滲透汽化一精餾耦合工藝對(duì)水中二甲基甲酰胺回收效果研究

摘要：指出了滲透汽化一精餾耦合工藝是現(xiàn)在環(huán)境工程廢水治理當(dāng)中常見的一種方法，主要是可對(duì)廢水中的二甲基甲酰胺進(jìn)行有效的回收，改善了傳統(tǒng)蒸餾方法能耗大、效益低的問題。滲透汽化一精餾耦合工藝主要采用滲透氣化和精餾兩種工序，對(duì)廢水中的二甲基甲酰胺進(jìn)行回收。經(jīng)過滲透汽化一精餾耦合工藝處理可以得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到99%以上的二甲基甲酰胺，可以很大程度提高了廢水治理的效率。

關(guān)鍵詞：滲透汽化一精餾耦合;水中二甲基甲酰胺;回收效果

中圖分類號(hào)：TQ174

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：16749944（2019）24-0127-02

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，我國(guó)發(fā)展過程中出現(xiàn)的環(huán)境問題逐漸暴露出來。其中廢水質(zhì)量問題尤為明顯。在治理過程中，水中二甲基甲酰胺的回收是非常重要的治理工作[4]。但是采用傳統(tǒng)的蒸餾方法對(duì)廢水中二甲基甲酰胺進(jìn)行回收消耗能源比較大，經(jīng)濟(jì)效益也相對(duì)較低。而利用滲透汽化一精餾耦合工藝對(duì)廢水中的二甲基甲酰胺進(jìn)行回收，不需要使用其他的溶劑，操作方法也更加簡(jiǎn)便，得到產(chǎn)品濃度更高，是現(xiàn)在環(huán)境工程治理廢水的好辦法。

2 二甲基甲酰胺廢水處理概述

二甲基甲酰胺是利用甲酸甲酯和二甲基胺制造的，英文縮寫為DMF，是一種無味的透明性液體，二甲基甲酰胺在強(qiáng)堿如氫氧化鈉或強(qiáng)酸如鹽酸或硫酸的存在下是不穩(wěn)定的（尤其在高溫下），并水解為甲酸與二甲基胺。

HCON（CH3）2 +H2O→（CH3）2 NH+HCOOH

一般情況下，純度二甲基甲酰胺是沒有氣味的，但是經(jīng)過工業(yè)加工或者變質(zhì)后可能具有魚腥味。二甲基甲酰胺是一種高沸點(diǎn)急性非質(zhì)子性溶劑。DMF氣體能夠與水和普通有機(jī)物溶劑混合，與石油混合會(huì)發(fā)生分層現(xiàn)象。二甲基甲酰胺也是一種易燃液體，遇到明火會(huì)立刻燃燒。另外，二甲基甲酰胺可與濃硫酸發(fā)生硝酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生爆炸異常危險(xiǎn)[5]。二甲基甲酰胺廢水主要來源于農(nóng)藥、醫(yī)藥、化工以及合成革加工工業(yè)中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅合成革行業(yè)每年制造的二甲基甲酰胺廢水就達(dá)到了1億t左右，而二甲基甲酰胺在排放出后，不容易與外界因子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以對(duì)環(huán)境污染非常嚴(yán)重。相關(guān)環(huán)保部門已經(jīng)規(guī)定在二甲基甲酰胺廢水排放時(shí)要做好二甲基甲酰胺回收工作，但是由于傳統(tǒng)回收技術(shù)問題，二甲基甲酰胺回收效果還有待改善。

3 二甲基甲酰胺的影響以及回收的作用

3.1 二甲基甲酰胺對(duì)環(huán)境的影響

二甲基甲酰胺是一種具有一定毒性的液體，也具有一定的危險(xiǎn)性，在工業(yè)生產(chǎn)中，如果排放的廢水沒有經(jīng)過二甲基甲酰胺回收處理，就會(huì)對(duì)人類健康和環(huán)境造成重大影響。首先，二甲基甲酰胺廢水沒有經(jīng)過處理就排放，將會(huì)對(duì)人類的健康帶來很大的危害。二甲基甲酰胺可以通過人類皮膚及呼吸道進(jìn)入人體體內(nèi)，對(duì)人體內(nèi)臟器官造成一定的侵害[6]。急性二甲基甲酰胺中毒者會(huì)出現(xiàn)頭痛、焦慮、嘔吐等癥狀，嚴(yán)重時(shí)危機(jī)肝臟器官。而慢性二甲基甲酰胺中毒，會(huì)使身體皮膚受到刺激，造成血壓偏低、食欲不振等現(xiàn)象。未經(jīng)處理的二甲基甲酰胺廢水，在空氣中揮發(fā)影響地區(qū)空氣質(zhì)量，并且對(duì)身體造成嚴(yán)重的傷害。另外，二甲基甲酰胺還具有易燃性和易爆性，如果二甲基甲酰胺廢水沒有進(jìn)行回收處理，流放過程中一旦與明火接觸很容易造成燃燒、爆炸等傷害。

3.2 二甲基甲酰胺回收用途

二甲基甲酰胺可以作為溶劑，所以也有自身的用途，現(xiàn)在二甲基甲酰胺的用途一般是在工業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)藥制作上[7]。對(duì)于二甲基甲酰胺廢水的回收處理，得到的高純度二甲基甲酰胺將用回與生產(chǎn)，提高二甲基甲酰胺的事使用效率，一舉兩得。首先，二甲基甲酰胺可以作為一種分析試劑，可以作為乙烯樹脂和乙快的溶劑。其次，二甲基甲酰胺使用中性能優(yōu)良的有機(jī)溶劑，可以用作聚氨酯、聚丙烯腈，聚氯乙烯的溶劑，還可以作為醫(yī)藥和農(nóng)藥殺蟲脒的制作原材料。再次，二甲基甲酰胺可以作為化工原料，參加工業(yè)生產(chǎn)。例如，塑料制膜，藥物生產(chǎn)等。所以，二甲基甲酰胺廢水回收處理，不僅具有環(huán)保作用，還實(shí)現(xiàn)了資源再利用。

4 滲透汽化一精餾耦合工藝以及回收二

甲基甲酰胺的效果

4.1 滲透汽化一精餾耦合工藝

滲透汽化一精餾耦合工藝是一種新型的回收二甲基甲酰胺的方法，與傳統(tǒng)的精餾法相比他的回收效果更加明顯[1]。滲透汽化一精餾耦合工藝主要在進(jìn)行回收處理過程中，主要經(jīng)過兩部分工序。首先，將二甲基甲酰胺廢水投入到料業(yè)儲(chǔ)罐當(dāng)中，二甲基甲酰胺廢水在儲(chǔ)液罐當(dāng)中利用真空泵和復(fù)合膜組建進(jìn)行脫水分離處理，脫水分離之后，要通過真空泵保持復(fù)合膜滲透一側(cè)的壓力[8]。二甲基甲酰胺廢水在真空泵和復(fù)合膜組件的作用下發(fā)生氣化，氣化之后氣體要經(jīng)過冷凝儲(chǔ)罐，并且儲(chǔ)存在冷凝儲(chǔ)罐。而復(fù)合膜一側(cè)的二甲基甲酰胺溶液得到濃縮，當(dāng)濃縮達(dá)到一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)后，使液體進(jìn)入到間歇精餾塔中進(jìn)行分離。也可將廢水置于減壓精餾塔中進(jìn)行分離，經(jīng)過間歇精餾塔或者減壓精餾塔有效分離后，就將得到高濃度的二甲基甲酰胺。

在利用滲透汽化一精餾耦合工藝進(jìn)行二甲基甲酰胺廢水回收處理過程中，為了更好的達(dá)到處理目的，還需要注意到以下幾點(diǎn)內(nèi)容：①二甲基甲酰胺廢水進(jìn)入料業(yè)儲(chǔ)罐進(jìn)行脫水分離時(shí)，真空泵的應(yīng)將莫滲透?jìng)?cè)壓力維持在5～10 kPa.而在滲透氣化過程中，溫度應(yīng)該保持在50～70℃最為合理，冷凝溫度則需要- 70～5℃。②廢液在進(jìn)行精餾過程中，間歇精餾塔選擇填料塔，而填料方式則選擇為泡點(diǎn)進(jìn)料。在精餾塔進(jìn)行精餾的過程中，保持塔頂溫度不低于100℃，也不高于100.2℃[9]。

4.2 滲透汽化一精餾耦合工藝回收效果

4.2.1 滲透汽化一精餾耦合工藝更加節(jié)能

傳統(tǒng)蒸餾餾技術(shù)在對(duì)二甲基甲酰胺廢水進(jìn)行分離時(shí)，需要消耗大量的能源，造成了一定程度的資源浪費(fèi)，提高了回收成本。在環(huán)境保護(hù)工程中，應(yīng)用這樣的方法，提高了環(huán)境保護(hù)的成本，也達(dá)不到應(yīng)有的效果。

4.2.2 滲透汽化一精餾耦合工藝工序簡(jiǎn)單

通過上述的處理步驟，可以看出整個(gè)滲透汽化一精餾耦合工藝只需要兩部分工序，第一部分將廢液進(jìn)行脫水分離[2]。其次，在精餾塔中進(jìn)行再次分離濃縮，期間根本不需要多余的工序，處理人員只要注意控制各環(huán)節(jié)的溫度和壓力。但是利用傳統(tǒng)的萃取方法進(jìn)行回收，首先要采用萃取劑對(duì)廢水中的二甲基甲酰胺進(jìn)行吸收，之后在進(jìn)行分離。這種方法可以選擇不同的萃取劑，如氯仿、四氧化碳等。由于萃取劑不同，所以得到二甲基甲酰胺純度也不同，而增加了萃取劑步驟使工作變得更加復(fù)雜，實(shí)際上是降低了二甲基甲酰胺廢水處理的工作效率。另外，萃取法要使用萃取劑對(duì)二甲基甲酰胺進(jìn)行吸收，所以在一定程度上也損害到了二甲基甲酰胺的濃度[10]。在環(huán)保工程中，操作簡(jiǎn)單，效益更高的處理方法，才是更適合的方法，不僅提高了環(huán)保的效率，還降低了能耗。

4.2.3 滲透汽化一精餾耦合工藝回收效果更加明顯

在經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展與環(huán)境日益惡化的背景下，我國(guó)現(xiàn)在也已重視環(huán)境保護(hù)的作用[3]。二甲基甲酰胺廢水處理工程，不僅是對(duì)環(huán)境的一種保護(hù)，更是符合可持續(xù)發(fā)展的觀念。被提取出的二甲基甲酰胺還可以應(yīng)用到更多的生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中。所以這就要求在環(huán)境治理的過程中，不僅要對(duì)二甲基甲酰胺進(jìn)行提取還要能夠加以利用。但是，傳統(tǒng)的方法做到了二甲基甲酰胺的處理過程，但是回收環(huán)節(jié)效果欠佳。例如，運(yùn)用化學(xué)分解法進(jìn)行處理時(shí)，先利用電解方法對(duì)二甲基甲酰胺廢水進(jìn)行電解，之后進(jìn)行水質(zhì)調(diào)節(jié)[11]。這樣的方法雖然做到了二甲基甲酰胺的消除，使環(huán)境污染減小。但是沒有做到資源回收利用，使回收效果降低。而利用滲透汽化一精餾耦合工藝對(duì)廢水中的二甲基甲酰胺進(jìn)行了有效的分離和提取，滲透汽化一精餾耦合工藝回收效果更加明顯，其主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，其一是提取率非常高，可以達(dá)到99. 96%，得到的二甲基甲酰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)也達(dá)到了99.6%，其二是極高濃度的二甲基甲酰胺，經(jīng)過再處理后可用于工業(yè)生產(chǎn)，很大程度上提高了回收效果，達(dá)到了環(huán)保和資源再利用的目的。

5 結(jié)語

滲透汽化一精餾耦合工藝是二甲基甲酰胺廢水回收處理的好方法。使用滲透汽化一精餾耦合工藝的回收方法，通過滲透氣化分離技術(shù)，不需要添加任何的輔助物質(zhì)就可以有效的將二甲基甲酰胺廢水進(jìn)行處理，大大縮短了處理的時(shí)間。

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收稿日期：2019-11-13

作者簡(jiǎn)介：謝金武（1984-），男，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境工程，環(huán)境監(jiān)察。