常州苯胺類廢水處理設(shè)備一體化污水凈化設(shè)施
苯胺呈堿性,與酸易生成鹽。其氨基上的氫原子可被烴基或?;〈啥壔蛉壉桨芳磅;桨?。當苯胺進行取代反應(yīng)時,主要生成鄰、對位取代產(chǎn)物。苯胺與亞硝酸反應(yīng)生成重氮鹽,由此鹽可制成一系列苯的衍生物和偶氮化合物;苯胺類物質(zhì)屬于有毒污染物,毒性比較高,僅少量就能引起中毒。主要是通過皮膚、呼吸道和消化道進入人體,從而破壞血液造成溶血性貧血,損害肝臟引起中毒性肝炎,甚至導(dǎo)致各種癌癥。屬于環(huán)境中嚴格控制排放物質(zhì)。因此,如何有效的降低廢水中的苯胺排放濃度對環(huán)境和人身安全尤其重要。
苯胺廢水不易處理,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1、苯胺毒性高,難生物降解,致使生物處理系統(tǒng)難以穩(wěn)定運行且效率較低。
2、化工行業(yè)所產(chǎn)生的苯胺廢水中苯胺濃度可達數(shù)千,而我國規(guī)定的污水排放標準中苯胺類物質(zhì)的zui高允許排放濃度為2.0mg/L。
3、高鹽含量苯胺廢水含有較多NaCl、Na2SO4等無機鹽,濃度可達50%~65%。
4、苯胺類廢水具有很強的酸性或堿性,不僅增加廢水處理費用,且加大廢水中鹽含量。
5、苯胺廢水色深,胺基等活潑基團易發(fā)生反應(yīng),增強廢水色度。
目前,國內(nèi)外對苯胺廢水的處理已做了較多的研究,治理方法也種類繁多。
(1)物理法:主要為吸附法、萃取法和膜分離法等。吸附法常用吸附材料為合成樹脂、天然礦物巖石、活性炭等;萃取法一般使用有機萃取劑對水中的苯胺進行萃取、分離,常用萃取劑為同系物。物理法一般用于生產(chǎn)工段的回收,常用于處理高濃度廢水,低濃度廢水處理效果較差,且萃取法還易造成二次污染;液膜法處理苯胺廢水工藝過程較復(fù)雜,且乳狀液膜需制乳、破乳等工序,分離過程中的乳液溶脹和破裂限制了內(nèi)相濃縮液濃度的進一步提高,且基建投資和運轉(zhuǎn)費用較高,需要定期的化學清理,并且其濃縮廢水處理較為困難。
⑵生物法:生物法對苯胺類物質(zhì)的處理一般為培養(yǎng)耐藥微生物,利用微生物的生長行為對污染物進行分解。但是,苯類物質(zhì)一般含對微生物傷害大,微生物難成活,處理效果較差。且苯胺難以降解,生物技術(shù)處理苯胺廢水存在很多限制;尤其化工行業(yè)產(chǎn)生的高鹽廢水中高鹽更是對微生物有致命的傷害,因此,微生物法也不適用于此類污水。
⑶化學法:化學法一般分為光催化氧化法、電化學法和強氧化法;光催化氧化法對處理對象水質(zhì)要求較高,一般用于低濃度有機物的處理,且很少單獨使用,且耗能大成本偏高;電化學法對苯系物處理效果較差,不易打破苯環(huán)結(jié)構(gòu);強氧化法是目前采用較多,較成熟的一種難降解有機物處理方法。常用氧化劑包括臭氧、次氯酸鈉、雙氧水、Fenton試劑等。
苯胺是一種重要的有機化工原料、精細化工中間體,由其制得的化工產(chǎn)品和中間體有300余種,在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、染料化工等領(lǐng)域均應(yīng)用廣泛。目前苯胺的生產(chǎn)工藝路線主要是硝基苯催化加氫法,生產(chǎn)和使用苯胺類產(chǎn)品的工廠都會排放不同濃度的苯胺廢水。含苯胺廢水來源廣、污染危害大,其毒性不僅危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、動植物生長繁殖,而且也威脅著人類健康。苯胺對環(huán)境的污染,已經(jīng)逐漸引起了人們的關(guān)注。
目前國內(nèi)外對苯胺廢水的處理主要有物理、化學、生物等方法。
物理方法主要有吸附法、萃取法、蒸餾法;化學方法主要有光催化氧化法、超臨界水氧化法、二氧化氯氧化法、超聲波降解法等。
吸附法、化學法等目前對苯胺裝置苯胺廢水初步回收處理尚不能應(yīng)用;萃取法因引入了雜質(zhì)需要對萃取劑進行回收處理;蒸餾方法消耗大量蒸汽,而且需要對塔釜液進一步進行處理不是方法對于苯胺廢水。
目前采用的生物處理方法,雖然技術(shù)成熟且成本較低,但由于苯胺毒性高,難生物降解,致使生物處理系統(tǒng)難以穩(wěn)定運行且效率低下。采用經(jīng)濟有效的預(yù)處理方法,提高廢水的可生化性,是解決苯胺廢水處理難題的關(guān)鍵。
目前,酚類廢水的處理一般遵循三種思路。
第一,采用多種方法降解水體中的以使其濃度降低至符合國家標準,從而實現(xiàn)無害化排放。這種思路一般是針對酚類物質(zhì)濃度較低的廢水。
第二,將酚類物質(zhì)從廢水中提取出來,對其進行回收再利用。這種思路一般是針對酚類物質(zhì)濃度較高的廢水。
第三,在產(chǎn)生酚類物質(zhì)的生產(chǎn)過程中添加其他工藝,直接將含有酚類物質(zhì)的廢水循環(huán)利用,從而實現(xiàn)含酚廢水的
基于酚類廢水處理的三種思路,對于高濃度的酚類廢水,通常先對酚類物質(zhì)進行提取回收,然后再進行處理;對于低濃度的酚類廢水,可以行濃縮或富集使酚類物質(zhì)濃度升高,然后進行提取回收再進行處理;對于濃度非常小沒有回收價值的廢水,可以使用生物處理法、物理法或化學法進行處理。
01,芬頓氧化法進水應(yīng)符合以下條件
(1)在酸性條件下易產(chǎn)生有毒有害氣體的污染物(如硫離子、氰根離子等)不應(yīng)進入芬頓氧化工藝單元;
(2)進水中懸浮物含量宜<200mg/ L;
(3)應(yīng)控制進水中 Cl-、H2PO3-、HC03-、油類和其他影響芬頓氧化反應(yīng)的無機離子或污染物濃度,其限制濃度應(yīng)根據(jù)試驗結(jié)果確定。
常州苯胺類廢水處理設(shè)備一體化污水凈化設(shè)施
02,芬頓氧化法進水不符合條件時
應(yīng)根據(jù)進水水質(zhì)采取相應(yīng)的預(yù)處理措施:
(1)芬頓氧化法用于生化處理預(yù)處理時,可設(shè)置粗、細格柵、沉砂池、沉淀池或混凝沉淀池,去除漂浮物、砂礫和懸浮物等易去除污染物;芬頓氧化法用于廢水深度處理時,宜設(shè)置混凝沉淀或過濾工序進行預(yù)處理;
(2)進水中溶解性磷酸鹽濃度過高時,宜投加熟石灰,通過混凝沉淀去除部分溶解性磷酸鹽;
(3)進水中含油類時,宜設(shè)置隔油池除油;
(4)進水中含硫離子時,應(yīng)采取化學沉淀或化學氧化法去除;進水中含氰離子時,應(yīng)采取化學氧化法去除;
(5)進水中含有其他影響芬頓氧化反應(yīng)的物質(zhì)時,應(yīng)根據(jù)水質(zhì)采取相應(yīng)的去除措施,以消除對芬頓氧化反應(yīng)的影響。芬頓氧化法用于生化處理的預(yù)處理時,若進水水質(zhì)水量變化較大,芬頓氧化工藝前應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)池。芬頓的影響因素
溫度
溫度是芬頓反應(yīng)的重要影響因素之一。一般化學反應(yīng)隨著溫度的升高會加快反應(yīng)速度,芬頓反應(yīng)也不例外,溫度升高會加快OH·的生成速度,有助于OH·與有機物反應(yīng),提高氧化效果和COD的去除率。但對于芬頓試劑這樣復(fù)雜的反應(yīng)體系來說,溫度升高不僅會加速正反應(yīng)的進行,也加速副反應(yīng),同時會加速H2O2的分解,而分解得到的02和H20,不利于OH·的生成。不同種類工業(yè)廢水中的芬頓反應(yīng),其適合的溫度,也存在一定差異。處理聚丙烯酰胺水溶液時,溫度應(yīng)控制在30℃至50℃;洗膠廢水處理時溫度為85℃;處理三氯(苯)酚時,當溫度低于60℃時, 有助于反應(yīng)的進行,當高于60℃時,則不利于反應(yīng)。
pH值
一般來說,芬頓試劑是在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)的,在中性和堿性的環(huán)境中,F(xiàn)e2+不能催化氧化H202 產(chǎn)生OH·,而且會產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀,從而失去催化能力;當溶液中的H+濃度過高,F(xiàn)e3+不能順利的被還原為Fe2+ ,催化反應(yīng)受阻。多項研究結(jié)果表明芬頓試劑在酸性條件下,特別是pH在3—5 時氧化能力很強,此時有機物降解速率快,能夠在短短幾分鐘內(nèi)降解,有機物的反應(yīng)速率常數(shù)正比于Fe2+和過氧化氫的初始濃度。因此,在工程上采用芬頓工藝時,建議將廢水調(diào)節(jié)到2—4,理論上pH值在3—5時為。
有機物
對不同種類的廢水,芬頓試劑的投加量、氧化效果是不同的。因為不同類型的廢水中,其有機物的種類是不同的。對于醇類(甘油)及糖類等碳水化合物,在羥基自由基作用下,分子發(fā)生脫氫反應(yīng),然后產(chǎn)生C-C鍵的斷鏈;對于大分子的糖類,羥基自由基使糖分子鏈中的糖苷鍵發(fā)生斷裂,降解生成小分子物質(zhì);對于水溶性的高分子及乙烯化合物,羥基自由基使得C-C鍵斷裂;并且羥基自由基可以使得芳香族化合物開環(huán),形成脂肪類化合物,從而消除降低該種類廢水的生物毒性,改善其可生化性。
針對染料類,羥基自由基可以打開染料中官能團的不飽和鍵,使染料氧化分解,達到脫色和降低COD的目的。用芬頓試劑降解殼聚糖的實驗表明,當介質(zhì)pH值在3—5時,聚糖、H202及催化劑的摩爾比在240:1—2 或24:1—2時,芬頓反應(yīng)可以使殼聚糖分子鏈中的糖苷鍵發(fā)生斷裂,從而生成小分子的產(chǎn)物。
過氧化氫與催化劑投加量
芬頓工藝在處理廢水時需要判斷藥劑投加量及經(jīng)濟性。H202的投加量大,廢水COD 的去除率會有所提高,但是當H202投加量增加到一定程度后,COD的去除率會慢慢下降。因為在芬頓反應(yīng)中,H202投加量增加,OH·的產(chǎn)量就會隨之增加,而COD的去除率會相應(yīng)降低。但是當H2O2的濃度過高時,雙氧水會發(fā)生分解,并不產(chǎn)生羥基自由基。