[发明专利]一种污泥减量化的硝基甲苯生产废水电催化还原氧化预处理方法

说明书

技术领域

本发明属于硝基甲苯生产废水处理领域，具体地说，采用电化学进行高浓度混酸硝化废水的预处理方法，更具体地说，涉及一种污泥减量化的硝基甲苯生产废水电催化还原氧化预处理方法。

背景技术

在工业领域，硝基甲苯的生产主要采用混酸硝化工艺，利用硝酸作硝化剂，硫酸等作催化剂与芳香烃反应生成硝基芳烃，是非常重要的化工工艺，其主要产品有硝基苯、硝基甲苯、三硝基甲苯、硝基氯苯等。混酸硝化过程中会产生色度高、可生化性差的废水，其主要成分为硝基甲苯类、甲苯胺类、苯磺酸类和多硝基酚类。

混酸硝化废水的处理工艺研究是国内外环境工程领域的研究热点。发达国家一般采用气提+热分解+氨蒸馏的预处理方法，成本较高，难以有效推广普及。国外开发出的化学处理法中具有发展前景的是湿式氧化法，由于硝基苯和硝基酚较为稳定，在一般条件下不易分解，因此湿式氧化一般在较高温度下和压力下操作，反应温度一般在325～375℃，压力为2.20×10⁷～3.45×10⁷Pa，反应时间为5min，将有机物氧化为CO₂和H₂O等简单的小分子化合物。如德国一个专利(USP5,356,539)介绍，将硝基苯或硝基氯苯废水加热到100～300℃，在2×10⁵～1×10⁷Pa的压力下，借助催化剂，如CuO、Al₂O₃或硅酸镁或Cu、Cr、Zn在Al₂O₃氧化物的作用下氧化分解有机物，硝基苯和硝基氯苯降解90％以上。然而湿式氧化法存在的问题是投资大，对技术要求很高，比如反应器的密闭性和材料的耐热性，并且需要额外投加催化剂，从而导致二次污染。

国内对硝化废水的处理工艺以吸附法和化学药剂法为主。国内有部分厂家采用吸附方法，吸附剂主要为活性炭和树脂。以活性炭为吸附剂的吸附法存在难以对吸附剂进行再生利用的弊端，并且会产生大量废渣，这些废渣由于包含大量硝基苯类物质，属于危险固废，处理成本很高。近年来国内外对树脂吸附处理硝基苯和硝基氯苯废水有大量的文献报道，如超高交联树脂等。以树脂为吸附剂的吸附法对成分相对简单，有资源化价值的废水是一个好方法，但对成分复杂的废水存在处理成本高，且存在脱附液需进一步处置的问题。

国内专利申请（申请号：200810121721）采用酸化+铁碳还原+缩聚+絮凝沉降的方法进行预处理，其工艺中需要投加大量铁粉、碳粉、促聚剂（甲醛）、絮凝剂（聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、三氯化铁、聚合氯化铁和聚合硫酸铁），工艺产生大量含铁污泥，较难处置。国内某化工厂采用铁碳还原+Fenton氧化+混凝沉降的方法(相关专利号：200910031041)处理混酸硝化废水，在混凝工段投加氢氧化钙，从而产生大量含铁污泥和含钙污泥，这使得污泥成为了新的污染物，需要按照危险固废的标准处置，成本高，并且存在安全隐患。