2025-12-12
N-метилпирролидон (NMP) — органическое соединение с химической формулой C5H9NO₃ . Это бесцветная или бледно-желтая прозрачная жидкость со слабым запахом аммиака . Он смешивается с водой в любых пропорциях и растворим в эфире, ацетоне, сложных эфирах, галогенированных углеводородах, ароматических углеводородах и различных других органических растворителях. Он практически полностью смешивается со всеми растворителями.
O-NMP — это полярный апротонный органический растворитель, характеризующийся высокой температурой кипения, сильной растворяющей способностью, низкой вязкостью и хорошей химической и термической стабильностью. В электронной промышленности он широко используется для нанесения покрытий на электроды литий-ионных батарей, эффективно растворяя электродные материалы. В химической промышленности он является отличным экстрагентом. Он также играет важную роль в качестве растворителя в лакокрасочной и полиграфической промышленности. Однако сточные воды, образующиеся при использовании NMP, являются одними из самых сложных для очистки промышленных сточных вод. Неправильная очистка может привести к серьезному загрязнению окружающей среды; поэтому понимание процесса очистки сточных вод с использованием NMP имеет решающее значение.
I.Процесс производства НМП
01 Используя γ-бутиролактон (GBL) и метиламин в качестве исходных материалов , GBL подвергается реакции аминолиза с метиламином при определенной температуре и давлении. Сначала аминогруппа в метиламине атакует карбонильную группу GBL, образуя промежуточный продукт, который затем подвергается внутримолекулярной перегруппировке с образованием NMP. Эта реакция обычно проводится в жидкой фазе и требует подходящего катализатора для ускорения скорости реакции и увеличения выхода продукта. Например, использование специфического основного катализатора может эффективно ускорить реакцию.
02 Контроль условий реакцииТемпература реакции обычно поддерживается на уровне 150-200℃, а давление — на уровне 2-5 МПа. Подходящие температура и давление обеспечивают как скорость реакции, так и селективность продукта. Время реакции обычно составляет 3-5 часов, а конечная точка реакции определяется путем мониторинга расхода сырья и образования продуктов в реакционной системе.
03 Разделение и очистка продукта
После завершения реакции непрореагировавшие сырьевые материалы и побочные продукты отделяются такими методами, как вакуумная дистилляция. Затем неочищенный NMP дополнительно очищается дистилляцией для получения высокочистого продукта NMP.
II.Источники сточных вод НМП
01 Процесс промывки в производственном процессе После завершения производства NMP проводится промывка водой для удаления остаточных примесей и катализаторов из продукта. Эта промывочная вода будет содержать небольшое количество NMP, побочных продуктов реакции и остаточных компонентов катализатора, образуя таким образом сточные воды.
02 Очистка оборудования
Производственное оборудование требует очистки во время планового технического обслуживания и замены продукции. Вода, используемая при очистке, контактирует с остатками NMP на внутренних стенках оборудования, образуя сточные воды, содержащие NMP. Количество образующихся сточных вод варьируется в зависимости от частоты и интенсивности очистки.
03 Литиевая аккумуляторная промышленность
В процессе нанесения покрытия на электроды литиевых батарей в качестве растворителя используется NMP для растворения материала электрода. После нанесения покрытия NMP удаляется в результате таких процессов, как сушка. Однако некоторое количество NMP выделяется с отработанными газами в процессе сушки. Эти отработанные газы после обработки распылением воды образуют сточные воды, содержащие NMP. Кроме того, вода, используемая для очистки полов в цехах по производству литиевых батарей, также может стать источником сточных вод из-за контакта с пролитыми материалами, содержащими NMP. (04. Производство арамида и других химических веществ)
В производстве арамидного волокна NMP часто используется в качестве растворителя для растворения полимеров или для ускорения реакций. Например, при синтезе мета-арамида и пара-арамида мономеры необходимо растворять в системе растворителей на основе NMP, чтобы обеспечить бесперебойное протекание реакции полимеризации. После реакции в процессе разделения и промывки продукта образуется большое количество сточных вод, содержащих NMP. Кроме того, при постобработке арамидных волокон, например, при промывке и растяжении, вода, используемая для очистки поверхности волокна от примесей, также содержит NMP. Аналогично, при производстве других химических продуктов, если NMP используется в качестве реакционного растворителя или экстрагента, сточные воды, содержащие NMP, будут образовываться в процессе разделения продукта, очистки и очистки оборудования.
III. Характеристики сточных вод
01 высокая концентрация
Сам по себе NMP представляет собой органическое соединение с высоким химическим потреблением кислорода (ХПК) в воде. Одновременно с этим сточные воды могут содержать и другие органические примеси, что еще больше повышает значение ХПК. Как правило, ХПК сточных вод, содержащих NMP, превышает 5000 мг/л или даже выше, что приводит к низкой биоразлагаемости и высоким требованиям к последующим процессам очистки. Кроме того, сточные воды, содержащие NMP, содержат большое количество азотсодержащих гетероциклических органических соединений, что приводит к соответственно высокой концентрации аммонийного азота, обычно превышающей 500 мг/л.
02 Биотоксичность:
НМП обладает определенной степенью токсичности для микроорганизмов, подавляя их рост и метаболическую активность. При высокой концентрации НМП в сточных водах он снижает ферментативную активность микроорганизмов, влияя на их способность разлагать другие загрязняющие вещества в сточных водах, что затрудняет нормальное функционирование биологических процессов очистки.
03 Высокая стабильность
Наночастицы метилцеллюлозы (НМП) обладают относительно стабильной структурой и с трудом разлагаются самопроизвольно в естественной среде. Это означает, что без эффективной очистки НМП будут сохраняться в водоемах в течение длительного времени, постоянно представляя угрозу для экологической обстановки.
04 Сложный состав
Помимо NMP, сточные воды могут содержать остаточные катализаторы, побочные продукты реакций и другие добавки, образующиеся в процессе производства. Эти компоненты взаимосвязаны, что усложняет очистку сточных вод.
III.Технология обработки
Очистка сточных вод NMP в основном делится на три этапа: предварительная очистка, биологическая очистка и усовершенствованная очистка. В одном из проектов нашей компании по очистке сточных вод NMP мы применили процесс очистки на основе биологической обработки, включающий анаэробную биологическую очистку и процесс денитрификации A/O.
Один из проектов компании по очистке сточных вод NMP.
01 Анаэробная биологическая обработка
Анаэробная биологическая очистка, являясь важнейшей частью всего процесса очистки, умело использует способность анаэробных микроорганизмов к разложению в условиях дефицита кислорода или микрокислорода. Эти анаэробные микроорганизмы растут и размножаются в уникальных условиях выживания, не требуя внешнего источника кислорода, что значительно снижает энергозатраты. В этом процессе не только эффективно разлагаются органические загрязнители, но и образуется ценный побочный продукт — метан, который может быть извлечен и повторно использован в качестве энергии, обеспечивая вторичное преобразование ресурсов.
В практических приложениях реактор UASB, благодаря своим выдающимся характеристикам, стал широко используемым устройством в процессах анаэробной очистки. Он демонстрирует высокую адаптивность к различным условиям качества воды и может стабильно работать в средах с высокой концентрацией органических сточных вод. Его простая конструкция, удобство в эксплуатации и обслуживании, относительно низкая стоимость строительства, а также отработанная и надежная технология обеспечивают надежную аппаратную поддержку анаэробной биологической очистки.
02 Процесс А/О
Процесс аноксической/аэробной денитрификации (А/О) — это биологический процесс денитрификации, специально разработанный для сточных вод, содержащих аммиак и нитритный азот. Этот процесс умело сочетает аноксические и аэробные условия, в полной мере используя синергетический эффект различных микробных сообществ для постепенного преобразования азота в сточных водах в газообразный азот, тем самым обеспечивая высокоэффективную денитрификацию.
Процесс анаэробного окисления (АО), благодаря своей высокой эффективности, экономичности и простоте, широко используется для очистки промышленных сточных вод, содержащих аммонийный азот и органические вещества, а также играет важную роль в очистке сточных вод, содержащих аммонийный азот (НМО). Благодаря усовершенствованной очистке сточных вод НМО с использованием процесса АО, содержание аммонийного азота значительно снижается, а скорость разложения органических веществ значительно повышается, что обеспечивает соответствие сточных вод строгим стандартам сброса. Кроме того, процесс АО обладает отличной совместимостью и может органически сочетаться с другими технологиями, такими как анаэробная и физико-химическая очистка, для дальнейшего повышения общего эффекта очистки сточных вод. В практической эксплуатации рабочие параметры процесса АО необходимо точно регулировать в соответствии со специфическими условиями качества воды и требованиями к очистке сточных вод НМО. Например, продолжительность анаэробной и аэробной фаз, концентрация растворенного кислорода, значение pH и температура являются критически важными параметрами, которые необходимо строго контролировать. В то же время необходимо регулярно контролировать параметры качества воды и своевременно оптимизировать рабочие параметры на основе результатов мониторинга, чтобы обеспечить стабильную и эффективную работу системы очистки. На протяжении многих лет, используя свой глубокий технический опыт и непоколебимую приверженность защите окружающей среды, компания отвечала за проекты по очистке сточных вод методом NMP для многочисленных предприятий, включая Changxin Chemical, накопив обширный опыт в этом виде очистки сточных вод и заслужив неизменно высокую оценку клиентов. В дальнейшем мы будем придерживаться клиентоориентированного подхода, создавая ценность для наших клиентов и выполняя нашу миссию по предоставлению высококачественных услуг в области экологической инженерии с использованием стандартов «зеленых» инноваций. Мы стремимся предлагать нашим клиентам более эффективные, экологичные и экономически выгодные решения!
