[发明专利]一种邻/对苯二酚生产过程中高浓度含酚废水的净化方法

说明书

本发明公开了一种邻/对苯二酚生产过程中高浓度含酚废水的净化方法，包括以下步骤：在气旋流化床反应器上部扩大段和底部各配置1个空气入口，同时通入两股空气，以空气为氧化剂，一股空气从反应器底部进入气旋流化床反应器的流化段，另一股空气从扩大段的切向进入反应器中；将含酚废水从顶部加入到气旋流化床反应器的流化段中，在催化裂解氧化催化剂的作用下，废水中的酚类和空气发生催化裂解氧化反应，产生的气体自顶部进入固定床反应器中，在深度氧化催化剂作用下进行深度氧化反应，气体自固定床反应器出口排出，依次经过换热器和气液分离器，得到的冷凝液送入雨排系统，不凝气直接放空排放。本发明可以高效、低成本、低能耗地处理含酚废水。

技术领域

本发明属于高浓度含酚废水的处理领域，具体涉及一种邻/对苯二酚生产过程中高浓含酚废水的净化方法。

背景技术

邻/对苯二酚是橡胶、医药、污染、农药和精细化工的重要原料、助剂和中间体，邻/对苯二酚的生产工艺以双氧水氧化苯酚羟基化法为主，反应方程式如下所示：

该工艺以水为反应媒介，采用30wt％左右的双氧水为氧化剂，在催化剂的作用下将苯酚氧化为邻/对苯二酚，同时生成水。氧化后的反应液经过甲基异丁基酮萃取后，大部分水可以循环使用，但仍然有部分水必须净化处理，在这部分水中含有苯酚、邻/对苯二酚、酚焦油以及甲基异丁基酮等危险化学品。

苯酚及其衍生物是一种高毒性、难降解的有机物，由于其对环境和人类健康的严重危害，含酚废水在排放之前必须进行有效的脱酚处理。我国挥发酚类废水直接排放(GB31571-2015)的标准是0.5mg/L，容易发生严重水环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区，含挥发酚废水的直接排放标准为0.3mg/L。近年来，国内外学者对含酚废水处理做了大量的研究工作，并开发出多种处理方法，主要有物理法、催化氧化法、化学氧化法、生化法、电化学法、光降解法等。

物理法处理含酚废水主要有萃取法和吸附法。萃取脱酚技术中最关键的萃取剂的选择，美国专利6071409采用烷基叔戊基醚为萃取剂，一次萃取脱酚率可达90％以上(原水中的酚含量为7000mg/L)，萃余液中酚含量仍在700mg/L左右；中国专利105540969公开了采用桉叶油醇做萃取剂处理酚含量为5000mg/L的苯酚废水，单次萃取脱酚率可达96.2％。萃取法处理含酚废水技术普遍存在萃取剂成本高、再生能耗高的缺点，且萃取后废水中酚含量及有机物化学需氧量(COD)难以达到园区废水的排放标准，因而该工艺常作为高浓度含酚废水的预处理手段，用于回收废水中的酚类，萃余液在通过其它手段进行处理，常用的处理方法为生化法。而吸附法脱酚技术由于大部分吸附剂价格昂贵，吸附再生成本高，易产生二次污染。

湿式氧化是20世纪50年代由美国科学家Zimmermann发展起来的一种有效的处理有毒、有害、高浓度有机废水的氧化技术，现已应用于含酚废水的处理中。Inchaurrondo等开发了湿式催化氧化的催化剂CuO-γAl₂O₃，并应用于苯酚废水处理，在最优条件下，苯酚去除率可达100％，总有机碳(TOC)达到80％(CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL,2012.198:426-434.)。中国专利201510245064.2公开了一种湿式催化氧化催化剂的制备及基于该催化剂的酚类废水的净化方法，废水中酚含量为1000mg/L，空速为6h^-1，反应压力为1.0MPa，反应温度为160℃时，酚的去除率可达96.4％，COD去除率为75％。湿式催化氧化完全降解COD，温度需达到约250℃，操作压力为4～8MPa，要求反应器材质耐高温、耐高压和耐腐蚀，同时湿式氧化法难以经过一步处理就能达到含酚废水处理的排放标准，仍然需要二次无害化处理，因而制约了湿式催化氧化的工业应用。