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高浓度吗啉废水处理方法

作者: 来源: 日期:2018/12/3 9:44:19 人气:0 加入收藏 评论:0 标签:吗啉

吗啉又名吗啡啉或1,4-氧氮杂环己烷,是工业生产中的重要环胺之一。它是制造许多精细化工产品的中间体,可用于制备NOBS(N-氧代二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺)、OTOS(N-氧代二亚乙基次硫代氨基甲酰基-N-氧代二亚乙基次硫酰胺)等橡胶硫化促进剂和防锈剂、防腐剂、清洁剂、除垢剂、止痛药、局部麻醉剂、水果保鲜剂、纺织印染助剂等,在橡胶、医药、农药、染料、涂料等领域用途广泛,另外吗啉还是一种重要的有机溶剂。

  一旦化工生产过程的吗啉进入废水中,吗啉可以通过化学和酶催化作用而转化为硝胺和亚硝胺的衍生物,这类物质具有致癌和致突变性,因此吗啉的污染已经引起了国外学者和公众的广泛关注。

  由于吗啉的异型生物质特性,它不易被生物所降解。在自然界中,当吗啉浓度达到310mg/L时,会对好氧降解微生物产生抑制作用。水处理过程,活性污泥正常可以接受的吗啉浓度一般为2000mg/L以下。因此有必要对进生化系统的高浓度吗啉废水进行预处理。

  2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮(CAS号:71868-10-5)是一类较新的高活性紫外光固化材料,是一种重要的光引发剂(简称,907光引发剂),具有很高的光引发效率。生产上,一种常用的工艺是以1-(4-氯苯基)-2-甲基-1,2-环氧丙烷和吗啉为起始原料,经盐酸酸化,在催化剂作用下,用氧气氧化,最后和甲硫醇钠反应得到,总收率可以达到80%左右。该工艺会产生一股含高浓度吗啉的车间废水(废水中含吗啉的浓度约40000mg/L)。该废水水质特点是氨氮含量高(一般2000~3500mg/L)、有机物浓度高(COD一般在6万~8万mg/L)。由于高浓度吗啉具有生物毒性,如果不加以适当处理,对后续的生化系统的影响较大,实际废水处理工程上经常存在水处理周期长,COD和氨氮难以达标等系列问题。

  目前常见的处理含吗啉的高氨氮废水的技术组合主要有以下几种:

  (1)曝气吹脱-吸附-生化处理

  此工艺是将含吗啉的废水先通过吹脱和吸附去除大部分的COD和氨氮,保证生化进水COD和氨氮分别在3000mg/L和200mg/L以下,吗啉浓度需在100mg/L以内。然后进入生化处理阶段,此工艺适合高浓度吗啉废水。最大的缺点是产生大量的含氨气的有机废气,后续废气处理会产生废水,同时活性炭用量大而且无法重复使用,产生的固废需要焚烧处理。

  (2)直接SBR法。缺点是对进水COD和总氮要求高,一般要求COD低于3000mg/L,总氮低于500mg/L。对于吗啉浓度近万mg/L的高浓度吗啉废水需要稀释N倍后才能进生化,稀释倍数大,处理水量大,造成水处理设施庞大。以吗啉浓度1万mg/L的吗啉废水为例,至少需要稀释100倍以上才能避免吗啉对微生物的毒害作用。

  新型的处理高盐分、难降解废水的处理技术,如专利CN 105198131A《双催化氧化工艺处理废水方法及其装置》,是先对易降解的有机物进行次氯酸钠催化氧化,再利用电催化氧化对难降解物质进行氧化。但是这种废水处理方式不适合高浓度有机氮废水,因为次氯酸钠催化氧化主要去除无机氨氮,电催化氧化出水易造成无机氨氮含量高,如果要使电催化氧化出水无机氨氮含量大幅度降低,需要电催化氧化时间较长,整个工艺投资和运行成本较高。


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