CN112093882B - 一种联萘酚生产废水预处理方法 - Google Patents

一种联萘酚生产废水预处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种联萘酚生产废水预处理方法，包括如下步骤：1)催化氧化；2)二次氧化。本发明有效的结合废水水质特征，利用废水中的亚铁离子，在炭催化剂的作用下，催化双氧水氧化剂产生强氧化性自由基，初步分解废水中高浓度有机污染物；再利用废水中的铁离子，与次氯酸盐在强碱性条件下形成强氧化性高铁酸盐，二次氧化分解废水中残余污染物，提高出水水质。处理工艺简单，污染物去除率高。

Description

一种联萘酚生产废水预处理方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种联萘酚生产废水预处理方法。
背景技术
联萘酚化合物是典型的具有C2轴不对称联芳香族化合物，具有独特的立体化学性质(分子的轴不对称性；刚性和柔性；官能团)，易于拆分成高纯度的对映体，从而使其在有机合成、分子识别、新材料、农药尤其是医药等行业有着重要的用途。我国化学试剂供应短缺已成为发展化学研究的瓶颈，手型化学试剂及其相关化合物更是如此，几乎全部依赖进口。为赶上发达国家在这一领域的发展趋势，我国已将手型药物及其化合物列入重大攻关项目。因此，该类化合物的合成在我国迅速发展。
联萘酚的合成主要采用氧化偶联法：以萘酚为原料，在炭催化剂的作用下，经氧化耦合后得到联萘酚。联萘酚生产废水中主要污染物为萘酚，同时含有大量的氯化铁和氯化亚铁盐，是一种高盐、高有机物的化工废水。针对于该类废水处理技术目前未见相关研究报道。
类似研究也仅为2-萘酚生产废水处理。公开号为CN201510760019.0，名称为“一种2-萘酚废水处理工艺”的专利文献公开了一种通过MVR蒸发浓缩后冷冻盐析，再MVR蒸发浓缩后冷冻盐析处理2-萘酚生产废水的方法，来分离废水中不同的盐。该方法能耗高设备投资的，运行费用高，对有机物质没有进行有效处理，导致盐的品质较差，出水也难以达到排放标准；公开号为CN201911250960.2，名称为“含硫酸钠盐和亚硫酸钠盐二萘酚废水处理系统及处理工艺”的专利文献公开了一种通过蒸发、冷却工艺的结合首先可将萘磺酸钠进行回收，而后通过再冷冻形成十水硫酸钠结晶的同时能够将高浓度的滤液排出系统并系统资源化利用，并可实现亚硫酸钠与硫酸钠的分离，随后将十水硫酸钠结晶进行热熔、树脂吸附、蒸发，最终分离盐和处理后废水排放。该方法增加了树脂吸附工艺，对废水中有机污染具有一定的吸附作用，但是在树脂重复利用后，污染物去除率下降，导致后续盐的纯度下降，处理后出水不达标的问题。
此外，论文《活性炭改良芬顿反应处理亚甲基蓝染料废水研究》中研究“活性炭+H2O2+Fe2+”降解亚甲基蓝，并利用该体系再生活性炭。该研究对浓度低、简单的污染物具有一定的去除效率，且再生效率很低，活性炭利用四次再生率就下降到50％。因此，不适用该类废水的处理。
发明内容
本发明提供了一种联萘酚生产废水预处理方法，利用废水中的亚铁离子，在炭催化剂的作用下，催化双氧水氧化剂产生强氧化性自由基，分解废水中有机污染物；再利用废水中的铁离子，与次氯酸盐在强碱性条件下形成强氧化性高铁酸盐，二次氧化分解废水中残余污染物，提高出水水质。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种联萘酚生产废水预处理方法，所述联萘酚生产废水的指标为：COD＝20000～30000mg/L，挥发酚＝50～150mg/L，铁离子＝4000～4500mg/L，亚铁离子＝4000～4500mg/L，pH＝0.5～2；
废水预处理方法包括如下步骤：
1)催化氧化：将联萘酚生产废水预热到45℃～70℃后进入反应器，并向反应器中先投加炭催化剂，再投加双氧水，并不断搅拌，反应时间60～90min，将废水和炭催化剂排出反应器进入离心脱水机中，分离炭催化剂和废水；
2)二次氧化：向分离的废水中加入次氯酸钠溶液，再缓慢添加氢氧化钠溶液，并不断搅拌，反应时间60～120min，排入沉降分离池，静止分离上清液，沉降污泥经板框压滤分离沉淀物和废水。
经预处理后的废水指标为：COD≤1000mg/L，挥发酚≤0.2mg/L，铁离子≤0.2mg/L，亚铁离子≤0.2mg/L，pH＝8～9。
所述炭催化剂为粉末活性炭、焦炭、兰炭三种组合，粉末活性炭、焦炭、兰炭的质量比例为1:0.5～2:0.5～2，粒径均为100～200目，炭催化剂的添加量为废水体积的0.5％～5％。
上述步骤1)中经离心分离后的炭催化剂通过焙烧后循环利用。
所述双氧水的质量浓度为27.5％～30％，添加量为废水体积的9％～15％。
所述次氯酸钠溶液质量浓度为5％～10％，添加量为废水体积的1％～5％。
所述氢氧化钠溶液质量浓度为30％～50％，添加量为废水体积的5％～20％。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明有效的结合废水水质特征，利用废水中的亚铁离子，在炭催化剂的作用下，催化双氧水氧化剂产生强氧化性自由基，初步分解废水中高浓度有机污染物；再利用废水中的铁离子，与次氯酸盐在强碱性条件下形成强氧化性高铁酸盐，二次氧化分解废水中残余污染物，提高出水水质。处理工艺简单，污染物去除率高。
附图说明
图1是本发明所述联萘酚生产废水预处理方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的实施方式进一步说明：
一种联萘酚生产废水预处理方法，所述联萘酚生产废水的指标为：COD＝20000～30000mg/L，挥发酚＝50～150mg/L，铁离子＝4000～4500mg/L，亚铁离子＝4000～4500mg/L，pH＝0.5～2；
如图1所示，废水预处理方法包括如下步骤：
1)催化氧化：将联萘酚生产废水预热到45℃～70℃后进入反应器，并向反应器中先投加炭催化剂，再投加双氧水，并不断搅拌，反应时间60～90min，将废水和炭催化剂排出反应器进入离心脱水机中，分离炭催化剂和废水；
双氧水的质量浓度为27.5％～30％，添加量为废水体积的9％～15％。
所述炭催化剂为粉末活性炭、焦炭、兰炭三种组合，粉末活性炭、焦炭、兰炭的质量比例为1:0.5～2:0.5～2，粒径均为100～200目，炭催化剂的添加量为废水体积的0.5％～5％。
经离心分离后的炭催化剂通过焙烧后循环利用。
2)二次氧化：向分离的废水中加入次氯酸钠溶液，再缓慢添加氢氧化钠溶液，并不断搅拌，反应时间60～120min，排入沉降分离池，静止分离上清液，沉降污泥经板框压滤分离沉淀物和废水；
次氯酸钠溶液质量浓度为5％～10％，添加量为废水体积的1％～5％。氢氧化钠溶液质量浓度为30％～50％，添加量为废水体积的5％～20％。
经预处理后的废水指标为：COD≤1000mg/L，挥发酚≤0.2mg/L，铁离子≤0.2mg/L，亚铁离子≤0.2mg/L，pH＝8～9。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例1】
本实施例中，联萘酚生产废水COD＝27300mg/L，氯离子＝12200mg/L，挥发酚＝108mg/L，铁离子＝4231mg/L，亚铁离子＝4156mg/L，pH＝1.2。
将联萘酚生产废水预热到50℃后进入反应器，并向反应器中投炭催化剂，加入量为废水体积的1％，其中炭催化剂的组成为活性炭:焦炭:兰炭＝1:0.5:0.8。再投加质量浓度为27.5％双氧水，加入量为废水体积的12％，反应80min后，将废水和炭催化剂排出反应器进入离心脱水机中，分离炭催化剂和废水；
向分离的废水中加入质量浓度为8％次氯酸钠溶液，加入量为废水体积的3％，再缓慢添加质量浓度为45％氢氧化钠溶液，加入量为废水体积的8％，并不断搅拌，反应时间90min后，排入沉降分离池，静止分离上清液，沉降污泥经板框压滤分离沉淀物和废水。
经预处理后的废水指标为：COD＝535mg/L，挥发酚＝0.15mg/L，氯离子＝11800mg/L，铁离子＝0.11mg/L，亚铁离子＝0.13mg/L，pH＝8.25。
【实施例2】
本实施例中，联萘酚生产废水COD＝27300mg/L，氯离子＝12200mg/L，挥发酚＝108mg/L，铁离子＝4231mg/L，亚铁离子＝4156mg/L，pH＝1.2。
将联萘酚生产废水预热到60℃后进入反应器，并向反应器中投炭催化剂，加入量为废水体积的2％，其中炭催化剂的组成为活性炭:焦炭:兰炭＝1:1:1。再投加质量浓度为27.5％双氧水，加入量为废水体积的10％，反应90min后，将废水和炭催化剂排出反应器进入离心脱水机中，分离炭催化剂和废水；
向分离的废水中加入质量浓度为8％次氯酸钠溶液，加入量为废水体积的4％，再缓慢添加质量浓度为30％氢氧化钠溶液，加入量为废水体积的15％，并不断搅拌，反应时间120min后，排入沉降分离池，静止分离上清液，沉降污泥经板框压滤分离沉淀物和废水。预处理完成。
经预处理后的废水指标为：COD＝426mg/L，挥发酚＝0.1mg/L，氯离子＝10200mg/L，铁离子＝0.08mg/L，亚铁离子＝0.11mg/L，pH＝8.55。
经预处理后的废水进入MVR蒸发结晶系统，首先废水通过预热器预热到80℃后进入蒸发结晶器，经过循环加热、蒸发和汽液分离，实现盐的分离。冷凝水收集后进入生化处理系统，采用一体化生化处理装置，废水经过厌氧、缺氧、好氧和MBR膜处理后，出水直接排放。
经处理后的废水指标为：COD＝30mg/L，挥发酚＝0.05mg/L，氯离子＝252mg/L，铁离子＝0.05mg/L，亚铁离子＝0.03mg/L，pH＝7.1。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种联萘酚生产废水预处理方法，其特征在于，所述联萘酚生产废水的指标为：COD＝20000～30000mg/L，挥发酚＝50～150mg/L，铁离子＝4000～4500mg/L，亚铁离子＝4000～4500mg/L，pH＝0.5～2；
废水预处理方法包括如下步骤：
1)催化氧化：将联萘酚生产废水预热到45℃～70℃后进入反应器，并向反应器中先投加炭催化剂，再投加双氧水，并不断搅拌，反应时间60～90min，将废水和炭催化剂排出反应器进入离心脱水机中，分离炭催化剂和废水；
2)二次氧化：向分离的废水中加入次氯酸钠溶液，再缓慢添加氢氧化钠溶液，并不断搅拌，反应时间60～120min，排入沉降分离池，静止分离上清液，沉降污泥经板框压滤分离沉淀物和废水。
2.根据权利要求1所述的一种联萘酚生产废水预处理方法，其特征在于，经预处理后的废水指标为：COD≤1000mg/L，挥发酚≤0.2mg/L，铁离子≤0.2mg/L，亚铁离子≤0.2mg/L，pH＝8～9。
3.根据权利要求1所述的一种联萘酚生产废水预处理方法，其特征在于，所述炭催化剂为粉末活性炭、焦炭、兰炭三种组合，粉末活性炭、焦炭、兰炭的质量比例为1:0.5～2:0.5～2，粒径均为100～200目，炭催化剂的添加量为废水体积的0.5％～5％。
4.根据权利要求1所述的一种联萘酚生产废水预处理方法，其特征在于，上述步骤1)中经离心分离后的炭催化剂通过焙烧后循环利用。
5.根据权利要求1所述的一种联萘酚生产废水预处理方法，其特征在于，所述双氧水的质量浓度为27.5％～30％，添加量为废水体积的9％～15％。
6.根据权利要求1所述的一种联萘酚生产废水预处理方法，其特征在于，所述次氯酸钠溶液质量浓度为5％～10％，添加量为废水体积的1％～5％。
7.根据权利要求1所述的一种联萘酚生产废水预处理方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液质量浓度为30％～50％，添加量为废水体积的5％～20％。
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