从生产甘氨酸的废液中回收氯化铵及冷凝水治理的工艺研究
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摘要
目前国内甘氨酸生产厂家排放的工业废水中含有多种污染物。其中主要含有一定量的氯化铵、少量的乌洛托品及微量的有机物。此废液的直接排放是对资源的严重浪费并且造成了严重的环境污染。为了文明生产，节约资源，治理此废水势在必行。
本文对甘氨酸生产中排放的工业废水进行了综合治理实验研究，确定了治理此废水的工艺路线和操作环境。即采用三效真空蒸发兼用热泵技术回收废水中氯化铵的工艺路线。此工艺克服了采用常规蒸发技术从低浓度氯化铵废液中提取氯化铵带来的能耗大、对设备腐蚀性强的缺点。
在回收氯化铵的蒸发过程中，废水中所含的乌洛托品分解为氨和甲醛，这些氨和甲醛又随蒸汽的冷凝溶入冷凝水中，致使冷凝水不能达标排放，这两种污染物使得冷凝水的化学需氧量(CODcr)高达30000mg／L。为了避免环保指标不合格的冷凝水对环境造成的二次污染，本文提出了吹脱法和催化氧化法并用的方案，对冷凝液中的氨氮和甲醛进行了治理，通过实验研究，最终排放废液的化学需氧量(CODcr)达到GB 8978-1996所规定的标准。
At present, a lot of pollutants such as certain amount of ammonium chloride, a small quantity of urotropine and only a little oganic molecular compound are contained in the waste water from glycine factory in our country. Draining the waste water not only results in severe resource waste but also leads to serious environment pollution. In order to civilize glycine production and save resource, it is very imperative to treat the sewage.
Comprehensive experimental research of the waste water treatment from glycine production was made in the paper, technology route and operational environment for the waste water treatment were established. A technology route which can recycle ammonium chloride in the waste water was adopted by comprehensive analysis of all kinds of factors. Both jet pump and three effects vacuum evaporation were used in the technology process. The defects such as great consumption of resource and prominent corruption of equipment in the normal evaporation technology of abstracting ammonium chloride from light concentration ammonium chloride solution were conquered by using the new technology process.
In the course of evaporation for recycling ammonium chloride, ammonia and formaldehyde decomposed from urotropine in the waste water were dissolved in the condensed water with the condensation of vapor. The two pollutants make CODcr of condensed water reach 30000mg/L, so the condensed water fall short of the national standard. For the sake of avoiding second pollution , the condensed water which contained ammonia and formaldehyde was treated by blowing and catalytic oxidation through a great deal of experiments in the paper. Finally, the CODcr of condensed water come up to GB-1996.
本文对甘氨酸生产中排放的工业废水进行了综合治理实验研究，确定了治理此废水的工艺路线和操作环境。即采用三效真空蒸发兼用热泵技术回收废水中氯化铵的工艺路线。此工艺克服了采用常规蒸发技术从低浓度氯化铵废液中提取氯化铵带来的能耗大、对设备腐蚀性强的缺点。
在回收氯化铵的蒸发过程中，废水中所含的乌洛托品分解为氨和甲醛，这些氨和甲醛又随蒸汽的冷凝溶入冷凝水中，致使冷凝水不能达标排放，这两种污染物使得冷凝水的化学需氧量(CODcr)高达30000mg／L。为了避免环保指标不合格的冷凝水对环境造成的二次污染，本文提出了吹脱法和催化氧化法并用的方案，对冷凝液中的氨氮和甲醛进行了治理，通过实验研究，最终排放废液的化学需氧量(CODcr)达到GB 8978-1996所规定的标准。
At present, a lot of pollutants such as certain amount of ammonium chloride, a small quantity of urotropine and only a little oganic molecular compound are contained in the waste water from glycine factory in our country. Draining the waste water not only results in severe resource waste but also leads to serious environment pollution. In order to civilize glycine production and save resource, it is very imperative to treat the sewage.
Comprehensive experimental research of the waste water treatment from glycine production was made in the paper, technology route and operational environment for the waste water treatment were established. A technology route which can recycle ammonium chloride in the waste water was adopted by comprehensive analysis of all kinds of factors. Both jet pump and three effects vacuum evaporation were used in the technology process. The defects such as great consumption of resource and prominent corruption of equipment in the normal evaporation technology of abstracting ammonium chloride from light concentration ammonium chloride solution were conquered by using the new technology process.
In the course of evaporation for recycling ammonium chloride, ammonia and formaldehyde decomposed from urotropine in the waste water were dissolved in the condensed water with the condensation of vapor. The two pollutants make CODcr of condensed water reach 30000mg/L, so the condensed water fall short of the national standard. For the sake of avoiding second pollution , the condensed water which contained ammonia and formaldehyde was treated by blowing and catalytic oxidation through a great deal of experiments in the paper. Finally, the CODcr of condensed water come up to GB-1996.
引文
[1]毛建卫，崔艳丽．甘氨酸的生产方法及在食品工业中的应用．食品工业科技，1988，4(2)：59～60
[2]陈荣，田忆凯．国内外甘氨酸合成工艺新进展．江苏化工，2000，28(10)：19～21
[3]汪多仁．甘氨酸的生产与应用．化工之友，1998，4：34～35
[4]唐振球．氨基乙酸(甘氨酸)生产方法．适用技术之窗，1995，5：4～5
[5]Henri Fauduet et al. Automation and optimization of glycine synthesis. Process control Qual. 1996, 8(1): 41～45
[6]迟永祥．甘氨酸合成工艺研究．四川联合大学学报．1997，1(3)：37～42
[7]朱世英，朗建平．甘氨酸合成工艺研究．浙江化工，1990，21(3)：40
[8]刘建慧，张爱萍．国内甘氨酸的生产与应用．化学工业与工程技术，1999，20(1)：24～26
[9]王刚．一种氨基乙酸的生产方法．CN，1107139A．1995
[10]弗兰齐克 TS，门野Y等．氨基羧酸盐的制备方法．CN，1120835A．1996
[11]Mitsui Toatsu Chem Inc(MITK). Glycine prodn by incubation of bacterial strain and teacting with monoethanolamine. JP, 61268188. 1986
[12][苏]格鲁什科 R M. 工业废水中有害无机化合物，化学工业出版社，1984
[13]吴迎，付玉华，徐旺生等．L—胱氨酸生产中氯化铵的回收工艺．化学工业与工程技术，1998，19(3)：52～53
[14]梁永禧，胡迪琴，陈永昌，关志刚．高浓度氯化铵工业废水对农作物的污染与毒理试验．生态科学，1997，16(2)：48～52
[15]周连江，乐志强等．无机盐工业手册．北京：化学工业出版社，1996
[16]李正明．氯化铵的合理使用与发展前景．化肥工业，1997，25(1)：11～16
[17]邓天周．联碱法氯化铵蒸发工艺与设备．专利号：CN 1075694A，1993
[18]赵景利，史小平，张少峰等．一种从含氯化铵废水中提取氯化铵的方法．专利号：ZL99100015．3，1999
[19]徐亚同．废水中氮磷的处理．上海：华东师范大学出版社，1996
[20]胡允良，张振成，翟巍等．制药废水的氨氮吹脱试验．工业水处理，1999，19(4)：19～21
[21]赵清，安景辉．污水回用中COD和氨氮去除方法探讨．石油化工环境保护，2001，3：1～5
[22]时钧，汪家鼎，于国琮等．化学工程手册．第二版．北京：化学工业出版社，1996．
[23]Abughararah Z. H. et al., The dffect of organic compounds on biological phosphorus removal, Wat. Sci. Tech, 1991, (23): 585～594
[24]Beacham A. M. et al., Polyphosphate accumulating abilities of Acinetobacter isolares from a biological nutrient removal pilot plant, War. RES., 1992, (26): 121～122
[25]徐志毅．环境保护技术和设备．上海：上海交通大学出版社，1999
[26]武江津，王凯军，丁庭华等．三废处理工程技术手册(废水卷)．北京：化学工业出版社，2000
[27]叶庆国．阴离子对酸性污水汽提过程中氨氮脱除的影响．高校化学工程学报，2000，14(15)：475～479
[28]王连生．环境健康化学．北京：科学技术出版社(第一版)，1994：56～58
[29]余孟杰编译．化学危险品安全保管．北京：化学工业出版社，1983
[30]唐受印，汪大翬．废水处理工程．北京：化学工业出版社，1998
[31]李庆召，王定勇．活性污泥膨胀机理及抑制对策的研究现状．环境保护科学，2001，27(106)：14～15
[32]Zijin lu and W. Hegenann. Anaerobic toxicity and biodegradation of formaldehyde in batch cultures. Water research, 1998, 32(1): 209～215
[33]高华星，程树军，渠丹等．用氧化—调PH值—絮凝—吸附工艺处理含甲醛废水．大连铁道学院学报，1998，19(2)：45～51
[34]Beckmann W, Sewekow U. Text. -prax. Int. 1991, 46(5): 445～446. 448～449
[35]Makino Keisuke, Teramoto Tadeo. Japn. Kokai 74 45106
[36]乌锡康主编．有机化工废水治理技术．北京：化学工业出版社，1998
[37]赵元军．降膜蒸发器与维C工业．化工设备设计，1996，(2)：32～34
[38]张定远．降膜蒸发器在苯乙烯生产过程中的应用．化工机械，1989，(3)：43～46
[39]朱明善，刘颖等．工程热力学．北京：清华大学出版社，1995
[40]王松汉等，石油化工设计手册，化学工业出版社，2001
[41]李群生．高温废水闪蒸节能与回收物料技术的研究与应用．北京化工大学学报，1997，(4)：11～14
[42]何云．硝铵蒸发冷凝液废水治理回收技术研究．云南化工，2000，27(4)：45～48
[43]Bowwer, et al. J. Water poll. Coll. Fed. [J], 1989, 60(8): 1415～1427
[44]金镖，李广贺．吹脱法去除水中油类物质的试验研究[J]．污染防治技术，1998，11(3)：129～131
[45]蔡秀珍，李吉生．吹脱法处理高浓度氨氮废水试验[J]．环境科学生态，1998，(4)：21～23
[46]庄振民．赖氨酸废水的处理和氨回收．化工环保，2001，21(5)：258～263
[47]梁喜泉，汪菊珍．001×7和201×7型树脂污染后的复苏处理．广东电力，1998，11(3)：57～58
[48]王大孟，沈志敏，杨幼心．氨氮废水处理新方法．环境保护，1988，(8)：9～11
[49]张统，张志仁，王守中等．污水处理工艺及工程方案设计．北京：中国建筑工业出版社，2000
[50]陈传好，谢波，仁源等．Fenton试剂处理废水中各影响因子的作用机制．环境科学，2000，21(3)：93～96
[51]孙德智，于秀娟，冯玉杰等．环境工程中的高级氧化技术．北京：化学工业出版社，2002
[52]邓勃．分析测试数据的统计处理方法．北京：清华大学出版社，1995
[53]胡国定，张润楚．多元数据分析方法．天津：南开大学出版社，1990
[54]许景文．化学氧化法处理COD的研究．净水技术，1996，2(56)：8～11
[55]丛锦华，赵海霞．物理化学方法处理高浓度有机废水．化工环抱，1997，2(17)：90～95
[56]杨文忠，陈弋，王海峻．Fenton试剂和紫外光—Fenton试剂联合作用处理硝基苯废水．南京化工大学学报，20(1)：24～26
[57]Chen R, Pignatello J J. Role of quinone intermediates as electron shuttle in Fenton and Photoassisted Fenton oxidations of aromatic compounds. Environ. Sci. Technol. ,1997, 31(8):2399～2406
[58]Zepp R G. Hydroxyl radicalformation in aqueous reactions (ph3～8) of Iron(Ⅱ) with hydrogen peroxide:the Photo-Fenton Reaction . Environ. Sci. Technol. ,1992,26(3):313～319
[59]Kang C, Sobkow iak A, Sawyer D T. Iron(Ⅱ)-induced generation of hydrogen peroxide from dioxygen: induc-tion of Fenton chemistry and ketonization of hydrocatbons.. Inorg. Chem. ,1994,33(1):79～82
[2]陈荣，田忆凯．国内外甘氨酸合成工艺新进展．江苏化工，2000，28(10)：19～21
[3]汪多仁．甘氨酸的生产与应用．化工之友，1998，4：34～35
[4]唐振球．氨基乙酸(甘氨酸)生产方法．适用技术之窗，1995，5：4～5
[5]Henri Fauduet et al. Automation and optimization of glycine synthesis. Process control Qual. 1996, 8(1): 41～45
[6]迟永祥．甘氨酸合成工艺研究．四川联合大学学报．1997，1(3)：37～42
[7]朱世英，朗建平．甘氨酸合成工艺研究．浙江化工，1990，21(3)：40
[8]刘建慧，张爱萍．国内甘氨酸的生产与应用．化学工业与工程技术，1999，20(1)：24～26
[9]王刚．一种氨基乙酸的生产方法．CN，1107139A．1995
[10]弗兰齐克 TS，门野Y等．氨基羧酸盐的制备方法．CN，1120835A．1996
[11]Mitsui Toatsu Chem Inc(MITK). Glycine prodn by incubation of bacterial strain and teacting with monoethanolamine. JP, 61268188. 1986
[12][苏]格鲁什科 R M. 工业废水中有害无机化合物，化学工业出版社，1984
[13]吴迎，付玉华，徐旺生等．L—胱氨酸生产中氯化铵的回收工艺．化学工业与工程技术，1998，19(3)：52～53
[14]梁永禧，胡迪琴，陈永昌，关志刚．高浓度氯化铵工业废水对农作物的污染与毒理试验．生态科学，1997，16(2)：48～52
[15]周连江，乐志强等．无机盐工业手册．北京：化学工业出版社，1996
[16]李正明．氯化铵的合理使用与发展前景．化肥工业，1997，25(1)：11～16
[17]邓天周．联碱法氯化铵蒸发工艺与设备．专利号：CN 1075694A，1993
[18]赵景利，史小平，张少峰等．一种从含氯化铵废水中提取氯化铵的方法．专利号：ZL99100015．3，1999
[19]徐亚同．废水中氮磷的处理．上海：华东师范大学出版社，1996
[20]胡允良，张振成，翟巍等．制药废水的氨氮吹脱试验．工业水处理，1999，19(4)：19～21
[21]赵清，安景辉．污水回用中COD和氨氮去除方法探讨．石油化工环境保护，2001，3：1～5
[22]时钧，汪家鼎，于国琮等．化学工程手册．第二版．北京：化学工业出版社，1996．
[23]Abughararah Z. H. et al., The dffect of organic compounds on biological phosphorus removal, Wat. Sci. Tech, 1991, (23): 585～594
[24]Beacham A. M. et al., Polyphosphate accumulating abilities of Acinetobacter isolares from a biological nutrient removal pilot plant, War. RES., 1992, (26): 121～122
[25]徐志毅．环境保护技术和设备．上海：上海交通大学出版社，1999
[26]武江津，王凯军，丁庭华等．三废处理工程技术手册(废水卷)．北京：化学工业出版社，2000
[27]叶庆国．阴离子对酸性污水汽提过程中氨氮脱除的影响．高校化学工程学报，2000，14(15)：475～479
[28]王连生．环境健康化学．北京：科学技术出版社(第一版)，1994：56～58
[29]余孟杰编译．化学危险品安全保管．北京：化学工业出版社，1983
[30]唐受印，汪大翬．废水处理工程．北京：化学工业出版社，1998
[31]李庆召，王定勇．活性污泥膨胀机理及抑制对策的研究现状．环境保护科学，2001，27(106)：14～15
[32]Zijin lu and W. Hegenann. Anaerobic toxicity and biodegradation of formaldehyde in batch cultures. Water research, 1998, 32(1): 209～215
[33]高华星，程树军，渠丹等．用氧化—调PH值—絮凝—吸附工艺处理含甲醛废水．大连铁道学院学报，1998，19(2)：45～51
[34]Beckmann W, Sewekow U. Text. -prax. Int. 1991, 46(5): 445～446. 448～449
[35]Makino Keisuke, Teramoto Tadeo. Japn. Kokai 74 45106
[36]乌锡康主编．有机化工废水治理技术．北京：化学工业出版社，1998
[37]赵元军．降膜蒸发器与维C工业．化工设备设计，1996，(2)：32～34
[38]张定远．降膜蒸发器在苯乙烯生产过程中的应用．化工机械，1989，(3)：43～46
[39]朱明善，刘颖等．工程热力学．北京：清华大学出版社，1995
[40]王松汉等，石油化工设计手册，化学工业出版社，2001
[41]李群生．高温废水闪蒸节能与回收物料技术的研究与应用．北京化工大学学报，1997，(4)：11～14
[42]何云．硝铵蒸发冷凝液废水治理回收技术研究．云南化工，2000，27(4)：45～48
[43]Bowwer, et al. J. Water poll. Coll. Fed. [J], 1989, 60(8): 1415～1427
[44]金镖，李广贺．吹脱法去除水中油类物质的试验研究[J]．污染防治技术，1998，11(3)：129～131
[45]蔡秀珍，李吉生．吹脱法处理高浓度氨氮废水试验[J]．环境科学生态，1998，(4)：21～23
[46]庄振民．赖氨酸废水的处理和氨回收．化工环保，2001，21(5)：258～263
[47]梁喜泉，汪菊珍．001×7和201×7型树脂污染后的复苏处理．广东电力，1998，11(3)：57～58
[48]王大孟，沈志敏，杨幼心．氨氮废水处理新方法．环境保护，1988，(8)：9～11
[49]张统，张志仁，王守中等．污水处理工艺及工程方案设计．北京：中国建筑工业出版社，2000
[50]陈传好，谢波，仁源等．Fenton试剂处理废水中各影响因子的作用机制．环境科学，2000，21(3)：93～96
[51]孙德智，于秀娟，冯玉杰等．环境工程中的高级氧化技术．北京：化学工业出版社，2002
[52]邓勃．分析测试数据的统计处理方法．北京：清华大学出版社，1995
[53]胡国定，张润楚．多元数据分析方法．天津：南开大学出版社，1990
[54]许景文．化学氧化法处理COD的研究．净水技术，1996，2(56)：8～11
[55]丛锦华，赵海霞．物理化学方法处理高浓度有机废水．化工环抱，1997，2(17)：90～95
[56]杨文忠，陈弋，王海峻．Fenton试剂和紫外光—Fenton试剂联合作用处理硝基苯废水．南京化工大学学报，20(1)：24～26
[57]Chen R, Pignatello J J. Role of quinone intermediates as electron shuttle in Fenton and Photoassisted Fenton oxidations of aromatic compounds. Environ. Sci. Technol. ,1997, 31(8):2399～2406
[58]Zepp R G. Hydroxyl radicalformation in aqueous reactions (ph3～8) of Iron(Ⅱ) with hydrogen peroxide:the Photo-Fenton Reaction . Environ. Sci. Technol. ,1992,26(3):313～319
[59]Kang C, Sobkow iak A, Sawyer D T. Iron(Ⅱ)-induced generation of hydrogen peroxide from dioxygen: induc-tion of Fenton chemistry and ketonization of hydrocatbons.. Inorg. Chem. ,1994,33(1):79～82