[发明专利]氢氧化镁在中和PTA废水中的应用

说明书

本发明提供了用于中和包含对苯二甲酸的废水的方法和设备。这样的方法和设备使用氢氧化镁来中和厌氧反应器上游的废水。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年12月31日提交的美国临时申请号62/273,507的优先权，所述美国临时申请在此出于所有目的通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本发明涉及用于中和含有对苯二甲酸的废水的方法和设备，特别是包括使用氢氧化镁来中和废水。

背景技术

对二甲苯被用于制造纯化的对苯二甲酸(“PTA”)。对二甲苯在催化剂和乙酸溶剂的存在下被氧化以制造对苯二甲酸粗品。对苯二甲酸粗品然后被氢化以制造PTA。美国专利号5,723,656中一般地描述了这两个反应。通常，通过将包含有机物质(对苯二甲酸、乙酸、对甲基苯甲酸)的废水与稀释的氢氧化钠溶液混合来中和所述废水。混合/中和发生在厌氧反应器的上游，以确保废水处于适当的pH，以便将对苯二酸和其它有机物质降解成甲烷、二氧化碳和水。

然而，如果使用过多的氢氧化钠，则进入厌氧反应器的废水的pH将过高，这会导致厌氧生物质中的活性损失，并因此导致废水中有机化合物降解的损失。厌氧反应器效率的再生可以花费数月，并且可能必须替换生物质颗粒。

发明内容

本发明允许更好地控制废水的pH，并由此保存厌氧生物质中的活性。

在一个方面，本发明提供了一种用于处理包含对苯二甲酸的废水的方法。该方法包括将氢氧化镁与包含对苯二甲酸的废水在混合容器中混合以产生中和的废水流出物，并在厌氧反应器中从中和的废水流出物中除去有机物质。

另一方面，本发明提供了一种用于处理包含对苯二甲酸的废水的设备。该设备包括含有对苯二甲酸的废水源、氢氧化镁源、与废水源和氢氧化镁源流体连通的混合容器、以及与混合区流体连通的厌氧反应器，所述混合容器适用于将废水和氢氧化镁混合以形成中和的废水流出物，所述厌氧反应器包括适用于从中和的废水流出物中除去有机物质的颗粒。

附图说明

图1是使用氢氧化镁来中和包含对苯二甲酸的废水的设备；和

图2是使用氢氧化镁来中和包含对苯二甲酸的废水的设备的可选实施方案。

具体实施方式

氢氧化镁是比氢氧化钠弱得多的碱。因此，使用氢氧化镁取代氢氧化钠作为pH控制剂，使在pH控制剂不慎过量的情况下的pH峰值最小化。与导致高达14.0的pH的高剂量的氢氧化钠相比，在包含对苯二甲酸的废水中的高剂量氢氧化镁导致最高9.0的pH。另外，当使用氢氧化镁时，在UASB反应器中的生物质活性和降解对苯二甲酸的能力的再生要快得多。例如，当使用氢氧化镁时，在约三周中发生再生，相比较而言，当使用氢氧化钠时，在六至七周中发生再生(附带降解对甲基苯甲酸能力的永久损失)。氢氧化镁作为厌氧和好氧系统的营养素，导致澄清池中更稠密的污泥(反应时间延长有助于晶体生长)、更干净的排出的水、和更容易脱水以便处理的污泥。此外，因为氢氧化镁比氢氧化钠多约37％的氢氧根，所以需要较少的氢氧化镁来中和给定量的对苯二甲酸。按照DOT标准，氢氧化镁也是无害的。而且，与氢氧化钠不同，氢氧化镁是无腐蚀性的，从而导致阀门、管道、泵和储罐的维护维修成本的降低。

然而，氢氧化镁需要比氢氧化钠更长的时间来中和对苯二甲酸。因此，需要单独的混合容器以允许约20分钟的驻留时间。此外，因为氢氧化镁是浆料，所以混合容器需要搅拌器。