对硝基苯乙酮生产废水处理工程实例

对硝基苯乙酮生产废水处理工程实例对硝基苯乙酮生产废水处理工程实例硝基苯类化合物是一种强致癌物质，进入体内可引起肝脏和神经系统的损伤，严重会导致死亡。对硝基苯乙酮是一种有机合成中间体，是制造合霉素和氯霉素等医药的原料。工业上常采用乙苯氧化法生产对硝基苯乙酮。其生产过程中会产生高浓度含硝基苯类的有机废水，该废水具有高色度、高总氮、低pH等特性，不能直接排放到环境中，即使排放到城市污水处理厂，水质也必须达到国家污水综合排放三级标准(GB8978—1996)及以上方可排放，因此在排到城市污水厂之前必须进行前处理。江苏某化工有限公司主导产品为对硝基苯乙酮，废水主要来源于硝化段、氧化段生产过程和反应后分层洗涤工序以及废气吸收产生液和地面冲洗水，总排水量为400m3/d，不同环节产生的废水水质如表1所示。表1不同环节废水的水质由于生产工艺的不稳定性以及反应不完全性，从而导致对硝基苯乙酮废水成分复杂，主要含有乙苯、(邻、间)对硝基乙苯、硝基苯酚和硝基苯甲酸等多种硝基苯类化合物。为了使对硝基苯乙酮生产废水水质达到该公司所在园区管网接收标准，研究了预处理工艺及相关预处理反应条件。鉴于上述对硝基苯乙酮生产废水特性，研究拟采用混合酸析—Fenton催化氧化法—水解酸化—A/O—臭氧氧化—接触氧化等一系列组合工艺来处理对硝基苯乙酮废水。01化学法反应条件优化化学法反应条件优化>>>>1.1混合酸析混合酸析氧化段采用高温空气氧化产物，采用纯碱中和洗涤，如果对氧化段废水进行酸析，可以使不溶于酸的硝基苯甲酸沉淀分离，不仅可以减少废水中难降解有机物的量，而且可以回收一部分副产物硝基苯甲酸，节约成本。为了充分利用各段废水特点，先将氧化废水和硝化废水进行混合酸析，回收硝基苯甲酸。酸析后的COD去除率如表2所示。表2酸析后的COD去除率由表2可见，混合酸析pH范围在1.5~2.5，当pH为2.0时，废水中硝基苯甲酸基本完全析出，COD去除率也达到最高，为31.1%。1.2Fenton催化氧化催化氧化研究表明，Fenton催化氧化法对于难降解有机废水的预处理具有良好的效果，在有效降低废水COD的同时，还可提高废水的可生化性。影响Fenton催化氧化效果的主要因素有初始pH、H2O2投加量以及Fe2+投加量。在小试条件下，研究了不同pH及H2O2、Fe2+浓度对对硝基苯乙酮生产废水COD去除率的效果。1.2.1不同不同pH对COD去除率的影响去除率的影响取5杯100mL的对硝基苯乙酮生产废水分别于250mL烧杯中，将溶液pH分别调节为2.0、3.0、5.0、7.0、9.0，每个烧杯中均投加30%的H2O21.5mL和FeSO4˙7H2O50mg，室温条件下进行搅拌反应，搅拌速度为100r/min。考察不同初始pH条件下COD去除率(废水COD均在碱性条件下待H2O2完全分解后测得)。结果表明，对硝基苯乙酮生产废水Fenton催化氧化最佳pH=3.0。分析认为，溶液pH过低会影响Fe2+和Fe3+平衡转换，从而降低羟基自由基的产生效率，进而影响Fenton氧化污染物的能力;pH过高则会抑制˙OH自由基的产生，且导致Fe2+以氢氧化物形式沉淀，起不到催化剂效果。1.2.2H2O2投加量对投加量对COD去除率的影响去除率的影响取5杯100mL的对硝基苯乙酮生产废水分别置于250mL烧杯中，调节废水pH为3.0，投加50mgFeSO4˙7H2O。在固定pH和FeSO4˙7H2O浓度的条件下，投加30%H2O2，在室温条件下进行搅拌，搅拌速度为100r/min。不同H2O2浓度下对硝基苯乙酮生产废水COD去除率如图1所示。图1不同H2O2投加量对COD去除率的影响由图1可见，反应前1h，随着H2O2投加量的增加，废水COD去除率基本呈上升趋势，但2h时，投加3mL30%H2O2的处理效果达到最高，之后进一步提高H2O2投加量，废水COD去除率没有明显变化。这可能是有由于H2O2是羟基自由基的捕捉剂，过量的H2O2会导致羟基自由基的损耗，从而导致H2O2的浪费。即实验中，对硝基苯乙酮生产废水Fenton催化氧化的最佳H2O2投加量为3mL，至反应体系中H2O2的最终质量分数为0.9%。1.2.3不同不同Fe2+投加量对投加量对COD去除率的影响去除率的影响取5杯100mL的对硝基苯乙酮生产废水分别置于250mL烧杯中，调节废水pH为3.0并投加H2O23mL。投加不同质量的FeSO4˙7H2O，室温条件下进行搅拌，搅拌速度为100r/min。不同浓度FeSO4˙7H2O下废水COD去除率如图2所示。图2不同FeSO4˙7H2O浓度对COD去除率的影响由图2可见，废水COD去除率随着时间进程呈上升趋势，当反应1h时出现明显拐点，