CN103819024A - 一种芴酮生产废水的预处理方法 - Google Patents

一种芴酮生产废水的预处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于化工废水处理技术领域，具体涉及一种芴酮生产废水的预处理方法，其特征在于，包括酸析和活性炭-芬顿试剂氧化两个步骤，其具体操作如下：1）酸析：向芴酮生产废水中加入工业硫酸，pH至1～3，搅拌静置分层；2）活性炭-芬顿试剂氧化：向酸析后的废水中同时加入H2O2、FeSO4·7H2O及活性炭，在35～55℃条件下反应30～120min。步骤2）中同时存在吸附、氧化及活性炭再生反应。与现有技术相比，本发明的有益效果是：芴酮生产废水中污染物去除效率高，COD去除率可达到97%以上，废水可生化性显著提高，B/C由原来的小于0.2提高到0.4以上；对芴酮及其它化工生产企业的可持续发展具有重要意义。

Description

一种芴酮生产废水的预处理方法
技术领域
本发明属于高浓度、难降解化工废水处理技术领域，具体涉及一种芴酮生产废水的预处理方法。
背景技术
芴酮作为重要化工原料在医药工业里可以用于合成抗癌药、交感神经抑制剂和止痉挛剂等；在农业中用于合成除草剂和杀虫剂等；在染料工业中用作合成芳香二胺染料；在静电复印业中用来制作感光材料；在塑料工业中芴酮可合成双酚类产品以及制取功能性高分子材料。目前每生产1吨芴酮约产生lm3废水，废水中主要成分为有机溶剂。芴酮生产过程中产生的高浓度、难降解化工废水制约着其进一步发展壮大，环保问题日益突出，急需研发切实可行的废水处理工艺，进而保证芴酮产业的健康、可持续发展。
近年来，有关高浓度、难降解化工废水的物化预处理工艺逐渐成为研究热点，《环境科学与管理》2010年第11期中卫学玲等人将臭氧催化氧化应用于芴酮废水处理中，利用自由基及臭氧的强氧化性可使废水的脱色率达到91.2％，COD去除率达到90.5％，但是采用臭氧催化氧化技术预处理芴酮废水，存在着设备投资大，处理成本高等问题。
《江苏化工》2008年第5期中伏广龙采用芬顿试剂协同活性炭处理含酚废水，首先利用芬顿试剂氧化废水中污染物，然后在投加活性炭、沸石进行吸附过滤，出水COD去除率为85.37％，色度去除率为70.16％，SS去除率为65.78％。《环境工程学报》2013年第3期中易斌等人采用活性炭吸附联合芬顿氧化处理高盐化工废水，首先对废水进行活性炭吸附，之后再采用芬顿氧化处理，最终出水COD去除率可达84.4%。以上两篇文献中将活性炭吸附和芬顿氧化作为两个独立的工艺进行，存在着工艺设备和流程复杂，并且使用后活性炭需要更换再生从而导致处理成本升高等问题。
《工业用水与废水》2011年第3期中王福禄采用芬顿试剂再生吸附苯酚饱和的活性炭，再生效率为83.11%，再生后吸附苯酚的去除率54.11%。中国专利CN103212390A公开了一种原位再生三氯甲烷吸附饱和活性炭的方法，主要是采用芬顿试剂产生的羟基自由基对吸附饱和后的活性炭进行再生，再生后活性炭吸附效率可恢复到70%左右。采用芬顿试剂再生吸附饱和后的活性炭虽然取得较好的效果，甚至可以实现原位再生，但实际生产过程中，再生反应会影响处理工作，或导致增加更多的设备以实现处理与再生的连续进行，进而提高了投资成本。
发明内容
本发明的目的是提出一种高效、经济、无二次污染的芴酮生产废水的预处理方法，利用酸析法回收油相返回到芴酮生产工艺中循环利用，水相通过活性炭和芬顿试剂进行氧化降解，提高预处理后废水的可生化性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种芴酮生产废水的预处理方法，包括酸析和活性炭-芬顿试剂氧化两个步骤，其具体操作如下：
1）酸析：向芴酮生产废水中加入质量分数≥92.5%的工业硫酸，控制废水pH至为1～3，充分搅拌后静置分层，油相回收后供生产工艺使用，水相进入后续活性炭-芬顿试剂氧化步骤；
2）活性炭-芬顿试剂氧化：向酸析后的废水中同时加入25～60ml/L质量浓度为30%的H2O2、2～5g/L的FeSO4·7H2O及活性炭，活性炭的投加量≥15g/L，在35～55℃条件下反应30～120min，废水COD的最终去除率达97%以上，B/C提高至不少于0.4。
步骤2）中同时存在吸附、氧化及活性炭再生反应，在芴酮生产废水COD去除率≥97%的前提下，活性炭可重复使用30次以上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
①芴酮生产废水中污染物去除效率高，COD去除率可达到97%以上，废水可生化性显著提高，B/C由原来的小于0.2提高到0.4以上；不但起到保护生态环境的积极作用，而且对于芴酮及其它化工生产企业的健康、可持续发展具有重要意义；
②酸析工艺回收了废水中的有用成分，分离的油相返回到芴酮生产工艺中循环利用，具有明显的环境效益和经济效益；
③活性炭-芬顿氧化工艺中活性炭和芬顿试剂同时作用于废水，在同一反应器内同时实现了污染物的吸附、芬顿试剂氧化、活性炭再生等反应，简化了处理工艺流程，节约了设备投资；
④活性炭-芬顿氧化步骤中所使用的活性炭无需再生，在保证芴酮生产废水COD去除率≥97%的前提下可以重复使用30次以上，很大程度上降低了运行成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明：
以国内某芴酮生产企业，COD为55000mg/L的废水为例，进行以下4组实施例。
实施例1
取500L芴酮生产废水，向其中缓慢加入92.5%的工业浓硫酸进行酸析，直至调整pH至3，充分搅拌后静置分层，油相回收后供生产工艺使用，酸析后水相按每500L加入12.5L质量浓度为30%的H2O2及1kg的FeSO4·7H2O，同时向其中加入7.5kg的活性炭，开启搅拌的同时升温至55℃，计时反应60min后取样检测，出水COD可达580mg/L，COD去除率可达98.9%，B/C值由0.2提高至0.55。出水进行SBR生化处理后，最终出水COD可达45mg/L，优于《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中一级排放标准。
实施例2
取500L芴酮生产废水，向其中缓慢加入92.5%的工业浓硫酸进行酸析，直至调整pH至2，充分搅拌后静置分层，油相回收后供生产工艺使用，酸析后水相按每500L加入25L质量浓度为30%的H2O2及1.5kg的FeSO4·7H2O，同时向其中加入15kg的活性炭，开启搅拌的同时升温至45℃，计时反应30min后取样检测，出水COD可达848mg/L，COD去除率可达98.5%，B/C值由0.2提高至0.46。出水进行SBR生化处理后，最终出水COD可达65mg/L，优于《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中一级排放标准。
实施例3
取500L芴酮生产废水，向其中缓慢加入98%的工业浓硫酸进行酸析，直至调整pH至1，充分搅拌后静置分层，油相回收后供生产工艺使用，酸析后水相按每500L加入30L质量浓度为30%的H2O2及2.5kg的FeSO4·7H2O，同时向其中加入15kg的活性炭，开启搅拌的同时升温至35℃，计时反应120min后取样检测，出水COD可达752mg/L，COD去除率可达98.6%，B/C值由0.2提高至0.4。出水进行SBR生化处理后，最终出水COD可达73mg/L，优于《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中一级排放标准。
实施例4
取500L芴酮生产废水，向其中缓慢加入98%的工业浓硫酸进行酸析，直至调整pH至3，充分搅拌后静置分层，油相回收后供生产工艺使用，酸析后水相按每500L加入25L质量浓度为30%的H2O2及1.25kg的FeSO4·7H2O，同时向其中加入7.5kg的活性炭，开启搅拌的同时升温至55℃，计时反应60min后取样检测，出水COD可达301mg/L，COD去除率可达99.5%，B/C值由0.2提高至0.49。出水进行SBR生化处理后，最终出水COD可达58mg/L，优于《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中一级排放标准。
上述实施例中，每组活性炭均可至少进行30次试验，并能保证最终废水COD去除率97%以上，具体试验数据见下表1：
表1
Figure BDA0000473008580000041

Claims (2)

1.一种芴酮生产废水的预处理方法，其特征在于，包括酸析和活性炭-芬顿试剂氧化两个步骤，其具体操作如下：
1）酸析：向芴酮生产废水中加入质量分数≥92.5%的工业硫酸，控制废水pH至为1～3，充分搅拌后静置分层，油相回收后供生产工艺使用，水相进入后续活性炭-芬顿试剂氧化步骤；
2）活性炭-芬顿试剂氧化：向酸析后的废水中同时加入25～60ml/L质量浓度为30%的H2O2、2～5g/L的FeSO4·7H2O及活性炭，活性炭的投加量≥15g/L，在35～55℃条件下反应30～120min，废水COD的最终去除率达97%以上，B/C提高至不少于0.4。
2.根据权利要求1所述的一种芴酮生产废水的预处理方法，其特征在于，步骤2）中同时存在吸附、氧化及活性炭再生反应，在芴酮生产废水COD去除率≥97%的前提下，活性炭可重复使用30次以上。
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