CN107777751A - 一种处理硝基酚类废水的新方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种含硝基酚类废水的处理方法，涉及有机化工废水处理的技术领域。本发明采用微波—Fenton试剂联用的处理方式理本废水，提高了废水的可生化性，出水可直接生化处理。经联合处理后废水COD去除率达到85%。对氧化出水的可生化性分析BOD/COD=0.35，证明氧化出水适宜生化处理。本发明是一种绿色环保的废水处理方法，适用于含中等浓度的硝基酚类废水的处理。本发明处理硝基酚废水效果良好，反应温和，操作简便。

Description

一种处理硝基酚类废水的新方法
技术领域
本发明涉及一种有机化工废水的处理方法，进一步地说，是涉及含硝基酚类废水的处理方法。本发明的方法适用于硝基酚含量中等的废水处理。
背景技术
顺聚对苯撑苯并二噁唑纤维（PBO）为全芳液晶杂环聚合物，可以成膜和纺纤，材料具有极其优异的力学性能、耐热性、阻燃性等综合性能，可用于航空航天以及其它一些领域中。PBO纤维有“超高性能纤维”和“纤维之王”的美誉。
4,6-二氨基间苯二酚（DAR）是生产高性能纤维聚亚苯基苯并二噁唑（PBO）的重要单体。获得高纯度的单体4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐是合成高分子量PBO聚合物的关键之一，三氯苯路线是Lysenko于1988年提出的PBO单体合成路线，包括硝化、水解、还原三个阶段，该路线工艺简单、成本低、相对其它路线产率高。
合成2-氯-4,6-二硝基-1,3-间苯二酚是合成DAR的第二步，该废水是经水解，酸化，蒸馏回收甲醇后的废水，其中含有一定浓度的硝基酚。
该废水pH为3左右呈酸性，因含部分的硝基酚类有机物COD值较高。原废水的COD在22000mg/L左右。废水中的组成比较单一，含有极少量的反应物和产物。由于没有达到排放标准，须对其进行处理后进入生化处理单元。
目前国内外处理这一类含有硝基酚官能团的芳香族物质的废水主要的方法有：催化湿式氧化、电解法、液膜萃取法、生化处理法和化学氧化处理法等。催化湿式氧化需要催化剂在高温高压的条件下对目标物彻底氧化，成本较高；电解法需要加入双氧水等辅助氧化，且有二次污染物产生；液膜萃取针对目标物质的浓度较高且可以回收利用的废水，但因其成本高操作复杂不是常规的方法；生化处理法需要驯化专门酚类物质的微生物，耗时长、成活率低、处理不稳定；化学氧化法如果单一采用则达不到预期的效果。根据前面的分析，需要开发新的处理方法来实现这一类废水的有效处理。
Fenton试剂法是一种采用过氧化氢为氧化剂，以亚铁盐为催化剂的均相催化氧化法，在酸性条件下，反应中产生的HO-自由基是一种氧化能力很强的自由基，具有较高的氧化还原电位，能迅速的氧化废水中的污染物而无选择性，可使废水中的有机结构发生碳链裂解，使难于生物降解的大分子有机物裂解为CO2和H2O。与其他氧化工艺相比，Fenton试剂氧化法具有运行成本低，工艺简单，操作简便和在常温常压下反应的特点。
微波是指波长为0.001~1m，频率为300~300000MHz的一种电磁波。它具有很强的穿透作用，能直接加热反应物分子，降低反应的活化能和分子的化学键强度，大大提高反应活性。采用微波促进Fenton试剂法处理有机废水的研究表明，微波辐射可提高Fenton试剂降解有机物的反应速率与去除率，并可以降低反应活化能。将微波引入Fenton反应，对于利用Fenton反应高级氧化技术处理废水，提高其处理效率具有显著的意义。
本专利采用微波—Fenton试剂联用的处理方式理本废水，COD去除率达到了85%，且提高了废水的可生化性，出水可直接生化处理。该处理方法成本较低，操作简便，具有广泛的应用前景。
发明内容
为了解决含有硝基酚的废水的难生化处理的问题，本发明的目的在于开发一种新型高效的微波—Fenton试剂联合处理硝基酚废水的技术，以降低废水的CODcr，提高废水的可生化性能，降低污水处理成本。
本发明采用微波—Fenton试剂联用的处理方式理本废水，提高了废水的可生化性，出水可直接生化处理。经联合处理后废水COD去除率达到85%。对氧化出水的可生化性分析BOD/COD=0.35，证明氧化出水适宜生化处理。
本发明处理硝基酚类废水的新方法，其特征在于：在带有微波发射器的反应器中加入呈弱酸性的预处理废水、在微波诱导作用下加入由双氧水与硫酸亚铁组成的芬顿试剂，所述微波功率600~800W，微波辐射时间3~10min，双氧水与硫酸亚铁质量配比为2~30:1，芬顿试剂的用量范围为5~50 ml/m3。
一般地，所述硝基酚酸化后废水的pH值为2.5-3.5。
所述微波功率800W，辐射6min，双氧水与硫酸亚铁的质量配比为4:1，芬顿试剂的用量为15 ml/m3。
本发明采用微波—Fenton试剂联合氧化法处理硝基酚类废水，效果在于：
1）将废水pH值调至3左右，本发明中废水已经符合要求；
2）在微波诱导作用下，加入硫酸亚铁以及双氧水，其中微波功率600~800W，微波辐射时间3~10min，双氧水与硫酸亚铁质量配比为2~30:1，芬顿试剂的用量范围为5~50 ml/m3。
3）微波功率800W，辐射6min，双氧水与硫酸亚铁的质量配比最佳值为4:1，芬顿试剂的用量为15 ml/m3，废水中COD去除率为85%，废水色度去除率为100%。
4）氧化出水的B/C=0.35，证明这样处理后废水是可生化处理的。
与现有技术相比，本发明有以下优点：
1）相对于湿式催化氧化法，需要加温、加压且成本高，而本工艺采用常温处理的方式，安全且操作简便；
2）相对于液膜萃取方法适合含较高浓度有机物且可回收利用的废水，本废水含有机物浓度较低，不建议回收。
3）相对于电解处理方法，本发明不产生固体废物等二次污染；
4）相对于生化处理法，本发明操作时间短，处理效果稳定。
具体实施方式
实施例1
此实施例为对比例，在没有微波的条件下，单独用Fenton试剂处理该废水。
向带搅拌的反应器中加入200ml废水，原水的COD为22000mg/L，连续加入Fenton试剂，其中双氧水与硫酸亚铁的配比为10：1，芬顿试剂的用量为5 ml/m3，维持搅拌1小时，取样分析，COD的去除率达到了68.9%；氧化出水经可生化性分析，B/C=0.32。
实施例2
向带搅拌的反应器中加入200ml废水，原水的COD为22000mg/L，将反应器放入微波发射器，选取发射功率600w，连续加入Fenton试剂，其中双氧水与硫酸亚铁的配比为10：1，芬顿试剂的用量为5 ml/m3。微波辐射时间5min，后拿出来继续搅拌1小时，取样分析，COD的去除率达到了82.9%；氧化出水经可生化性分析，B/C=0.33。
实施例3
向带搅拌的反应器中加入200ml废水，原水的COD为22000mg/L，将反应器放入微波发射器，选取发射功率700w，连续加入Fenton试剂，其中双氧水与硫酸亚铁的配比为2：1，芬顿试剂的用量为10 ml/m3。微波辐射时间6min，后拿出来继续搅拌1小时，取样分析，COD的去除率达到了83.1%；氧化出水经可生化性分析，B/C=0.32。
实施例4
向带搅拌的反应器中加入200ml废水，原水的COD为22000mg/L，将反应器放入微波发射器，选取发射功率800w，连续加入Fenton试剂，其中双氧水与硫酸亚铁的配比为4：1，芬顿试剂的用量为15 ml/m3。微波辐射时间6min，后拿出来继续搅拌1小时，取样分析，COD的去除率达到了85.0%；氧化出水经可生化性分析，B/C=0.35。
实施例5
向带搅拌的反应器中加入200ml废水，原水的COD为22000mg/L，将反应器放入微波发射器，选取发射功率700w，连续加入Fenton试剂，其中双氧水与硫酸亚铁的配比为30：1，芬顿试剂的用量为50ml/m3。微波辐射时间10min，后拿出来继续搅拌1小时，取样分析，COD的去除率达到了83.8%；氧化出水经可生化性分析，B/C=0.33。
实施例6
向带搅拌的反应器中加入200ml废水，原水的COD为22000mg/L，将反应器放入微波发射器，选取发射功率600w，连续加入Fenton试剂，其中双氧水与硫酸亚铁的配比为20：1，芬顿试剂的用量为9 ml/m3。微波辐射时间3min，后拿出来继续搅拌1小时，取样分析，COD的去除率达到了84.5%；氧化出水经可生化性分析，B/C=0.33。
从以上的实施例可以看出，单用Fenton试剂与微波—Fenton试剂联合处理，效果差别明显。

Claims (3)

1.一种处理硝基酚类废水的新方法，其特征在于：在带有微波发射器的反应器中加入呈弱酸性的预处理废水、在微波诱导作用下加入由双氧水与硫酸亚铁组成的芬顿试剂，所述微波功率600~800W，微波辐射时间3~10min，双氧水与硫酸亚铁质量配比为2~30:1，芬顿试剂的用量范围为5~50 ml/m3。
2.根据权利要求1所述的处理硝基酚类废水的新方法，其特征在于所述硝基酚酸化后废水的pH值为2.5-3.5。
3.根据权利要求1所述的处理硝基酚类废水的新方法，其特征在于：微波功率800W，辐射6min，双氧水与硫酸亚铁的质量配比为4:1，芬顿试剂的用量为15 ml/m3。
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