[发明专利]一种低温冷冻分离乙二醇水溶液的方法

说明书

本发明属于水处理技术领域，具体是一种低温冷冻分离乙二醇水溶液的方法，所述方法包括如下步骤：步骤1：将乙二醇水溶液置于低温环境中，冷冻使乙二醇水溶液处于固液两相共存状态；步骤2：将冰液混合物取出进行脱水，分别收集固相和液相；步骤3：测定固相和液相中的乙二醇浓度；步骤4：重复步骤1‑3，直至所得固相和液相的乙二醇浓度达到需要的要求。该方法不仅能大幅度降低除冰废液的处理能耗，所需设备简单易制，置于户外自然寒冷环境中无需额外提供制冷设备也能实现乙二醇水溶液分离浓缩的目的。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种乙二醇水溶液的分离方法，再具体涉及一种利用低温冷冻分离乙二醇水溶液的方法。

背景技术

乙二醇是结构最简单和最重要的脂肪族二元醇，主要用做聚酯的单体及精细化工产品的生产，其次是用作防冻液、除冰液，冷却液等低凝固点溶液主要添加剂使用。除冰液是一种有效去除飞机和机场跑道表面冰、霜、积雪的航空化学品，在机场广为应用，为保障冬季机场安全、正常运行和航空器飞行安全做出了重要贡献。我国疆域辽阔，四季分明，目前共有177个正常年份存在结冰条件的民航机场。冬季机场除冰工作量大面广，每年冬季，特别是寒冷地区的机场均有大量含有除冰液的废水需要排放。除冰液含有乙二醇(或丙二醇)以外，还含有一定量的缓蚀剂、抑制剂、增稠剂和表面活性剂等成分，除冰废液中COD浓度和BOD5浓度均较高，受到除冰废水污染的地表水和地下水对水生生物具有一定的毒性作用。如未经处理直接排放，将造成水生生物大量死亡，严重影响水环境质量，进而影响人体健康。所以，如何实现机场除冰废液水污染防治与控制具有极其重要的现实意义。

根据调研发现，机场除冰废液中醇类和水分总占比约为99％，其余杂质占比相对较小。而处理废水的核心技术就是水与醇类物质的分离。乙二醇/丙二醇均属小分子二醇，能与水以任意比例混溶。因结构中的羟基可以与水形成氢键且自身分子量较小，难以通过反渗透技术分离乙二醇/丙二醇的水溶液。传统的乙二醇溶液脱水是通过“蒸发+精馏”的方式进行，但需要的设备复杂，能耗也较大(赵克品.乙二醇浓缩脱水与精制系统操作条件的优化[J计算机与应用化学，2014，31(6):751－754.)。近年来，膜蒸馏技术(CN 104415665A)被应用于浓缩乙二醇溶液。但其也是针对环氧乙烷直接水合法生产乙二醇工艺流程的改进且涉及气液相变，需要较高的温度进行分离浓缩。

因此，以降低能耗、节约成本、绿色环保、碳中和等要求为目标，需要开发新的技术和工艺用于机场除冰液废水中乙二醇/丙二醇与水的分离处理。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种低温冷冻分离乙二醇水溶液的方法。该方法不仅能大幅度降低除冰废液的处理能耗，所需设备装置简单易制，置于户外自然寒冷环境中无需额外提供制冷设备也能实现乙二醇水溶液分离浓缩的目的。本发明可用于处理飞机除冰液废液，使分离出的水中仅含有少量乙二醇，再结合其他手段使冰融水达到国家相关污水排放标准。

为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种低温冷冻分离乙二醇水溶液的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：将乙二醇水溶液置于低温环境中，冷冻使乙二醇水溶液处于固液两相共存状态，其中存在大量的冰液混合物，该冰液混合物也称为冰泥；

步骤2：将冰泥取出进行脱水，分别收集固相和液相；

步骤3：测定固相和液相中的乙二醇浓度；

步骤4：重复步骤1-3，直至所得固相和液相的乙二醇浓度达到需要的要求。

优选地，步骤1中乙二醇水溶液的质量浓度范围为1-50％。

优选地，步骤1中低温温度为-50℃-0℃，冷冻时间≥5分钟。

优选地，步骤2中的脱水采用的方式为振动、抽滤或离心。

具体地，一种低温冷冻分离乙二醇水溶液的方法，包括如下步骤。