[发明专利]废水处理方法

说明书

本发明涉及一种处理含硝基芳族化合物和硝基羟基芳族化合物的废水的方法，例如生产硝基芳族化合物产品或硝基羟基芳族化合物所产生的废水。

硝基芳族化合物(nitroaromatics)和硝基羟基芳族化合物(nitrohydroaromatics)有杀菌作用和/或很差的生物降解性。因此它们不能排放到环境，也不能以高浓度输入生物污水(effluent)处理厂中。因此，这种废水必须经过加工工程处理(processing engineering treatment)才能流入生物污水处理厂。

现有技术揭示了许多降解水性溶液中的硝基芳族化合物和硝基羟基芳族化合物的加工工程解决办法，但这些解决办法都有很多缺点。

专利申请DE2818680A1公开了一种处理含硝基羟基芳族化合物的废水的方法，其特征是在排除空气和氧气的情况下，将含硝基羟基芳族化合物的废水在加压条件下加热到150℃和500℃之间的温度。50至350巴为优选的压力范围。此方法中，有利的是废水中包含以水溶性盐的形式存在的硝基羟基芳族化合物，此种盐可在碱性环境中形成。此方法的缺点是需要高压，当该方法持续进行时，由于需要提供合适的泵并使之工作，从而提高了成本。也必需永久加热以维持所需的温度。此方法的另一个缺点是该方法不能降低废水中亚硝酸根离子的含量，相反地，如专利DE2818680A1的实施例所述，亚硝酸根离子的含量至少会保持恒定(实施例4)，但也可能为之前的两倍(实施例2)。亚硝酸根(nitrite)离子同样是杀菌的，并且生物污水处理厂只能接受有限浓度的亚硝酸根离子。

专利申请EP503387B1公开了一种处理含芳族硝基化合物的废水的方法，所述废水来自硝基苯生产厂，所述方法为在温度为180至350℃、压力为40至250巴的条件下用硝酸进行处理。该处理将硝基羟基芳族化合物的含量降至1ppm以下，同时TOC(有机碳总量)降解了95％以上。

此方法的缺点为必需的操作条件和硝酸的使用，增加了废水中硝酸盐的含量。

专利申请EP1132347B1公开了一种方法，其中，来自硝基芳族化合物合成的废水首先浓缩至接近或高于硝基羟基芳族化合物的溶解度，然后进行热降解处理，所述热降解处理优选在水的超临界条件下进行。此方法的操作要求在水的临界压力和临界温度以上的条件。水的临界压力为218.3巴，临界温度为374.1℃(化学物理手册，编辑R.C.Weast，CRC出版社，Boca Raton，第66版，1985年，F-64页，表2)。在此种条件下操作废水处理设备需要高成本。

任何使用过氧化氢作氧化剂的方法也会提高成本。此时二价铁通常在酸性条件下作为催化剂使用。该法被称作芬顿氧化(Fenton oxidation)。该法去除硝基芳族化合物的效果已经得到证明(例如E.Chamarro，A.Marco，S.Esplugas(2001)：利用芬顿(Fenton)试剂提高有机化学生物降解能力(Use of Fenton reagent to improve organic chemical biodegradability)。水研究(Water Research)，第35卷，第4期，1047-1051页，或专利申请EP22525B 1或专利申请EP360989B1)。与上述方法相比，该方法的优点在于在没有施加压力且在在环境温度条件下就可进行。然而，所用的氧化剂过氧化氢成本很高，且废水中硝基芳族化合物或硝基羟基芳族化合物的含量更高时成本更高。另外，此方法的特征是提高了催化活性铁的用量，导致形成数量可观的淤泥，处置淤泥又会增加额外成本。因此使用过氧化氢作为氧化剂的方法不适用于相对严重污染的废水，例如来自硝基芳族化合物生产或硝基羟基芳族化合物生产的废水。

专利申请DE3316265C2公开了一种污染的废水中的有机物质的湿法氧化法，所述方法包括在存在氧化还原体系(例如铁离子)以及同时存在助催化剂(例如苯醌、萘醌或对氨基苯酚)的情况下在高温和加压条件下用氧气进行处理。湿法氧化在pH值为1-4的酸性环境、50至200℃的温度和1至60巴的压力条件下进行。

该文献的实施例17描述了氧化所需的助催化剂也可通过用碱处理褐煤得到，条件是在氧化步骤中褐煤依然保留在反应混合物中。实施例18描述了硬煤处理的相同方法。