集成膜法处理草甘膦母液技术推广.ppt
集成膜法处理草甘膦母液技术推广,实现企业经济价值与环保价值双丰收,杭州深瑞水务有限公司 伍立波,一、工业化合成草甘膦技术介绍,1、草甘膦介绍,草甘膦是美国孟山都化学公司于20世纪60年代筛选合成的有机磷内吸传导广谱灭生性除草剂,又名农达、镇草宁,简写PMG,化学名为N-(膦酰基甲基)甘氨酸，分子式为 C3H8NO5P，分子量为169.08，原药为白色或微黄色结晶粉末，熔点为232236(分解)，易溶于水、丙酮、氯苯、乙醇、煤油和二甲苯。因草甘膦的除草效果优异，成本低，且与土壤接触后，在土壤和微生物的作用下迅速分解，无残留，随着抗草甘膦农作物的不断开发，其需求量急速增加。,2、工业化合成草甘膦工艺,工业化合成草甘膦有甘氨酸法和IDA法两大工艺。用甘氨酸法合成草甘膦具有原料成本低，工艺简单，废水还可脱水回收制成10%水剂等优点。但是该方法使用大量的三乙胺和甲醇分别做催化剂和溶剂，必须通过多道工序进行回收，后处理工序复杂。用IDA法合成草甘膦具有能耗较低，废水量小等优点，但原料成本高；投资大制约了该法的大规模应用。,3、集成膜分离技术处理草甘膦母液,传统蒸发工艺一般是先通过调PH方法将三乙胺回收，在草甘膦酸性母液中加入大量的氢氧化钠中和，将pH调至10以上，此时三乙胺盐酸盐以三乙胺型和母液分层，分离出三乙胺后再将草甘膦母液蒸发浓缩到一定浓度以后，再加入草甘膦固体粉剂配成草甘膦水剂。采用现代液体膜分离技术处理草甘膦母液可以将母液中的草甘膦浓缩到24%以上，然后进一步处理，制成30%草甘膦水剂。草甘膦的总回收率高达90%以上。,同时采用液体膜分离技术具有以下特点：,装置紧凑，占地空间小，能耗低，除消耗电能外，无需投入其它特殊药剂，无二次污染，运行成本较低采用触摸屏自动控制系统，实现全自动连续运行。无污染，常温常压下进行分离，无化学变化，不会给环境带来任何污染。膜系统占地小，系统全封闭运行，无异味产生,维护简单，降低单元操作费用。,二、集成膜分离处理草甘膦母液方案介绍,方案一：处理采用甘氨酸法生产草甘膦所得的草甘膦碱性母液,草甘膦碱母液的大致成分如下：,项目 草甘膦(%)PH 总磷(mg/L)数值 1-2 11 50000,草甘膦母液通过集成膜处理后浓缩液成分如下：,项目 草甘膦(%)PH 总磷(mg/L)数值 2-4 11 35000,草甘膦母液通过集成膜处理后透过液成分如下：,项目 草甘膦(%)PH 总磷(mg/L)数值 0.05 11 200,集成膜处理设备方案一运行成本计算：（按年300天/年设计）（按年处理草甘膦母液3万吨/年设计分析得出结果）,电费/元年-1 45.77万元 清洗、药剂费/元年-1 14.08万元 生产 滤芯更换费/元年-1 3.90万元 费用 膜更换费/元年-1 98.60万元 指标 检修维护费/元年-1 12.0万元 酸碱费/元年-1 3.20万元 合计/元年-1 177.55万元 每吨草甘膦 合计/元吨-1 59.18元 母液的处理费用 注：（1）电费按0.65元/（Kwh）；（2）年清洗次数为12次计；（3）膜使用寿命以10个月计。,方案二：处理采用甘氨酸法生产草甘膦所得的草甘膦酸性母液,原有的集成膜法处理草甘膦工艺不足：,草甘膦酸性母液的pH值很低，为了较高程度的回收三乙胺需加入大量的碱中和，费用较高；加碱生成的氯化钠全部残留在草甘膦母液中，草甘膦成份变的更为复杂，后续浓缩难度加大，且蒸发浓缩能耗很高。,新方案在原有方案基础上的创新：,直接对草甘膦酸母液中的草甘膦与三乙胺盐酸盐进行分离。直接解决了原有草甘膦母液处理后水剂量大的问题，可直接将草甘膦浓缩至4-8%后结晶提粉。处理草甘膦母液的总回收率在80%-90%以上，回收成本大大低于传统蒸发浓缩工艺，在原有工艺基础上进一步优化处理，对大规模生产企业更具经济意义。,处理后的母液有机磷含量大幅度下降，可降低至原母液的20%-30%。大大减轻了污水后处理的负担。环保价值更加突出。处理后的母液因回收了大部分的有机磷，剩余的多数为无机磷，只需加入生石灰将其PH调节至10萃取出三乙胺盐酸盐，并生成磷酸钙盐沉淀，大大降低了污水后处理的难度。采用投加生石灰调节PH的方法比原来投加氢氧化钠大大降低了药剂成本。所得浓水可通过薄膜蒸发处理得副产品氯化钙，较氯化钠更具经济价值。,草甘膦酸母液的大致成分如下：,项目 草甘膦(%)PH 电导率(us/cm)总磷(mg/L)数值 1.6-4 2 200000 50000,草甘膦酸母液分离并处理后浓缩液成分如下：,项目 草甘膦(%)PH 电导率(us/cm)总磷(mg/L)数值 4.2-7.8 2 8000 50000,三乙胺盐酸盐处理后透过液成分如下：,项目 三乙胺回收率(%)PH 电导率(us/cm)总磷(mg/L)数值 95 2 200000 2000,集成膜处理设备方案二运行成本计算：（按年300天/年设计）（按年处理草甘膦母液1.5万吨/年设计分析得出结果）,电费/元年-1（按270KW计）55.04万元 清洗、药剂费/元年-1 1.08万元 生产 滤芯更换费/元年-1 8.66万元 费用 膜更换费/元年-1 48.54万元 指标 检修维护费/元年-1 12.0万元 酸碱费/元年-1 3.20万元 合计/元年-1 128.52万元每吨草甘膦母液的处理费用 合计/元吨-1 85.68元注：（1）电费按0.65元/（Kwh）；（2）年清洗次数为12次计；（3）膜使用寿命以10个月计。,投加生石灰与原技术投加NaOH的成本对比如下：,药剂 量比 价格（元/吨）总计价格 生石灰 1 200 200 32%离子膜烧碱 4.2 380 1600,方案三：处理采用IDA法生产草甘膦所得的草甘膦酸性母液,IDA路线草甘膦酸母液的大致成分：,项目 草甘膦(%)PH 数值 0.5-1.2 3,草甘膦母液通过集成膜处理后浓缩液成分：,项目 草甘膦(%)PH 数值 2-4 3,草甘膦母液通过集成膜处理后透过液成分：,项目 草甘膦(%)PH 数值 0.1 3,集成膜处理设备方案一运行成本计算：（按年300天/年设计）（按年处理草甘膦母液3万吨/年设计分析得出结果）,电费/元年-1 45.77万元 清洗、药剂费/元年-1 14.08万元 生产 滤芯更换费/元年-1 3.90万元 费用 膜更换费/元年-1 98.60万元 指标 检修维护费/元年-1 12.0万元 酸碱费/元年-1 3.20万元 合计/元年-1 177.55万元 每吨草甘膦 合计/元吨-1 59.18元 母液的处理费用 注：（1）电费按0.65元/（Kwh）；（2）年清洗次数为12次计；（3）膜使用寿命以10个月计。,三、集成膜分离技术的深远意义,集成膜法母液分离浓缩技术回收草甘膦，不需要转换，可以直接得到纯正的30%草甘膦铵盐水剂产品，产品中不含其他浓缩工艺中无法消除的草甘膦钠盐成分，品质更高，药效更好。经济价值显著。分离出的水可回用到前段工艺，不仅节约50%以上的水费，而且大大减少污水后处理费用。低浓度草甘膦溶液经膜系统过滤后，利用膜能够截留除了水和一价离子的其他物质的特性，过滤后的出水无色透明、无细菌、无大分子有机物，可用于生产回用。即膜能提升处理出水的水质，理论上用膜处理能使出水达到任何我们想要的水质。所以用膜处理低浓度草甘膦溶液可以实现废水的零排放。草甘膦母液的总回收率高达90%以上，且以草甘膦铵盐水溶液形式回收，可直接调制成成品水剂上市销售，不但缩短了设备的投资回拢周期，而且符合国家的产业新政策，实现了企业环保和经济效益的双丰收。,
