一种戊胺和硝酸成盐废水处理工艺的制作方法

本发明涉及一种戊胺和硝酸成盐废水处理工艺，属于工业废水处理。

背景技术：

1、当前有机胺与无机酸根共存废水的处置通常采用中和配合多效热蒸发结晶工艺，通过向系统连续输入热能驱使水分发生汽化分离并使盐类析出结晶，该工艺在处理单一成分的常规无机高盐水相时展现出稳定的盐分脱除效能，属于传统工业废水集中处置体系中普遍采用的工艺模式，从相平衡原理看，游离态低级脂肪族伯胺分子富含疏水烃链与亲水氨基，在均相体系中易与水分子构建氢键网络，导致此类分子具备低沸点属性，且易在受热工况下与水分子共同跃过气液相平衡边界而构建气液共沸物相，这一约束导致温升驱动的热相变路径难以实现有机组分与水相的精细分离，将上述工艺应用于精细化工合成废水工况时，高热蒸发工段不可避免地遭遇有机胺大规模共沸逸出问题，分子态戊胺随高温水蒸气夹带至冷凝液收集端，导致冷凝水内部总氮质量浓度与化学需氧量指标攀升，由此使旨在消除盐度污染的单元反向演变为组分跨相迁移的次生危害，甚至导致冷凝废水流经下游催化脱氮单元时引发催化剂金属活性位点的配位寄生吸附，导致催化活性中心发生毒化失活，整套治污流程频繁遭遇由于催化剂功能退化而引发的系统性瘫痪风险。

2、针对上述问题，常规改进思路通常尝试通过单纯提高系统碱度以使胺类物质去质子化，或者连续增补外部有机碳源作为电子供体来强化催化还原深度，然而单靠强碱调节容易引发药剂消耗量攀升，且无法跨越有机胺在水相中的高溶解度边界，例如，授权公告号为cn109796347b的中国发明专利公开了一种无硝酸废水排出的二甲戊灵生产工艺，通过引入戊胺与溶剂实施成盐结晶回收稀硝酸，该控制方法成立隐性底层属性，且依赖于主生产线高度理想化成分单一性与组分对等闭环，当其置于末端复杂多变富含降解中间体且背景盐度波动真实工业工况下时，预设控制逻辑与非理想环境产生原理错配，无法实现总氮与化学需氧量深度脱除，易因杂质富集引发催化相界面结焦甚至系统瘫痪。

3、因此，如何通过工艺温度配合碱度调节诱发污染组分形态位移以打破水相均相平衡，利用废水中本征高盐背景诱发盐析作用以促成常温非相变异相自聚集相分离，并富集残余组分作为原位电子供体引发固液催化界面自阻氧化还原反应以同步清除总氮与化学需氧量，成为本发明所要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种戊胺和硝酸成盐废水处理工艺。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种戊胺和硝酸成盐废水处理工艺，包括以下步骤：

4、步骤s1、向戊胺和硝酸根共存废水中加入碱液以调节戊胺和硝酸根共存废水的ph值至11.5至12.3，发生碱化反应以生成游离态戊胺，利用戊胺和硝酸根共存废水中的无机盐浓度引发相分层，经重力沉降异相分层为上层有机相和下层含盐水相，其中部分游离态戊胺残留于下层含盐水相中形成残留游离态戊胺，分离上层有机相以回收戊胺；

5、步骤s2、将下层含盐水相导入双金属催化反应器中，利用下层含盐水相中的残留游离态戊胺作为还原基质，在双金属催化剂催化作用下发生多相催化还原反应，将下层含盐水相中的硝酸根离子转化为氮气，并同步氧化降解残留游离态戊胺；

6、步骤s3、结合多相催化还原过程硝酸根浓度的下降情况，降低双金属催化反应器内腔温度。

7、优选的，在步骤s1中，戊胺和硝酸根共存废水中戊胺的初始质量浓度为15000mg/l至35000mg/l，硝酸根的初始质量浓度为20000mg/l至50000mg/l，并控制戊胺和硝酸根共存废水的温度在35℃至45℃；通过向戊胺和硝酸根共存废水中添加质量百分浓度为30%至50%的氢氧化钠溶液作为碱液以调节ph值，且控制碱化反应的反应时间为45min至90min，使下层含盐水相中残留游离态戊胺的质量浓度降低至200mg/l至400mg/l。

8、优选的，在步骤s2中，双金属催化反应器内装填的双金属催化剂为负载型铜镍双金属催化剂，其中活性组分镍的质量百分含量为2.0%至5.0%，活性组分铜的质量百分含量为0.5%至1.5%，负载基体为多孔氧化铝颗粒，多孔氧化铝颗粒的平均孔径为10nm至30nm。

9、优选的，步骤s2包括以下子步骤：步骤s21，将下层含盐水相连续通入双金属催化反应器中，控制空塔液体时空速为1.5h-1至3.0h-1，使下层含盐水相中残留游离态戊胺在双金属催化剂表面附着吸附；步骤s22，控制双金属催化反应器内的压力为0.1mpa至0.3mpa，在无外部补充有机碳源的流体环境中，使吸附状态的残留游离态戊胺与同位吸附的硝酸根离子在多相催化界面发生多相催化还原反应。

10、优选的，步骤s3中调控双金属催化反应器的内腔温度按单调递减的温降斜率降低包括以下子步骤：s31，实时在线检测反应器出水的硝酸根质量浓度；s32，设置双金属催化反应器的初始反应温度为40℃，双金属催化反应器的最低反应温度为20℃；根据硝酸根溶度降低情况，调控双金属催化反应器内部的反应温度。

11、优选的，步骤s3中在内腔温度时向双金属催化反应器施加周期性负向脉冲电场，利用静电排斥力剥离双金属催化剂表面吸附的有机降解中间体；通过在双金属催化反应器内部沿流体流动方向对称布设的阴极板和阳极板，向反应流体引入极化微电流，控制工作电流密度为1.0ma/cm2至3.5ma/cm2，调控脉冲发生器周期性向阴极板和阳极板加载反向脉冲偏压信号，设定反向极性切换周期为10min至20min，控制单次反向极性脉冲的持续时间为30s至60s，剥离双金属催化剂表面吸附的有机降解中间体。

12、优选的，在步骤s1中，在重力沉降异相分层后，将分离得到的上层有机相导流至精馏分离塔中，控制精馏分离塔的冷凝回流比为2.5至4.0，并控制精馏分离塔的再沸器加热温度为135℃至150℃，通过精馏切割获取戊胺并回收。

13、优选的，在步骤s3完成后，还包括以下步骤：步骤s4，将发生多相催化还原反应后的双金属催化反应器的出水收集并导入多级生物脱氮滤池体系中，通过反硝化菌群和硝化菌群降解出水中的残存含氮物，使深度处理后的最终出水总氮质量浓度为15mg/l以下，化学需氧量质量浓度为50mg/l以下。

14、优选的，在步骤s2中，在线监测双金属催化反应器的进口流体与出口流体的电导率差值变化率，当电导率差值变化率超过0.5ms/cm·min时，通过控制系统调节双金属催化反应器内部的循环回流泵，将双金属催化反应器内部的流体回流比由0.5上调至1.5至2.5。

15、本发明的有益效果为：

16、1、本发明提出的戊胺和硝酸成盐废水处理工艺，先通过碱化反应生成游离态戊胺，进行分层，分离上层有机相以回收戊胺，剩余的部分游离态戊胺残留于下层含盐水相中形成残留游离态戊胺，将残留游离态戊胺进行下一步催化反应，在双金属催化剂催化作用下发生多相催化还原反应，将下层含盐水相中的硝酸根离子转化为氮气，并同步氧化降解残留游离态戊胺，分步处理的方式，能够有效的提高处理效率并改善处理效果。

17、2、本发明提出的戊胺和硝酸成盐废水处理工艺，在催化反应初期，高浓度的无机盐会产生强烈的盐析效应，使残留的游离态戊胺极易在催化剂表面产生超额配位吸附，从而形成局部的传质阻力并占据过多的活性位点，随着反应推进和降温的实施，尽管低温在一定程度上限制了催化本征速率，但降温引起的游离态戊胺溶解度急剧下降，有效补足并超越了盐析效应减弱导致的分配权重变化，使游离组分保持定向附着吸附状态，同时，配合周期性负向脉冲电场对表面附着物的强力剥离，重新暴露了高效的金属晶格活性中心，从而在整体上维持了极高的催化选择性与转化深度，成功克服了传统速率衰减问题，有效的提高了反应速率。

18、3、本发明提出的戊胺和硝酸成盐废水处理工艺，该过程利用电场力驱使吸附于催化剂表面的极性分子及无机盐垢脱附，重新暴露金属活性位点，消除传质路径上的物理堵塞，铜镍双金属催化剂未出现因残留游离胺强配位引发的不可逆毒化失活，延长了催化剂寿命。