离交单元工艺组成51-53
• 5.2.3.2 离交单元工艺控制说明53-56
• 5.2.4 反渗透单元56-59
• 5.2.4.1 反渗透单元工艺组成56-58
• 5.2.4.2 反渗透单元工艺控制说明58-59
• 5.3 工艺设备选型设计59-73
• 5.3.1 不锈钢膜系统59-61
• 5.3.2 离子交换系统61-68
• 5.3.3 反渗透系统68-73
• 5.4 工程设计图纸73
• 5.5 经济效益分析73-76
• 5.5.1 PTA回收的收益估算73-74
• 5.5.2 催化剂回收经济效益估算74
• 5.5.3 回用水经济效益估算74
• 5.5.4 环保经济效益估算74
• 5.5.5 直接运行成本估算74-75
• 5.5.6 小结75-76
• 第六章 结论与建议76-77
• 6.1 结论76
• 6.2 建议76-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-82
• 附录 工程设计图纸82-90

【参考文献】

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本文编号：1135482