硝基廢水處理的新方法
2023-12-05 02:32:06
專利名稱：硝基廢水處理的新方法
技術領域：
本發明涉及一種工業廢水處理的方法，屬於環境化學技術領域。
硝基化合物一般具有杏仁味，在常溫下為無色或淡黃色固體或液體。易溶於有機溶劑，難溶於水。
硝基化合物具有毒性，能作用於肝、腎，抑制中樞神經，會造成血液中毒。可經呼吸和皮膚攝入人體。硝基化合物分子導入其它元素或基團、如滷素、羥基、毒性增加。導入烷基、羥基、磺酸基時，毒性減小。化合物分子中硝基越多，毒性越強。硝基化合物還富爆炸性。
硝基苯、硝基苯類化合物是染料、醫藥、化工、炸藥、農藥及有機合成等工業生產的重要原料或中間體。因此，上述工業生產中所產生的大量廢水中含有高濃度的硝基化合物，如果不對其進行處理而直接排放，必將會對環境造成極其嚴重的汙染。
文獻報導的含硝基類化合物廢水的處理方法有多種，如蒸餾法[zetkin VI eta1.Khim.prom.,1973,49(5),347-348]；混凝沉澱法[Pollozec.F.A.,Geroffen 2336627]；吸附法[周光國等，四川環境，1986,5(1),53-58]；萃取法[Hej-da,z.et a1.Czech 206757]；生化處理法[孫繼顯，環境工程，1992,10(5)7-10]及沉澱法[趙麗輝等環境化學,1985,4(3),40-45]。
總之，硝基廢水的治理方法研究，國內外都進行了大量、廣泛的研究，取得了一定的成果。但由於硝基化合物是一毒性大，難降解的化合物，再加上廢水的成份很複雜，化學耗氧量(COD)和生物耗氧量(BOD5)高，更增加其處理難度。用上述方法處理後都不能達到國家標準。國外一般採用高溫焚燒法，此方法需大型專用設備，投資大，成本高，難予推廣。
因此，對硝基化合物含量高的工業廢水，目前還沒有真正經濟、有效的處理方法推廣應用。
為了克服現有技術的不足，本發明擬提供一種經濟有效的處理硝基廢水的新方法，用此方法處理後的水應完全達到國家排放標準，而且，該方法所用的溶劑及吸附劑應能回收、再生後重複使用，並可從廢水中提取有用的硝基化合物。
為實現本發明的上述目的所採用的技術方案1．將含硝基化合物的工業廢水在常溫下用萃取溶劑分級萃取1～5次，也可採用逆流連續萃取，溶劑與水的體積比為1∶1～1∶10，每次萃取時間為3～5min，萃取後靜置幾分種後分離；
2．向萃取後的水相通入水蒸汽進行汽提3～5min同時採用冷凝裝置回收溶於水相中的萃取溶劑；3．將經萃取、汽提後的水相的PH值控制在1～2.5的範圍，然後經過吸附柱，或者加入20～60目的吸附劑，用量為10～20g/L水，攪拌2～3小時後過濾，出水即已符合國家排放標準，可直接排放，也可返回使用。
上述萃取後的有機相在常壓或減壓下蒸餾回收有機溶劑，殘渣到可進一步提取有用的硝基化合物，如對硝基苯乙酮、苯甲酸等。
吸附處理後的濾渣可在300℃左右進行熱再生回收吸附劑，再生後的吸附劑的吸附性能指標能基本恢復到吸附前的水平。
按本發明的技術方案，所述的萃取溶劑的沸點低於150℃的醋酸酯類，如醋酸丁酯、醋酸戊酯、醋酸異戊酯等。所述的吸附劑為活性炭，粒度在20～60℃目範圍。
萃取時，廢水的PH值對萃取效果有很大影響，優選的PH值為1～2，以PH為1.5為最佳，萃取溶劑與廢水的體積影響為1∶1～1∶10，優選的範圍為1∶1～1～∶3，最佳比例為1∶2.5，最優選的萃取級數為3次。
吸附處理時，優選的條件是PH＜2，溫度＜20℃。當吸附劑粒度為50～60℃目時，吸附效果最佳。
採用本發明的技術方案所取得的顯著效果1．本發明採用萃取-汽提-吸附聯用技術對高含量的硝基廢水進行處理，其操作方法簡單，條件溫和，處理效果好，穩定可靠。國家規定的此類廢水的主要排放指標為化學耗氧量COD＜400mg/L，硝基化合物含量＜5mg/L，而本發明的方法處理後的出水COD＜300mg/L，硝基化合物含量＜3mg/L，完全達到了國家排放標準，可直接排放，也可返回使用。
2．本方法所用的萃取劑和吸附劑分別經蒸餾回收和再生後可重複使用，回收方法經濟簡單，而使用效果基本不變，從而大大節約了廢水處理的成本。
3．採用本發明的方法，可進一步提取回收廢水中有用的化合物，如對硝基苯乙酮、苯甲酸等。根據初步估算與廢水處理成本兩項相抵基本持平，甚至略有盈餘。也就是說，應用本發明的方法，在不增加生產成本的前提下即可對硝基廢水進行有效處理。
總之，本發明的技術方案處理效果好，運行費用低，經濟效果好，具有明顯的環境效益和社會效益，有重要的應用價值。
下面結合具體的實施例對本發明的技術方案進一步的說明實施例硝基廢水取自某製藥廠，其分析測試結果如下PH～1.7,COD～4295.2mg/L，硝基化合物含量為1199.2mg/L。
取廢水100ml，加入醋酸丁酯40ml，萃取3分鐘，靜置5分鐘後分離後出水相，將水相經汽提3分鐘，冷卻到室溫(～25℃)後加入1g50～60目的活性炭，攪拌2小時，過濾分離。有機相經蒸餾後回收溶劑，吸附濾渣在300℃下熱再生。出水的檢測結果為COD292.8mg/L，硝基化合物2.6mg/L，完全達到國家排放標準。
權利要求
1．一種處理硝基廢水的新方法，其特徵在於該方法包括如下步驟1.1在常溫下將硝基廢水用醋酸酯類作萃取溶劑萃取1～5次或逆流連續萃取，溶劑與水的體積比為1∶1～1∶10，每次萃取3～5分鐘，靜置幾分鐘後分離；1.2將萃取後的水相通入水蒸汽進行汽提3～5分鐘；1.3汽提後的水相經過吸附柱吸附，或者加入20～60目的吸附劑，用量為10～20g/L水，攪拌2～3小時，過濾後的出水直接排放或回用。
2．按權利要求1所述的處理硝基廢水的新方法，其特徵在於在步驟1.1中，優選的萃取溶劑為醋酸丁酯。
3．按權利要求1所述的新方法，其特徵在於萃取時優選的萃取溶劑與水的體積比為1∶1～1∶3。
4．按權利要求3所述的新方法，其特徵在於最優選的體積比為1∶2.5。
5．按權利要求1所述的新方法，其特徵在於優選的吸附劑為40～60目的活性炭。
6．按權利要求1所述的新方法，其特徵在於優選的吸附條件為PH≤2，溫度＜20℃。
全文摘要
本發明公開了一種硝基廢水處理的新方法,屬於環境化學技術領域。該方法是將硝基廢水依次經有機溶劑萃取、汽提、吸附處理,其出水完全符合國家排放標準,可直接排放或返回使用。有機溶劑和吸附劑分別經回收、再生後返回使用,同時也可回收廢水中有用的硝基化合物。該方法操作簡單、處理效果好,有明顯的環境、經濟和社會效益,具有極其重要的推廣應用前景。
文檔編號C02F1/26GK1209419SQ9710920
公開日1999年3月3日 申請日期1997年8月21日 優先權日1997年8月21日
發明者韋進寶, 盧大遠, 李賢翼, 曾昭睿, 鄧聖南, 馬先鋒, 肖玫, 張琳, 吳自力 申請人:武漢大學