滲透汽化一精餾耦合工藝對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在環境工程廢水治理當中常見的一種方法，主要是可對廢水中的二甲基甲酰胺進行有效的回收，改善了傳統蒸餾方法能耗大、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，對廢水中的二甲基甲酰胺進行回收。經過滲透汽化一精餾耦合工藝處理可以得到質量分數達到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：TQ174

文獻標識碼：A

文章編號：16749944（2019）24-0127-02

1 引言

隨著經濟建設的快速發展，我國發展過程中出現的環境問題逐漸暴露出來。其中廢水質量問題尤為明顯。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]。但是采用傳統的蒸餾方法對廢水中二甲基甲酰胺進行回收消耗能源比較大，經濟效益也相對較低。而利用滲透汽化一精餾耦合工藝對廢水中的二甲基甲酰胺進行回收，不需要使用其他的溶劑，操作方法也更加簡便，得到產品濃度更高，是現在環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，二甲基甲酰胺在強堿如氫氧化鈉或強酸如鹽酸或硫酸的存在下是不穩定的（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，但是經過工業加工或者變質后可能具有魚腥味。二甲基甲酰胺是一種高沸點急性非質子性溶劑。DMF氣體能夠與水和普通有機物溶劑混合，與石油混合會發生分層現象。二甲基甲酰胺也是一種易燃液體，遇到明火會立刻燃燒。另外，二甲基甲酰胺可與濃硫酸發生硝酸反應會產生爆炸異常危險[5]。二甲基甲酰胺廢水主要來源于農藥、醫藥、化工以及合成革加工工業中。據統計，僅合成革行業每年制造的二甲基甲酰胺廢水就達到了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生化學反應，所以對環境污染非常嚴重。相關環保部門已經規定在二甲基甲酰胺廢水排放時要做好二甲基甲酰胺回收工作，但是由于傳統回收技術問題，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 二甲基甲酰胺對環境的影響

二甲基甲酰胺是一種具有一定毒性的液體，也具有一定的危險性，在工業生產中，如果排放的廢水沒有經過二甲基甲酰胺回收處理，就會對人類健康和環境造成重大影響。首先，二甲基甲酰胺廢水沒有經過處理就排放，將會對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入人體體內，對人體內臟器官造成一定的侵害[6]。急性二甲基甲酰胺中毒者會出現頭痛、焦慮、嘔吐等癥狀，嚴重時危機肝臟器官。而慢性二甲基甲酰胺中毒，會使身體皮膚受到刺激，造成血壓偏低、食欲不振等現象。未經處理的二甲基甲酰胺廢水，在空氣中揮發影響地區空氣質量，并且對身體造成嚴重的傷害。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，現在二甲基甲酰胺的用途一般是在工業生產和醫藥制作上[7]。對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，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良的有機溶劑，可以用作聚氨酯、聚丙烯腈，聚氯乙烯的溶劑，還可以作為醫藥和農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，參加工業生產。例如，塑料制膜，藥物生產等。所以，二甲基甲酰胺廢水回收處理，不僅具有環保作用，還實現了資源再利用。

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行回收處理過程中，主要經過兩部分工序。首先，將二甲基甲酰胺廢水投入到料業儲罐當中，二甲基甲酰胺廢水在儲液罐當中利用真空泵和復合膜組建進行脫水分離處理，脫水分離之后，要通過真空泵保持復合膜滲透一側的壓力[8]。二甲基甲酰胺廢水在真空泵和復合膜組件的作用下發生氣化，氣化之后氣體要經過冷凝儲罐，并且儲存在冷凝儲罐。而復合膜一側的二甲基甲酰胺溶液得到濃縮，當濃縮達到一定質量分數后，使液體進入到間歇精餾塔中進行分離。也可將廢水置于減壓精餾塔中進行分離，經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行二甲基甲酰胺廢水回收處理過程中，為了更好的達到處理目的，還需要注意到以下幾點內容：①二甲基甲酰胺廢水進入料業儲罐進行脫水分離時，真空泵的應將莫滲透側壓力維持在5～10 kPa.而在滲透氣化過程中，溫度應該保持在50～70℃最為合理，冷凝溫度則需要- 70～5℃。②廢液在進行精餾過程中，間歇精餾塔選擇填料塔，而填料方式則選擇為泡點進料。在精餾塔進行精餾的過程中，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能

傳統蒸餾餾技術在對二甲基甲酰胺廢水進行分離時，需要消耗大量的能源，造成了一定程度的資源浪費，提高了回收成本。在環境保護工程中，應用這樣的方法，提高了環境保護的成本，也達不到應有的效果。

4.2.2 滲透汽化一精餾耦合工藝工序簡單

通過上述的處理步驟，可以看出整個滲透汽化一精餾耦合工藝只需要兩部分工序，第一部分將廢液進行脫水分離[2]。其次，在精餾塔中進行再次分離濃縮，期間根本不需要多余的工序，處理人員只要注意控制各環節的溫度和壓力。但是利用傳統的萃取方法進行回收，首先要采用萃取劑對廢水中的二甲基甲酰胺進行吸收，之后在進行分離。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雜，實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二甲基甲酰胺進行吸收，所以在一定程度上也損害到了二甲基甲酰胺的濃度[10]。在環保工程中，操作簡單，效益更高的處理方法，才是更適合的方法，不僅提高了環保的效率，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

在經濟技術發展與環境日益惡化的背景下，我國現在也已重視環境保護的作用[3]。二甲基甲酰胺廢水處理工程，不僅是對環境的一種保護，更是符合可持續發展的觀念。被提取出的二甲基甲酰胺還可以應用到更多的生產領域當中。所以這就要求在環境治理的過程中，不僅要對二甲基甲酰胺進行提取還要能夠加以利用。但是，傳統的方法做到了二甲基甲酰胺的處理過程，但是回收環節效果欠佳。例如，運用化學分解法進行處理時，先利用電解方法對二甲基甲酰胺廢水進行電解，之后進行水質調節[11]。這樣的方法雖然做到了二甲基甲酰胺的消除，使環境污染減小。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廢水中的二甲基甲酰胺進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，其主要表現在兩個方面，其一是提取率非常高，可以達到99. 96%，得到的二甲基甲酰胺質量分數也達到了99.6%，其二是極高濃度的二甲基甲酰胺，經過再處理后可用于工業生產，很大程度上提高了回收效果，達到了環保和資源再利用的目的。

5 結語

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，不需要添加任何的輔助物質就可以有效的將二甲基甲酰胺廢水進行處理，大大縮短了處理的時間。

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收稿日期：2019-11-13

作者簡介：謝金武（1984-），男，工程師，研究方向為環境工程，環境監察。