[发明专利]一种苯胺废水的处理方法及其专用装置

说明书

本发明公开了一种苯胺废水的处理方法及其专用装置，该方法为连续向生物反应器的下部通入苯胺废水和添加了磷素的少量生活污水，向上依次经过生物反应器的非曝气区、无气泡曝气器段和无气泡曝气区，完成苯胺降解，经生物反应器顶部出水槽进入出水罐，实现苯胺废水的直接生物处理，同时设置循环与回流加强处理效果，处理苯胺浓度为300mg/L的苯胺废水时，苯胺去除率和TN去除率分别可达87.9％和65.5％。本发明利用无气泡曝气器进行无气泡曝气，氧的利用率高，可以经济有效降解有毒苯胺并具有一定脱氮作用，有效解决有气泡曝气生物处理中挥发性苯胺易造成二次污染的问题，与膜曝气生物膜反应器相比造价低廉，具有工业实用性。

技术领域

本发明属于环境工程水处理技术领域，涉及有毒有机废水的处理方法，具体涉及一种苯胺废水的处理方法及其专用装置。

背景技术

苯胺是一种重要的有机化工原料，在工业应用中占有重要地位。苯胺是生产聚氨酯产品主要原料MDI(二苯基亚甲基二异氰酸酯)的原料；由苯胺制得的化工产品以及中间体多达300多种，广泛应用于医学药剂、农林药品、爆破炸药、染料香料和橡胶助剂等行业中。由此可见，苯胺废水来源广泛。苯胺是一种对人类及其他生物具有很强毒性的污染物，具有“致癌、致畸、致突变”的危害，很多国家都有严格的苯胺废水排放标准。

目前苯胺废水的处理方法主要有物理法、化学法和生物法。

物理法主要包括吸附法、萃取法。(1)吸附法是指采用吸附材料处理苯胺废水的方法，如研究者采用制备的PAM/SiO₂吸附剂对废水中的苯胺进行吸附试验。试验结果表明，该吸附剂是通过与苯胺中的氢键作用实现对苯胺分子的吸附，并且苯胺吸附量受温度和pH值的影响很大，最大吸附量能达到26.84mg/g；(2)萃取法是采用不溶于水却能溶解有机物的溶剂作为萃取剂来萃取苯胺，如使用甲苯萃取苯胺的方法处理苯胺废水，苯胺回收率可达98.5％。

化学法种类较多，主要有电化学法、芬顿氧化法、超临界水氧化法、臭氧氧化法、二氧化氯催化氧化法等。(1)电化学降解是通过阳极反应直接降解有机物；或通过阳极反应产生高氧化活性的羟基自由基(HO·)，从而将有机物部分矿化成小分子有机或无机化合物。王玉玲等研究发现以SiO₂/Ti为阳极降解苯胺，当溶液pH值为9、控制电流密度在有机膜的溶解速度附近，可获得比较高的电流效率和苯胺去除率；(2)芬顿氧化法产生氧化的能力很强的羟基自由基可以氧化多种有机物。尹升宝等利用空气·芬顿催化氧化工艺处理苯胺废水，结果表明，当苯胺浓度低于500mg/L时，利用O₂+H₂O₂+Fe²⁺的空气·芬顿试剂催化氧化工艺，苯胺的去除率可达99％；(3)超临界水氧化法利用在超临界状态(T＞374℃，p＞22.1MPa)下的水为介质，空气、O₂或H₂O₂等为氧化剂，通过自由基反应降解有机物。何磊在处理苯胺模拟污水时使用超临界水氧化法，获得的最佳降解条件为：压力26.20MPa，温度420℃，反应时间80min，在此条件下苯胺去除率达92.25％；(4)臭氧氧化法也是利用活泼的自由基与有机物反应来氧化降解有机物。李桂菊等研究发现，在pH值为5，反应温度为298.15K，臭氧投加量为0.92mg/(L.min)的条件下，臭氧氧化13min后，苯胺由25mg/L下降到2mg/L以下；(5)二氧化氯氧化法是指在有催化剂存在下的二氧化氯具有强氧化性，可以将有机污染物氧化降解的方法，但是二氧化氯的氧化能力受有机物的取代基种类的影响，因此该法在处理污废水时受到限制。于德爽等对某公司染料废水处理方法的研究中，采用了二氧化氯氧化法，实验结果表明，对于苯胺浓度≤50mg/L的废水，可以使出水苯胺浓度降至＜2mg/L，去除率达到95％左右。