颜料废水处理工艺

颜料废水处理工艺（通用3篇）

颜料废水处理工艺 篇1

酞菁绿是铜酞菁的卤代物, 作为重要的有机颜料用于油漆、涂料、油墨、橡胶、塑料、皮革、合成纤维等领域[1]。酞菁绿的合成方法主要有以氯磺酸、四氯化碳、三氯化铝等为不同介质的直接卤化法, 以及用四氯苯酐或四氯邻苯二腈的缩合制备法[1,2,3], 其中作为工业化合成工艺的主要是氯磺酸法和三氯化铝法两种。颜料化技术有盐磨法、酸溶法、溶剂法[1,2,3]。由于目前在酞菁绿的合成生产中溶剂、未反应物、副产物以及颜料化中助剂、溶剂处理不当, 造成大量污染。

本工作针对氯磺酸法合成、溶剂法颜料化的酞菁绿颜料生产工艺特点, 在现有资源与技术条件下, 优化合成工艺, 改造分离流程, 循环利用水资源[4,5], 实现了酞菁绿颜料的清洁生产。

1 酞菁绿的氯磺酸法生产工艺简介

酞菁绿的氯磺酸法生产工艺以氯磺酸为介质, 溶解铜酞菁后, 加入硫磺、三氯化铁、三氯化锑、碘等催化剂, 在100 ℃, 0.3 MPa下通入氯气反应。将反应产物用水稀释, 经过滤、洗涤 (酸洗、碱洗、水洗) 得到酞菁绿粗品。粗品在表面活性剂存在下与有机溶剂如氯苯搅拌反应, 对颜料颗粒晶型进行转变 (行业内通常称为吸附乳化步骤) , 然后蒸出溶剂、无机盐沉淀、过滤、水洗、干燥制得成品颜料[2]。该工艺合成反应的主催化剂为硫磺, 其在反应中的催化机理为先与氯磺酸、氯气反应生成焦硫酰氯, 然后再由焦硫酰氯提供的氯使铜酞菁得到氯化[3]。酞菁绿的氯磺酸法生产工艺流程见图1。

颜料生产行业普遍采用的三氯化铝-氯化钠传统工艺路线存在三氯化铝难分离、污染大、成本高、产品色光偏蓝、色泽偏暗等缺点, 而通过氯磺酸法制得的酞菁绿颜料污染小、成本低、色光可调、色泽鲜艳、着色力强, 因此正越来越受到颜料行业的重视与推广。

2 污染源分析

该工艺的污染物来源主要为:合成中未转化的反应物、酸性溶剂、副产物、催化剂;后处理中残留或过量的氯苯类有机溶剂、表面活性剂、无机盐沉淀剂。这些物质存在于粗品滤液与精品滤液中。每批产品的产量为1.25 t, 每批产品废水产生量总计约189.5 t, 酞菁绿的氯磺酸法生产工艺的主要污染物组成见表1。

3 清洁生产措施

3.1 源头削减

(1) 原工艺主催化剂硫磺是固体, 在反应中溶解较慢, 影响了催化效果。以液态氯化硫为反应主催化剂替代硫磺后, 催化效果明显提高; (2) 增加主催化剂加入量, 取消三氯化铁、三氯化锑这两种较难溶解且低效的固体辅助催化剂; (3) 增大反应压力, 降低反应温度, 调整通入氯气流量, 提高了氯气利用率, 使氯气与铜酞菁质量比由2.3下降到2.1, 溶剂氯磺酸与铜酞菁质量比由6.0下降到5.0。

由于反应时间缩短, 副反应减少, 粗品收率由88% (质量分数, 下同) 提高到了93%;后处理颜料化与表面处理中, 蒸馏工序增加冷凝设备改善氯苯类有机溶剂的回收效果;沉淀工序在保证表面活性剂沉淀效果的前提下, 减少60%的无机盐用量。

3.2 废水资源化利用

改造生产流程, 对颜料生产中的废水进行资源化循环利用, 节水减排。酞菁绿的氯磺酸法清洁生产工艺流程见图2。

(1) 取消粗品过滤洗涤 (酸洗、碱洗、水洗) 工序, 直接进行吸附乳化, 利用氯苯类有机溶剂对颜料的亲和性, 吸附颜料, 分离出含酸水, 部分含酸水回用至稀释釜, 部分作为副产品混合酸 (含硫酸10.2%和盐酸3.8%) 外销;

(2) 吸附乳化工序的部分漂洗水回用至稀释釜作合成产物的稀释水;

(3) 过滤洗涤工序中的洗涤工艺改为两次水洗, 二次水洗滤液套用作为一次水洗的洗涤水, 一次洗涤滤液部分回用至吸附乳化工序作为漂洗水, 部分回用至蒸馏、沉淀工序作为洗槽水;

由于在源头削减中已取消三氯化锑、三氯化铁催化剂的使用, 因此在废水资源化利用后得到的副产品混合酸中重金属等杂质已不存在, 可送水处理厂用于中和废水, 及用于无机高分子絮凝剂聚合氯硫酸铁等化工产品的制备[6]。

3.3 末端处理, 安全排放

通过削减源头、废水资源化循环利用, 剩余废水量已由原来的每批189.5 t大大降低至31.0 t, 且其中已基本不含重金属和氯苯类有机溶剂, 游离的表面活性剂与无机盐离子也大大减少。该废水可采用离子交换、反渗透、膜蒸馏等技术分离出无机盐回用于沉淀工序, 出水因已去除无机盐可作为蒸馏前的工艺水使用, 从而实现工艺上的“零排放”。末端废水温度约在60 ℃左右, 非常适合膜蒸馏技术处理[7,8,9], 直接送环保公司处理, 达标后排放。

4 污染防治效果及经济效益分析

采用清洁生产工艺后, 污染控制取得了良好的效果。酞菁绿的氯磺酸法原工艺与清洁生产工艺污染物产生量的对比见表2。

由表2可以估算, 酞菁绿的氯磺酸法清洁生产工艺与原工艺相比, 污染物产生量降低约94.60%。同时, 清洁生产工艺产生了明显的经济效益。单批废水排放量由189.5 t, 降至31.0 t, 减少了83.64%, 大大降低了环保处理费用;三氯化锑、三氯化铁两种催化 剂完全取消, 氯磺酸、氯气、氯苯、无机盐等的加入 量不同程度地减少, 工艺冷水完全省去, 工艺热水加入量大幅度下降, 产品收率增大5%, 从原材料和能源消耗方面降低了生产成本;副产酸外销至净水剂厂, 变废为宝, 也产生了很好的副产收益。酞菁绿的氯磺酸法清洁生产经济效益分析见表3。

1) 按年产300 t酞菁绿规模计。

5 结论

a) 通过消减污染源、资源化循环利用、末端处理等措施, 对酞菁绿颜料的氯磺酸法生产工艺进行清洁生产改造, 减少废水排放量83.64%, 剩余污染物量降低94.60%, 取得了很好的污染防治效果。

b) 清洁生产工艺改造后, 废水处理总费用减少, 同时节约热水用量66.35%、取消冷水使用, 多种原辅材料单耗降低, 还增加了副产收入, 每吨精品综合经济效益增加值为7 086.8元。按年产300 t酞菁绿颜料规模计, 每年增加经济效益2.13×106元。

摘要：根据清洁生产的理论与思维模式, 对酞菁绿颜料氯磺酸法生产工艺进行改进。通过改变催化剂、优化合成工艺、污染源头削减、对废水进行资源化循环利用, 使污染得到有效控制, 基本实现了酞菁绿颜料的清洁生产。采用清洁生产工艺, 废水排放量减少83.64%, 污染物减少94.60%。按年产300t酞菁绿颜料的生产规模计, 每年可增加经济效益2.13×106元。

关键词：酞菁绿,颜料,氯磺酸,清洁生产,综合利用

参考文献

[1]沈永嘉.有机颜料-品种与应用.北京:化学工业出版社, 2001.323~334

[2]周春隆, 穆振义.有机颜料化学及工艺学.修订版.北京:化学工业出版社, 2002.87~90

[3]费学宁, 周春隆.铜酞菁的卤化反应及颜料化技术.染料工业, 1996, 33 (3) :14~23

[4]杨再鹏, 孙杰, 徐怡珊.清洁生产与循环经济.化工环保, 2005, 25 (2) :160~164

[5]刘春平.石油化工企业的节水减排.化工环保, 2006, 26 (1) :74~77

[6]卫艳新, 侯曼玲.高效絮凝剂聚合氯化硫酸铁的制备工艺条件.精细化工中间体, 2003, 3 (5) :39~40

[7]王许云, 张林, 陈欢林.膜蒸馏技术最新研究现状及进展.化工进展, 2007, 26 (2) :168~172, 179

[8]林浩, 甑卫军, 杨清香.膜蒸馏分离技术研究的进展及其应用.新疆石油学院学报, 2001, 13 (3) :56~61

[9]余立新, 刘茂林, 蒋维均.膜蒸馏的研究现状及发展方向.化工进展, 1991, 10 (3) :1~5

颜料废水处理工艺 篇2

教学目标：

知识与技能：了解人类文化最早最重要的载体——美术的传统媒材。

过程与方法：能用制作颜料的简单方法试着制作1-2种颜料。掌握粘贴画的制作方法和基本技能。

情感、态度及价值观：培养学生对色彩的热爱。

教学重、难点：能用制作颜料的简单方法试着制作1-2种颜料。掌握粘贴画的制作方法和基本技能。

教学准备：制作颜料的材料、画笔、纸等。教学过程：

一、发现 1．观看录像。

2．小实验。请一名学生在实物投影仪下将菊花在白纸上用力摩擦，发现了什么？ 3．讨论：在生活中你还发现过这样的事情吗？

4．教师总结：在大自然中有丰富的材料都可以制作出颜料。

二、讨论

1．欣赏几幅作品和染制的方巾。

2．寻找合适的材料：你从大自然中找来了些什么材料？ 3．分小组讨论：如何利用工具将自己带来的材料制作出颜料呢？

4．总结制作方法：用小棒和碗捣汁，用纱布包好或用过滤网挤压过滤出汁液。

三、试验

边制作边用简短的文字填写研究表格。播放轻松欢快的音乐。

四、交流

每组小组长进行汇报总结，讨论解决遇到的困难。

五、展示

1．用自己制作的颜料组内共同完成一幅画。2．贴在展示板上评一评。

六、拓展 1．生活中还有很多东西的色彩很漂亮，我们也可以直接利用它们来直接作画。2．史前艺术家都是用土和矿石制作出颜料画画。

油质废水处理工艺的探讨 篇3

油质废水处理工艺的探讨

随着炼油工业产业的.日益蓬勃发展,油质废水处理越来越受到世人的关注.常规活性污泥和生物膜工艺可以有效地去除废水中BOD,COD和氨氮等常见污染物,而近年来出现的新型水处理技术-人工湿地去除污染物的范围更广,包括重金属、磷、硫、氯离子等.本文对常规污水处理工艺和人工湿地在炼油废水中的应用做了简单的分析和比较,结果表明人工湿地在一定程度上体现了对油质废水本身特点(有机负荷高)的较强适应性,然而其处理油质水水量较小,高效运行时水力停留时间较长,只被应用于中小炼油企业的深度处理.

作 者：曹杨  作者单位：长安大学环境科学与工程学院,陕西西安,710064 刊 名：科技创新导报 英文刊名：SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD 年，卷(期)：2009 “”(35) 分类号：X74 关键词：油质废水   常规污水处理   人工湿地