[发明专利]PTA精制废水资源化综合利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PTA精制废水资源化综合利用的方法，该废水来自于对苯二甲酸生产装置精制单元排放的工艺废水。

背景技术

精对苯二甲酸（Purified Terephthalic Acid，简称PTA）是生产聚酯纤维和树脂的主要原料，目前主要采用对二甲苯（p-Xylene，简称PX）空气氧化法生产。PTA生产过程中要排放大量的废水，一般每生产一吨PTA会排放2～3吨工艺废水。2014年全国PTA总产能达3400多万吨，年排放PTA工艺废水近一亿吨，这些工艺废水来自PTA装置的氧化单元和精制单元，其中精制单元排放的工艺废水即“PTA精制废水”占工艺废水总量的80%以上。PTA精制废水是一个COD浓度达2000～4000mg/L的酸性废水，废水的PH=2～4、电导率=300～1000μS/cm，废水中主要含有三类杂质，其一为醋酸，其二为苯甲酸、对甲基苯甲酸、对羧基苯甲醇、对羧基苯甲醛、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、偏苯三酸、芴酮二羧酸等有机羧酸，其三为钴锰钠等金属离子。当前，PTA精制废水一般去污水总站与其它废水混合后采用厌氧+好氧的生化法处理达标后排放掉，不但消耗了大量的水资源，同时生化处理要占用大量的土地，并且水中的有机物和钴锰重金属也随之排放。鉴于水本身的价值、废水中所含有的较高价值的对甲基苯甲酸与对苯二甲酸等有机羧酸以及钴锰贵金属，因此努力实现PTA精制废水的循环利用对推动PTA清洁生产和环境保护具有重大的经济、技术和环保意义。

 除了生化法以外，目前文献中公开报道的处理与利用PTA精制废水的方法有：（1）反渗透法，即将废水通过反渗透膜以拦截水中部分有机物，如中国专利公开CN 1765760A、CN 101134628A、CN 101746913A、CN 101723531B、CN 101445288A、CN 102030433A等；（2）吸附法，即将废水通过吸附剂以除去水中部分有机物，如CN 1182053C、CN 1680195A、CN 102149642A、CN 102249454A；（3）PX萃取法，即将废水中部分有机物用PX萃取掉，如CN 1817402B、CN 101941901A、CN 102070217A、CN 102139970A；（4）组合方法，如CN 101058467B用络合萃取+吸附的组合方法，CN 101544429A用PX萃取+滤+反渗透的组合方法。以上这些现有方法部分解决了一些技术问题，也推动了精制废水循环利用上的技术进步，但这些方法或是所产水的水质有限而难以被高价值的利用，或是只回收了水中的少量有用物质资源，总之目前现有的方法均没有系统、彻底的的解决精制废水的综合利用问题。

发明内容

本发明走资源化综合利用的思路，即将COD浓度2000～4000mg/L、含钴锰重金属和多种有机物杂质的PTA精制废水视为一种特殊的资源，从废水中提取回收贵金属钴锰、对苯二甲酸、对甲基苯甲酸和苯甲酸，同时将废水处理成接近除盐水品质的纯水并代替除盐水去PTA装置使用。本技术将PTA精制废水依次经过阳离子交换和3级选择性吸附后得到纯化水，待阳离子交换器和3级选择性吸附器饱和后分别用强酸和强碱解析，从阳离子交换器的解析液中回收得到钴锰，从第1级选择性吸附器的解析液中回收得到对甲基苯甲酸、对苯二甲酸和苯甲酸，所产纯化水的品质接近除盐水，该纯化水可返回精制单元代替除盐水使用，所回收的钴锰、对甲基苯甲酸、对苯二甲酸和苯甲酸均返回PTA装置氧化单元使用，从而回收了PTA精制废水的水、钴锰贵金属、对甲基苯甲酸、对苯二甲酸和苯甲酸这五种资源。阳离子交换器周期性清洗的用水、第1～第3级选择性吸附器周期性清洗的用水、稀释强酸和强碱的用水、以及洗涤钴锰滤饼等的用水均使用所产的纯化水，扣除掉这些内部使用的纯化水以后，本技术最终所得纯化水是PTA精制废水的75～85%（纯化水产率），此外本技术对PTA精制废水中钴的回收率为90%、锰回收率为75%、对甲基苯甲酸回收率85%、对苯二甲酸回收率90%、苯甲酸回收率70%，从而既减少了约80%的精制废水排放量又大大减少了除盐水的使用量，还回收了废水中的贵金属和有用有机物，并且减排COD流量65%以上，实现了对废水的资源化循环再利用，经济效益和环保效益双丰收。本技术投资小、经济效益高，有望解决长期困扰PTA发展的废水问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：PTA精制废水资源化综合利用方法，包括以下5个步骤：

（1）将PTA精制废水过滤，以除去水中悬浮物；