一種3-氯-2-肼基吡啶生產廢水的預處理工藝的製作方法

2023-05-23 02:06:36

專利名稱：一種3-氯-2-肼基吡啶生產廢水的預處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種3-氯-2-肼基吡啶生產廢水的預處理工藝，尤其是涉及一種針對廢水水質差異進行分類收集、分質處理的預處理工藝。
背景技術：
3-氯-2-肼基吡啶是合成新型殺蟲劑氯蟲苯甲醯胺的關鍵中間體，其生產工藝是以煙醯胺為原料，依次經過霍夫曼降解反應、氯化反應、重氮化反應、肼合反應，最終得到
3-氯-2-肼基吡啶。因3-氯-2-肼基吡啶合成過程中需經過多步反應，所以產生多股水質差異巨大、含有數種吡啶類中間產物的生產廢水。吡啶類有機物是一類典型的難降解含氮雜環化合物，種類繁多，但都具有共同的特徵:雜環、結構穩定、難以降解。因其水溶性較強很容易轉移到地下水中，由於致畸變特性和毒性，吡啶類有機物對健康具有潛在的危害性，因此，吡啶類有機物所引起的環境汙染和健康問題日益弓I起人們的關注。3-氯-2-肼基吡啶生產廢水屬於含吡啶類有機廢水，因其具有濃度高、色度大、成分複雜、毒性大、難以被生物降解等特點，一直是廢水處理領域中的一個難題。此類廢水若直接進行生化處理，需培養優勢菌種，即使如此仍常出現汙泥死亡的現象，且生化後的廢水往往達不到排放標準 ，需進行尾水處理或加水稀釋，大大增加了處理成本。所以此類廢水一般多採用先物化預處理提高其可生化性後，再進入生化處理裝置的處理方法。常用的物化預處理方法有混凝沉澱法、催化氧化法、溼式氧化法等。單獨採用一種物化預處理法常存在弊端，如超聲波、微電解、混凝沉澱等方法單獨使用時處理效果不佳，而芬頓試劑氧化法雖然效果好但經濟性差。3-氯-2-肼基吡啶生產廢水分為多股且水質差異巨大，但目前此類廢水的預處理一般是在全部生產廢水混合後進行，沒有針對各股廢水的特性分別進行預處理，成本高，且效果差，常因為吡啶類有機物降解不完全導致預處理後廢水的生物毒性仍達不到生化要求，需在生化前進行加水稀釋處理，浪費了大量淡水資源。專利CN201942598U是一種高濃度吡啶類廢水處理設備，它所採用的處理工藝是依次經電催化反應、微電解反應、混凝沉澱處理、厭氧水解反應、加壓接觸氧化處理。此工藝對廢水處理效果好，耐衝擊負荷能力強；但處理成本高，能耗大，不適合大規模工業化應用推廣。此外，該法未進行分類收集、分質處理，針對性差，並對含鹽量高的吡啶類廢水，生化前仍需進行兌水稀釋處理，才能保證廢水經處理後穩定達標排放。

發明內容
本發明的目的是為了克服現有吡啶類有機物生產廢水預處理技術投資高、反應條件苛刻、生化進水稀釋倍數大、處理難以達標排放等缺點，而提供的一種效果好、效率高、投資少的預處理方法，即一種3-氯-2-肼基吡啶生產廢水的預處理工藝。經過本發明預處理後的3-氯-2-肼基吡啶生產廢水COD及生物毒性均明顯下降，B/C比達到了生化處理的要求，為後續生物處理提供了有力條件。本發明採用的技術方案是:一種3-氯-2-肼基吡啶生產廢水的預處理工藝，其步驟如下:(I)將3-氯-2-肼基吡啶生產廢水按其水質分成高鹽高濃度廢水，低鹽高濃度廢水，低濃度廢水三類分別進行收集；(2)取高鹽高濃度廢水，加酸調節pH值至8 9，依次加入混凝劑與助凝劑，進行混凝沉降，取上清液進行下一步處理；(3)將步驟⑵中的上清液加酸調節pH值至5 6，用真空泵調節壓強至
0.03MPa 0.06MPa，進行減壓蒸發脫鹽，取餾出液進行下一步處理；(4)將步驟(3)中的餾出液與低鹽高濃度廢水按各股廢水的水量比例進行混合後，加酸調節PH值至3 5，進行微電解反應，出水進行下一步處理；(5)將步驟(4)微電解反應處理後的廢水進行芬頓試劑氧化反應，之後用鹼調節pH值至8 9，靜置沉降，取上清液進行下一步處理；(6)將步驟(5)中得到的上清液與低濃度廢水按各股廢水的水量比例進行混合後，進行後續生化處理。優選步驟(I)中所述的高鹽高濃度廢水的鹽分含量在100g/L以上，COD濃度在4000mg/L以上；所述的低鹽高濃度廢水的鹽分含量在10g/L以下，COD濃度在4000mg/L以上；所述的低濃度廢水的鹽分含量在10g/L以下，COD濃度在500mg/L以下。優選步驟(2)·、步驟(3)和步驟(4)加酸調節pH值的鹽酸或硫酸。優選步驟(2)中所述的混凝劑為聚合氯化鋁溶液或聚合硫酸鐵溶液，其質量百分濃度為5% 10%，投加量以高鹽高濃度廢水的體積為基準為5mL/L 10mL/L ;所述的助凝劑為陰離子型聚丙烯醯胺溶液，其質量百分濃度為1%。 2%。，投加量以高鹽高濃度廢水的體積為基準為2.5mL/L 5mL/L。優選步驟⑷微電解反應所採用的材料為鑄鐵屑；鑄鐵屑的投加量為餾出液與低鹽高濃度廢水混合後廢水質量的10% 15% ;微電解反應時間為2 4小時。優選步驟(5)芬頓試劑氧化反應所採用的試劑是FeSO4 *7H20和H2O2，其中Fe2+與H2O2摩爾比為1:15 1:25 ;反應中H2O2的投加質量以步驟(4)處理後廢水的體積為基準為lg/L 1.5g/L ;反應時間為2 4小時；調節pH值所用的鹼為氫氧化I丐粉末。步驟(4)和步驟(6)廢水混合的水量比例是企業所提供的每日各股廢水的產量比例來決定的。有益效果:1.對3-氯-2-肼基吡啶生產廢水進行分類收集、分質處理，針對性強，處理效果好，成本較低，預處理後廢水的COD及生物毒性均明顯下降，B/C比達到生化處理要求。2.對高鹽高濃度廢水採用混凝沉澱，降低廢水COD的同時，能有效去除水中的膠體與懸浮物，色度與濁度也大大下降，且此方法操作簡便。3.採用減壓蒸發脫鹽法處理高鹽高濃度廢水，降低廢水COD的同時，有效降低了鹽分與氨氮，同時大量高沸點有機汙染物被脫除。4.微電解法選用鑄鐵屑。鑄鐵屑是工業廢料，符合「以廢治廢」的原則。5.芬頓法置於微電解之後，可有效減少二價鐵離子的投加量，節約成本。且微電解與芬頓氧化的處理條件相近，不用再次調酸鹼度便可直接進行。6.採用氫氧化鈣調鹼，不僅使鐵離子形成沉澱，而且對廢水中膠體微粒起助凝作用，並作為顆粒核增重劑，加速不溶物的分離。


圖1為本發明的工藝流程框圖。
具體實施例方式以下實施例的工藝流程圖如圖1所示:
實施例一:(I)將3-氯-2-肼基吡啶生產廢水按水質分成三類收集，分別為高鹽高濃度廢水，低鹽高濃度廢水，低濃度廢水。向高鹽高濃度廢水中滴加鹽酸使PH值至8，加入10% (質量分數)聚合硫酸鐵溶液10mL/L後攪拌，再加入2%。(質量分數)陰離子型聚丙烯醯胺溶液5mL/L後先快速攪拌再慢速攪拌，靜置後取得上清液。(2)取(I)中得到的上清液，用鹽酸調節pH值至5，真空泵壓強調至0.06MPa，進行減壓蒸發脫鹽，取得餾出液。通過混凝沉澱-減壓蒸發脫鹽工藝的處理，高鹽高濃度廢水的鹽分含量由21 lg/L降至8.3g/L。(3)將(2)中得到的餾出液與低鹽高濃度廢水按體積比為1:5混合，用鹽酸調節pH值至3，投加質量為餾出液與低鹽高濃度廢水混合後廢水質量15%的鑄鐵屑，反應2小時。(4)取(3)處理後的廢水，投加H2O2為lg/L，按照Fe2+與H2O2摩爾比為1:15投加FeSO4 7H20，反應2小時後投加氫氧化鈣粉末使pH值至9，靜置後取得上清液。通過微電解-芬頓氧化工藝的處理，餾出液與低鹽高濃度廢水混合液的鹽分含量由4.6g/L降至
4.2g/L。(5)將⑷中得到的上清液與其他低濃度廢水按體積比為1:2混合，此時廢水COD降至1700mg/L，鹽分降至1.5g/L，B/C比達到0.48。本發明實施例一處理效果如表I所不:表I實施例一 3-氯-2-肼基吡啶生產廢水處理前後水質指標變化情況
權利要求
1.一種3-氯-2-肼基吡啶生產廢水的預處理工藝，其步驟如下 (1)將3-氯-2-肼基吡啶生產廢水按其水質分成高鹽高濃度廢水，低鹽高濃度廢水，低濃度廢水三類分別進行收集； (2)取高鹽高濃度廢水，加酸調節pH值至8 9，依次加入混凝劑與助凝劑，進行混凝沉降，取上清液進行下一步處理； (3)將步驟(2)中的上清液加酸調節pH值至5 6，用真空泵調節壓強至0.03MPa 0.06MPa，進行減壓蒸發脫鹽，取餾出液進行下一步處理； (4)將步驟(3)中的餾出液與低鹽高濃度廢水進行混合後，加酸調節pH值至3 5，進行微電解反應，出水進行下一步處理； (5)將步驟(4)微電解反應處理後的廢水進行芬頓試劑氧化反應，之後用鹼調節pH值至8 9，靜置沉降，取上清液進行下一步處理； (6)將步驟(5)中得到的上清液與低濃度廢水進行混合後，進行後續生化處理。
2.根據權利要求I所述的預處理工藝，其特徵在於步驟(I)中所述的高鹽高濃度廢水的鹽分含量在100g/L以上，COD濃度在4000mg/L以上；所述的低鹽高濃度廢水的鹽分含量在10g/L以下，COD濃度在4000mg/L以上；所述的低濃度廢水的鹽分含量在10g/L以下，COD濃度在500mg/L以下。
3.根據權利要求I所述的預處理工藝，其特徵在於步驟(2)、步驟(3)和步驟(4)加酸調節pH值的鹽酸或硫酸。
4.根據權利要求I所述的預處理工藝，其特徵在於步驟(2)中所述的混凝劑為聚合氯化鋁溶液或聚合硫酸鐵溶液，其質量百分濃度為5% 10%，投加量以高鹽高濃度廢水的體積為基準為5mL/L 10mL/L ;所述的助凝劑為陰離子型聚丙烯醯胺溶液，其質量百分濃度為1%。 2%。，投加量以高鹽高濃度廢水的體積為基準為2. 5mL/L 5mL/L。
5.根據權利要求I所述的預處理工藝，其特徵在於步驟(4)微電解反應所採用的材料為鑄鐵屑；鑄鐵屑的投加量為餾出液與低鹽高濃度廢水混合後廢水質量的10% 15% ;微電解反應時間為2 4小時。
6.根據權利要求I所述的預處理工藝，其特徵在於步驟(5)芬頓試劑氧化反應所採用的試劑是FeSO4 *7H20和H2O2，其中Fe2+與H2O2摩爾比為I: (15 25);反應中H2O2的投加質量以步驟(4)處理後廢水的體積為基準為lg/L I. 5g/L ;反應時間為2 4小時；調節pH值所用的鹼為氫氧化鈣粉末。
全文摘要
本發明涉及一種3-氯-2-肼基吡啶生產廢水的預處理工藝，其特徵在於對3-氯-2-肼基吡啶生產廢水進行分類收集，並針對各類廢水的水質特徵，進行分質處理。本發明克服了現有吡啶類有機物生產廢水預處理技術成本高、反應條件苛刻、生化進水稀釋倍數大、處理難以達標排放等缺點，實現了3-氯-2-肼基吡啶生產廢水的分類收集與分質處理，針對性強，實用性強，效果顯著，成本較低，操作方便，極大地降低了廢水的生物毒性，提高了廢水的可生化性。
文檔編號C02F9/14GK103253829SQ20131020790
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月29日 優先權日2013年5月29日
發明者徐炎華, 陸雪梅, 徐之寅, 劉志英 申請人:南京工業大學