申请日2015.01.30
公开(公告)日2015.06.03
IPC分类号C02F103/36; C02F9/10
摘要
本发明公开了一种间硝基苯磺酸钠生产废水的处理工艺，调节间硝基苯磺酸钠生产废水的pH值为1～4，过滤得到滤液Ⅰ;将滤液Ⅰ通入含有铁碳球和催化剂的反应池中，经曝气、搅拌反应4～8h后，过滤出水;调节出水的pH值为8～11，先快速搅拌1～3min，再慢速搅拌20～60min，过滤出水;向絮凝过程出水中加入脱色絮凝剂，先快速搅拌30～60s，再慢速搅拌3min;然后加入聚合氯化铝，先快速搅拌30～60s，再慢速搅拌3min;最后加入聚丙烯酰胺，先快速搅拌30～60s，再慢速搅拌3min后，过滤出水;向出水中加入活性炭，吸附出水，再经减压蒸馏回收无机盐，浓缩液返回重新处理，冷凝液回用。
权利要求书
1.一种间硝基苯磺酸钠生产废水的处理工艺，其特征在于，包 括如下步骤：
(1)预处理：调节间硝基苯磺酸钠生产废水的pH值为1～4，过 滤得到滤液Ⅰ;
(2)铁碳微电解反应：将滤液Ⅰ通入含有铁碳球和催化剂的反 应池中，经曝气、搅拌反应4～8h后，过滤出水;
(3)絮凝过程：调节步骤(2)的出水的pH值为8～11，先快速 搅拌1～3min，再慢速搅拌20～60min，过滤出水;
(4)脱色反应：向步骤(3)的出水中加入脱色絮凝剂，先快速 搅拌30～60s，再慢速搅拌3min;然后加入聚合氯化铝，先快速搅拌 30～60s，再慢速搅拌3min;最后加入聚丙烯酰胺，先快速搅拌30～60 s，再慢速搅拌3min后，过滤出水;
(5)活性炭吸附：向步骤(4)的出水中加入活性炭，吸附出水;
(6)减压蒸馏：步骤(5)的出水经减压蒸馏回收无机盐，浓 缩液返回至步骤(1)中重新处理，冷凝液回用。
2.根据权利要求1所述的间硝基苯磺酸钠生产废水的处理工艺， 其特征在于，步骤(2)中，所述铁碳球的粒径为15～35mm。
3.根据权利要求2所述的间硝基苯磺酸钠生产废水的处理工艺， 其特征在于，不同粒径铁碳球的重量配比为， 15～20mm:21～25mm:26～30mm:31～35mm=0.3～0.5:0.5～0.8:1:0.4～0.6。
4.根据权利要求1所述的间硝基苯磺酸钠生产废水的处理工艺， 其特征在于，步骤(2)中，所述的催化剂为铜粉、铅粉或稀土金属 Gd。
5.根据权利要求1所述的间硝基苯磺酸钠生产废水的处理工艺， 其特征在于，步骤(4)中，所述脱色絮凝剂为双氰胺甲醛树脂。
6.根据权利要求5所述的间硝基苯磺酸钠生产废水的处理工艺， 其特征在于，以步骤(3)出水的质量计，双氰胺甲醛树脂的投加质 量百分比为0.1～0.5%，聚合氯化铝的投加质量百分比为0.01～0.2%， 聚丙烯酰胺的投加质量百分比为0.005～0.03%。
7.根据权利要求1所述的间硝基苯磺酸钠生产废水的处理工艺， 其特征在于，步骤(5)中，所述活性炭为粉状活性炭，选自牌号 YD-610、YD-611、YD-612、YD-613、YD-614或YD-615。
8.根据权利要求7所述的间硝基苯磺酸钠生产废水的处理工艺， 其特征在于，以步骤(4)的出水的质量计，所述的活性炭的投加质 量百分比为0.1～0.5%。
9.根据权利要求8所述的间硝基苯磺酸钠生产废水的处理工艺， 其特征在于，所述的活性炭选自牌号YD-614或YD-615。
10.根据权利要求1所述的间硝基苯磺酸钠生产废水的处理工 艺，其特征在于，步骤(6)中，减压蒸馏的温度为60～70℃，真空 度为0.07～0.08MPa。
说明书
一种间硝基苯磺酸钠生产废水的处理工艺
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种间硝基苯磺酸 钠生产废水的处理工艺。
背景技术
间硝基苯磺酸钠，别名3-硝基苯磺酸钠，是一种重要的染料中间 体，可用作还原染料、硫化染料的防染剂、染料的成色保护剂和染料 合成时的氧化剂，也可用作有机合成和染料工业的催化剂，还可用作 船舶的防锈剂及电镀退镍剂等。其生产工序为：利用气体SO3磺化硝 基苯,并通过盐析使磺化产物间硝基苯磺酸成盐析出，母液经中和、 回收水合硫酸钠后作盐析剂循环回用。其生产中排放的废水COD高 达50000～100000mg/L，含有间硝基苯磺酸钠、少量的硝基苯等有机 污染物以及硫酸钠、硫酸等无机污染物。该生产废水中主要的无机盐 硫酸钠的含量大于15%，接近饱和或者达到饱和状态，具有一定的回 收价值。
含间硝基苯磺酸钠的废水主要来源于染料、化工工业和电镀行 业。吸入、摄入或经皮肤吸收后都会使人体中毒，对皮肤、粘膜、眼 睛等有刺激作用，排放到环境和水体中会给人们的生产、生活带来极 大危害。
硝基苯广泛用来制造染料、香料、苯胺及其衍生物、药品、炸药、 杀虫剂等，是一种重要的化工原料。硝基苯在得到广泛应用的同时， 也给人们的生活带来了极大的困扰。硝基苯有毒，具有致癌、致畸、 致突变和难以生物降解等特点，并能导致人和动物的神经错乱、贫血、 肝病等疾病。由于硝基苯的上述危害，环境保护部和国家质量监督检 验检疫局规定废水中硝基苯的含量不得超过2.0mg/L(GB 21904-2008)，集中式生活饮用水和地表水源硝基苯的准限值为0.017 mg/L(GB 3838-2002)。
目前处理间硝基苯磺酸钠废水的方法主要有生化法、高级氧化 法、催化湿式氧化技术、萃取法、铁碳微电解法和吸附法等，但是这 些方法各有优劣。如生化法流程复杂、废水处理装置庞大;并且大多 采用工程菌或者高效复合菌剂，成本较高，普及性差;在温度较低时， 处理效果可能会不达标。臭氧氧化成本较高，且臭氧有毒，水溶性较 差，利用率不高。萃取法成本较高，并且萃取剂大多为有机萃取剂， 萃取后出水中含有一定量流失的有机溶剂，易造成二次污染。活性炭 价格昂贵，在使用过程中损失量较大，热再生时硝基化合物极易发生 爆炸，并且对大分子有机物吸附效果不显著。
公开号为CN100999355A的中国专利文献公开了一种催化湿式 氧化降解间硝基苯磺酸钠的方法，将具有一定TOC浓度的间硝基苯 磺酸钠溶液加入反应釜中，然后依次加入过氧化氢和硝酸铜作为氧化 剂和催化剂，通入氧气，搅拌加热升温冷却后处理完成。该方法反应 迅速，耗时短，效率高，工艺清洁，节省能源，具有一定的实用性和 应用价值，但是工艺复杂，影响因素较多，废水处理装置庞大，成本 较高。
莫建成等(“化学氧化法处理含间硝基苯磺酸钠的退镀废水”， 《工业水处理》，2011年12期)采用次氯酸钠、Fenton氧化处理含 间硝基苯磺酸钠的退镀废水，探讨了化学氧化法对退镀废水COD、 色度、硝基苯类和苯胺类化合物的去除效果。结果表明，该方法可在 一定程度上降低硝基苯类和苯胺类化合物的含量及去除COD和色 度，但是仍然达不到国家规定的排放标准。
公开号为CN1765772A的中国专利文献公开了一种生化法去除 水中硝基苯的处理方法，即利用废水中的有机物质或添加有机物质， 使其先在厌氧微生物的作用下发生酸化分解，同时使废水中的硝基苯 在微生物的作用下还原成易于好氧生物降解的苯胺，然后再通过好氧 微生物的作用使其做到降解去除。该方法较之单一的好氧微生物处理 方式可以更有效的去除硝基苯，但是流程复杂、废水处理装置庞大， 并且在温度较低时，处理效果可能会不达标。
公开号为CN101700940A的中国专利文献公开了一种硝基苯废 水处理与资源回收的方法，即采用活性炭纤维吸附硝基苯，然后用甲 醇或者乙醇将活性炭纤维脱附再生，并且可以将硝基苯回收利用，但 是该发明操作复杂，活性炭热再生时硝基化合物极易发生爆炸危险， 且活性炭价格昂贵，在使用过程中损失量较大。
发明内容
本发明公开了一种间硝基苯磺酸钠生产废水的处理工艺，可有效 处理间硝基苯磺酸钠生产废水中的主要有机污染物，实现达标排放; 同时通过采用减压蒸馏蒸发回收高纯度无机盐，在产生环境效益的同 时也产生了经济效益。
一种间硝基苯磺酸钠生产废水的处理工艺，包括如下步骤：
(1)预处理：调节间硝基苯磺酸钠生产废水的pH值为1～4，过 滤得到滤液Ⅰ;
(2)铁碳微电解反应：将滤液Ⅰ通入含有铁碳球和催化剂的反 应池中，经曝气、搅拌反应4～8h后，过滤出水;
(3)絮凝过程：调节步骤(2)的出水的pH值为8～11，先快速 搅拌1～3min，再慢速搅拌20～60min，过滤出水;
(4)脱色反应：向步骤(3)的出水中加入脱色絮凝剂，先快速 搅拌30～60s，再慢速搅拌3min;然后加入聚合氯化铝，先快速搅拌 30～60s，再慢速搅拌3min;最后加入聚丙烯酰胺，先快速搅拌30～60 s，再慢速搅拌3min后，过滤出水;
(5)活性炭吸附：向步骤(4)的出水中加入活性炭，吸附出水;
(6)减压蒸馏：步骤(5)的出水经减压蒸馏回收无机盐，浓 缩液返回至步骤(1)中重新处理，冷凝液回用。
作为优选，步骤(2)中，所述铁碳球的粒径为15～35mm。进一 步优选，不同粒径铁碳球的重量配比为，15～20mm:21～25mm:26～30 mm:31～35mm=0.3～0.5:0.5～0.8:1:0.4～0.6。该组成下的铁碳球，更利 于曝气，进一步利于铁碳反应的充分进行。
作为优选，步骤(2)中，所述的催化剂为铜粉、铅粉或稀土金 属Gd。
作为优选，步骤(4)中，所述脱色絮凝剂为双氰胺甲醛树脂。
作为优选，以步骤(3)出水的质量计，双氰胺甲醛树脂的投加 质量百分比为0.1～0.5%，聚合氯化铝(PAC)的投加质量百分比为 0.01～0.2%，聚丙烯酰胺(PAM)的投加质量百分比为0.005～0.03%。
步骤(4)中，脱色絮凝剂、PAC和PAM的加入顺序不能颠倒。
作为优选，步骤(5)中，所述活性炭为粉状活性炭，选自牌号 YD-610、YD-611、YD-612、YD-613、YD-614或YD-615。
作为优选，以步骤(4)的出水的质量计，所述的活性炭的投加 质量百分比为0.1～0.5%。
进一步优选，所述的活性炭的牌号选自YD-614或YD-615，优 选活性炭的亚甲基蓝的吸附值高于200mg/g。
步骤(6)中，所述减压蒸馏装置的真空系统采用大气腿真空系 统，并采用卧式外循环加热器，加热器最高处与进料口高度差大于 3.3米。蒸发器采用外强制循环蒸发器，作为优选，减压蒸馏的温度 为60～70℃，真空度为0.07～0.08MPa。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、间硝基苯磺酸钠生产废水经本发明的工艺处理后，出水的 COD降至100mg/L以内，可有效处理排放的废水，实现混合废水的 达标排放;同时通过采用减压蒸馏回收高纯度无机盐，在产生环境效 益的同时也产生了经济效益。
2、本发明的处理工艺中，两次不同方法絮凝的连续使用，使一 些颗粒悬浮物和有机物的沉降更彻底，处理效率高，反应彻底;催化 剂和脱色剂的使用，降低了反应条件，节省了能源，具有很高的实用 性和应用价值。
3、本发明的处理工艺适应范围较大，对于COD的范围在 50000～100000mg/L的间硝基苯磺酸钠生产废水均具有极佳的处理效 果。