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高濃度嗎啉廢水處理方法

作者: 來源: 日期:2018/12/3 9:44:19 人氣:117 加入收藏 評論:0 標簽:嗎啉

嗎啉又名嗎啡啉或1,4-氧氮雜環己烷,是工業生產中的重要環胺之一。它是制造許多精細化工產品的中間體,可用于制備NOBS(N-氧代二亞乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺)、OTOS(N-氧代二亞乙基次硫代氨基甲酰基-N-氧代二亞乙基次硫酰胺)等橡膠硫化促進劑和防銹劑、防腐劑、清潔劑、除垢劑、止痛藥、局部麻醉劑、水果保鮮劑、紡織印染助劑等,在橡膠、醫藥、農藥、染料、涂料等領域用途廣泛,另外嗎啉還是一種重要的有機溶劑。

  一旦化工生產過程的嗎啉進入廢水中,嗎啉可以通過化學和酶催化作用而轉化為硝胺和亞硝胺的衍生物,這類物質具有致癌和致突變性,因此嗎啉的污染已經引起了國外學者和公眾的廣泛關注。

  由于嗎啉的異型生物質特性,它不易被生物所降解。在自然界中,當嗎啉濃度達到310mg/L時,會對好氧降解微生物產生抑制作用。水處理過程,活性污泥正常可以接受的嗎啉濃度一般為2000mg/L以下。因此有必要對進生化系統的高濃度嗎啉廢水進行預處理。

  2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮(CAS號:71868-10-5)是一類較新的高活性紫外光固化材料,是一種重要的光引發劑(簡稱,907光引發劑),具有很高的光引發效率。生產上,一種常用的工藝是以1-(4-氯苯基)-2-甲基-1,2-環氧丙烷和嗎啉為起始原料,經鹽酸酸化,在催化劑作用下,用氧氣氧化,最后和甲硫醇鈉反應得到,總收率可以達到80%左右。該工藝會產生一股含高濃度嗎啉的車間廢水(廢水中含嗎啉的濃度約40000mg/L)。該廢水水質特點是氨氮含量高(一般2000~3500mg/L)、有機物濃度高(COD一般在6萬~8萬mg/L)。由于高濃度嗎啉具有生物毒性,如果不加以適當處理,對后續的生化系統的影響較大,實際廢水處理工程上經常存在水處理周期長,COD和氨氮難以達標等系列問題。

  目前常見的處理含嗎啉的高氨氮廢水的技術組合主要有以下幾種:

  (1)曝氣吹脫-吸附-生化處理

  此工藝是將含嗎啉的廢水先通過吹脫和吸附去除大部分的COD和氨氮,保證生化進水COD和氨氮分別在3000mg/L和200mg/L以下,嗎啉濃度需在100mg/L以內。然后進入生化處理階段,此工藝適合高濃度嗎啉廢水。最大的缺點是產生大量的含氨氣的有機廢氣,后續廢氣處理會產生廢水,同時活性炭用量大而且無法重復使用,產生的固廢需要焚燒處理。

  (2)直接SBR法。缺點是對進水COD和總氮要求高,一般要求COD低于3000mg/L,總氮低于500mg/L。對于嗎啉濃度近萬mg/L的高濃度嗎啉廢水需要稀釋N倍后才能進生化,稀釋倍數大,處理水量大,造成水處理設施龐大。以嗎啉濃度1萬mg/L的嗎啉廢水為例,至少需要稀釋100倍以上才能避免嗎啉對微生物的毒害作用。

  新型的處理高鹽分、難降解廢水的處理技術,如專利CN 105198131A《雙催化氧化工藝處理廢水方法及其裝置》,是先對易降解的有機物進行次氯酸鈉催化氧化,再利用電催化氧化對難降解物質進行氧化。但是這種廢水處理方式不適合高濃度有機氮廢水,因為次氯酸鈉催化氧化主要去除無機氨氮,電催化氧化出水易造成無機氨氮含量高,如果要使電催化氧化出水無機氨氮含量大幅度降低,需要電催化氧化時間較長,整個工藝投資和運行成本較高。


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