[發(fā)明專利]一種混酸硝化廢水生物毒性的解除方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910031041.6
• 申請(qǐng)日: 2009-04-22
• 公開（公告）號(hào): CN101531430A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李愛(ài)民;陸朝陽(yáng);范俊;戴建軍;陳金龍;凌洪吉;李業(yè)文;楊堯;汪海萍;朱兆連;姜筆存;李漢雄;俞守業(yè);閆蕾;徐鑫煤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué);江蘇南大戈德環(huán)?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號(hào): C02F9/04
• 分類號(hào): C02F9/04;C02F1/72;C02F1/70;C02F1/52;C02F1/76;C02F103/36
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)化工廢水處理方法，具體的說(shuō)是一種混酸硝化廢水生物毒性的解除方法。

背景技術(shù)

混酸硝化是一種非常重要的化工工藝過(guò)程，主要過(guò)程是利用硝酸作為硝化劑、硫酸等作為催化劑與芳香烴反應(yīng)生成硝基芳烴，常見的硝基芳烴包括硝基苯、硝基甲苯、三硝基甲苯和硝基氯苯等，他們都是重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于軍工、醫(yī)藥、染料和聚氨酯材料等行業(yè)。

混酸硝化過(guò)程中產(chǎn)生一股色度高、成分復(fù)雜、可生化性差的廢水，稱為混酸硝化廢水，當(dāng)中含有大量硝基苯類、苯胺類、苯磺酸類、酚類等有機(jī)毒物，處理難度較大。發(fā)達(dá)國(guó)家一般采用汽提+熱分解+氨蒸餾的預(yù)處理工藝，該工藝可大大提高廢水的可生化性，但處理費(fèi)用高昂，大規(guī)模應(yīng)用有一定困難。

關(guān)于混酸硝化廢水處理工藝的研究已成為國(guó)內(nèi)外環(huán)境工程領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。董建在《硝基苯廢水治理技術(shù)的研究進(jìn)展》一文(發(fā)表于《化學(xué)工業(yè)與工程》2008年第3期)的結(jié)論中指出：“目前，尚未出現(xiàn)具有顯著經(jīng)濟(jì)和環(huán)境優(yōu)勢(shì)的突破性技術(shù)......被認(rèn)為具有良好發(fā)展前景的SCWO技術(shù)，其裝置需要承受高溫、高壓和強(qiáng)腐蝕，在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化尚需時(shí)日......如何提高硝基苯廢水的可生化性是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵?！币虼?，開發(fā)高效廉價(jià)的預(yù)處理工藝，以解除生物毒性、提高可生化性，是該類廢水能否得到有效治理的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有混酸硝化廢水處理存在的：(1)國(guó)外引進(jìn)工藝的投資較大，處理廢水的成本較高，難以推廣應(yīng)用；(2)常規(guī)工藝效率不高，有毒有害物質(zhì)難以去除；(3)系統(tǒng)較為復(fù)雜，運(yùn)行操作要求較高，穩(wěn)定性有待改善。本發(fā)明提出一種混酸硝化廢水生物毒性的解除方法，可以通過(guò)零價(jià)鐵反應(yīng)+高級(jí)氧化技術(shù)組合工藝去除硝基苯類、苯胺類、苯磺酸類等有機(jī)毒物，提高廢水的可生化性，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造有利條件。

2、技術(shù)方案

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種混酸硝化廢水生物毒性的解除方法，其步驟如下：

(1)零價(jià)鐵反應(yīng)：將高濃度混酸硝化廢水通入反應(yīng)器，與反應(yīng)器內(nèi)的零價(jià)鐵發(fā)生還原反應(yīng)；

(2)高級(jí)氧化：將氧化劑加入經(jīng)過(guò)零價(jià)鐵反應(yīng)的廢水中，在充分混合的條件下進(jìn)行氧化反應(yīng)；

(3)混凝沉淀：將氧化后的廢水pH值調(diào)節(jié)至弱堿性，加入混凝劑，進(jìn)行充分的反應(yīng)和沉淀，出水可進(jìn)入生化系統(tǒng)。

上述步驟(1)中所述零價(jià)鐵是指經(jīng)過(guò)處理的含碳量重量百分比為0.5％～5％的鐵粉或鐵構(gòu)件，零價(jià)鐵反應(yīng)器采用填料床、固定床或沸騰床等形式。

步驟(2)中所述氧化劑是指對(duì)芳香烴類具有氧化開環(huán)能力的氧化劑，為雙氧水、次氯酸鈉或二氧化氯等。

步驟(3)中pH值一般調(diào)節(jié)至8～10。

3、有益效果

本發(fā)明的將零價(jià)鐵技術(shù)、高級(jí)氧化技術(shù)和混凝沉淀技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成高效物化預(yù)處理系統(tǒng)，降解混酸硝化廢水中的有機(jī)物，降低廢水中的有毒有害物質(zhì)濃度，具有以下效果：將高濃度廢水(COD＞5000mg/L，色度＞10000倍)中的硝基苯類、苯胺類和苯磺酸類有機(jī)物去除率在95％以上，COD去除率在50％以上，BOD₅提高80％以上，B/C比提高至0.4以上，生物毒性大幅下降，經(jīng)簡(jiǎn)單生化后可達(dá)標(biāo)排放。本發(fā)明對(duì)于實(shí)現(xiàn)混酸硝化廢水處理技術(shù)的低投資、低成本運(yùn)行、高穩(wěn)定性和硝化行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)踐價(jià)值。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明

實(shí)施例1：

硝基甲苯生產(chǎn)(工藝為甲苯混酸硝化)廢水(COD5000～7000mg/L，硝基苯類濃度500mg/L，苯胺類濃度200mg/L，pH值為1.5～2.5，進(jìn)水流量10t/h)通入塊狀鐵(含碳量0.5％)填料床，反應(yīng)停留時(shí)間為4h；

出水進(jìn)入氧化槽，在槽中連續(xù)投加二氧化氯溶液，停留時(shí)間為4h，為提高混合效果，槽中采用空氣攪拌。

出水調(diào)節(jié)pH值至7.5，采用聚丙烯酰胺作為混凝劑，經(jīng)5h沉淀后出水。

出水COD濃度在2000mg/L～2500mg/L，去除率達(dá)到60％，硝基苯類和苯胺類濃度分別約為20mg/L和10mg/L，去除率均在95％以上，廢水B/C比由處理前的0.1提高至0.41，經(jīng)厭氧+好氧處理后出水達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)施例2：