[发明专利]聚对苯二甲酸丁二醇酯刷丝磨尖时产生的废水的治理及回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业废水的治理及回收方法，具体涉及以聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为原料，制备磨尖刷丝的处理过程中所产生废水的有效治理及回收，及废水中有效成分的回收利用方法。

背景技术

牙刷是我们生活中不可或缺的日常用品。随着社会的进步及人们生活品味的提高，牙刷丝的材质、颜色及结构层出不穷。目前，牙刷丝的制作材料主要有聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰胺610(PA610)、聚酰胺612(PA612)和聚酰胺1010(PA1010)等，颜色主要有红、黄、蓝、绿、紫、白色及透明色，结构上有单尖、双尖、珍珠填充、双丝螺旋及平头等型式。虽然刷丝占牙刷的比重很小，一把牙刷上刷丝的重量约1～3g，但世界品牌的牙刷生产厂家(如高露洁、三笑、佳洁士等)除了在刷柄上做足文章外，更多的在刷丝的色泽及结构选择上进行了大量的投入和市场研究，以更好的满足不同层次、不同文化人群的口感及爱好。

据统计，2008年国内牙刷丝的年消费量约为5000吨，PBT类的刷丝约占市场份额的30％，PA610类占60％，其它PA612、PA1010等占10％左右。由于人们对磨尖(包括单尖和双尖)牙刷丝的偏爱不断升温，且当前只有PBT类刷丝可以用强碱液磨尖，由此导致PBT类刷丝的市场占有率呈逐年上升的趋势。

应该看到的是，在PBT牙刷丝市场不断壮大的同时，其磨尖过程中产生的大量工业废水已开始受到业内人士的广泛关注。根据理论计算，1公斤PBT牙刷丝磨尖后，PBT材料将损失0.2～0.4公斤重量，因此，一年内由于磨尖将导致500吨左右的PBT原料的损失，损失的PBT将碱解成对苯二甲酸钠、1，4-丁二醇(BG)等物质被碱液带入废水中，直接排放将对环境造成恶劣的影响。如果能将废水恰当的治理回收，并将有用的两种物质充分的回收利用，既有利于环境保护，又降低了企业的生产成本，是一项利国利民的举措。另外，对PBT牙刷丝领域内的相关回收工作，未见相关文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚对苯二甲酸丁二醇酯刷丝磨尖时产生的废水的治理及回收方法，以治理并回收聚对苯二甲酸丁二醇酯磨尖刷丝在磨尖处理过程中所产生的废水，从废水中回收得到对苯二甲酸和1，4-丁二醇，处理后的废水可在磨尖过程中循环回用。

本发明的方法是在以上废水中加入活性炭处理后过滤得澄清废水，再往澄清废水中加稀盐酸反应，把澄清废水中的对苯二甲酸钠转变成对苯二甲酸(TPA)白色絮状沉淀后加以回收，经过滤、多次洗涤后烘干便得纯度达99.5％以上的对苯二甲酸；然后，用NaOH水溶液中和回收过对苯二甲酸的废水至中性，利用盐析原理将1，4-丁二醇(BG)与生成的NaCl溶液分层，上层得到BG粗产物，再通过重蒸技术将BG粗产物中的残留水分彻底清除，从而得到纯度达99.7％以上的1，4-丁二醇；下层得到的NaCl溶液，经计算，通过以上步骤得到的NaCl溶液的质量浓度在0.2～0.6％之间，因此该NaCl溶液可通过离子交换柱交换脱盐后，再用作PBT刷丝磨尖处理的清洗用水。按此方法处理得到1吨PBT磨尖丝，可节约60～80吨工业用水，经济效益可观。

本发明的聚对苯二甲酸丁二醇酯刷丝磨尖时产生的废水的治理及回收方法包括以下步骤：

a.将聚对苯二甲酸丁二醇酯磨尖刷丝废水收集到缓冲罐A中，加入活性炭后搅拌(一般为5～20分钟)，静置(一般为4～10小时)后过滤得到澄清废水；其中，活性炭在废水中的质量百分浓度为0.2％～3％；

b.往步骤a得到的澄清废水中慢慢加入盐酸，先中和废水中过量的无机碱，再与废水中的对苯二甲酸钠反应，产生白色絮状的对苯二甲酸(TPA)沉淀；当废水中开始出现白色絮状物沉淀时监测废水的pH，当pH范围在3～5.5时停止加盐酸；过滤，回收对苯二甲酸(TPA)滤渣，过滤废水导入到缓冲罐B中备用；

c.用适量去离子水反复冲洗步骤b得到的对苯二甲酸滤渣(一般4～6次)，过滤后，对苯二甲酸烘干，收集装桶；

d.往步骤b缓冲罐B内的过滤废水中缓慢加入NaOH水溶液的同时均匀搅拌，严格控制过滤废水的pH在7后停止加NaOH水溶液；

e.步骤d中和反应后，缓冲罐B内生成NaCl，由于盐析作用能使过滤废水中的1，4-丁二醇(BG)在水中的溶解度大幅度下降，静置(一般为2～6小时)后，1，4-丁二醇(BG)与生成的NaCl溶液分层，在过滤废水的上层得到漂浮的1，4-丁二醇(BG)粗产物，下层得到NaCl溶液；