申请日2012.12.17
公开(公告)日2013.03.20
IPC分类号C02F103/36; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种处理含酚苯甲醚生产废水的工艺，提出采用气浮-高效萃取-膜生物反应器-催化氧化工艺处理含酚苯甲醚生产废水的方法。该工艺包括：原水首先进入气浮单元去除悬浮物，之后进入萃取单元，采用N-辛酰吡咯烷、磷酸三丁酯、碳酸二甲酯和溶剂煤油配比为0.8∶1.2∶2.9∶7的萃取剂对其进行脱酚处理，处理后的废水进入MBR单元进行生化降解甲醇;废水最后进入次氯酸钠-α-Fe2O3催化氧化单元，深度氧化去除苯甲醚。本发明的优点在于提供了一种高效处理含酚苯甲醚生产废水的新工艺，经过本工艺处理，废水COD、挥发酚、甲醇和苯甲醚的去除率分别可达99.7%，99.99%，99.12%和99.97%。
权利要求书
1.一种含酚的苯甲醚生产废水处理工艺方法，其特征在于，该工艺方法分以下步骤实施：
(1)废水首先进入气浮单元去除悬浮物，气浮药剂聚合氯化铝在池中浓度为500mg/L，气浮池底部通入来自加压溶气罐的汽水混合物，溶气罐压力在0.1-0.3MPa，废水在气浮池内的停留时间为1-5h;
(2)萃取单元，废水经气浮单元处理后，进入调节池，调节池出水经离心泵进入多级萃取塔，萃取剂经磁力泵进入萃取塔底部，废水自上而下从萃取塔底部出进入隔油池，萃取剂从萃取塔塔顶出进入再生塔通过碱液反萃取回收苯酚;
(3)从隔油池出的废水经离心泵进入调节池，调节pH=6-8，调节池出水经离心泵进入MBR反应器，废水经MBR反应器后通过自吸泵抽出;
(4)从MBR单元出的废水经离心泵进入调节池，调节pH=6-8，调节池出水经离心泵进入催化氧化反应器，进行催化氧化反应，催化氧化反应器出水经沉淀池、调节池调节pH=7后排放。
2.根据权利要求1所述的一种含酚的苯甲醚生产废水处理工艺，其特征是步骤(1)中所述，气浮药剂为500mg/L的聚合氯化铝。
3.根据权利要求1所述的一种含酚的苯甲醚生产废水处理工艺，其特征是步骤(1)中所述，废水在气浮池内的停留时间为1-5h。
4.根据权利要求1所述的一种含酚的苯甲醚生产废水处理工艺，其特征是步骤(2)中所述，萃取剂组成N-辛酰吡咯烷(OPOD)、磷酸三丁酯(TBP)、碳酸二甲酯(DMC)和溶剂煤油配比为0.8∶1.2∶2.9∶7。
5.根据权利要求1所述的一种含酚的苯甲醚生产废水处理工艺，其特征是步骤(2)中所述，萃取油水比控制在1∶5。
6.根据权利要求1所述的一种含酚的苯甲醚生产废水处理工艺，其特征是步骤(2)中所述，碱液采用20%(wt%)NaOH溶液。
7.根据权利要求1所述的一种含酚的苯甲醚生产废水 处理工艺，其特征是步骤(3)中所述，反应器内污泥浓度为5-10g/L。
8.根据权利要求1所述的一种含酚的苯甲醚生产废水处理工艺，其特征是步骤(3)中所述，MBR反应器水力停留时间(HRT)控制为4-6h。
9.根据权利要求1所述的一种含酚的苯甲醚生产废水处理工艺，其特征是步骤(4)中所述，催化剂为1g/L的30-200nm的纳米α-Fe2O3。
10.根据权利要求1所述的一种含酚的苯甲醚生产废水处理工艺，其特征是步骤(4)中所述，氧化剂为0.1%-2%的次氯酸钠。
说明书
一种处理含酚苯甲醚生产废水的工艺
技术领域
本发明涉及一种处理含酚苯甲醚生产废水的工艺，特别是涉及一种采用气浮-高效萃取- 膜生物反应器-催化氧化工艺处理含酚的苯甲醚生产废水的方法。
背景技术
酚类化合物是一种重要的化工原料与化工中间体，同时也是很多化工生产过程中的副产 品。化工很多生产过程包括焦化、炼油、树脂、煤化工等都会产生含酚废水。酚类物质作为 一种环境激素为原型质毒物，当人体摄入一定量时，就会引起蛋白质变性和凝固，可出现急 性中毒症状，出现头痛、眩晕、乏力、呼吸困难等症状。当水中含酚量在0.1-0.2ppm时，可 使生长鱼的鱼肉有异味;而大于100ppm的含酚废水若用于灌溉，将导致农作物的减产和枯 死，对环境造成严重的污染，因此国内外均十分重视含酚废水的处理。含酚废水的处理方法 总体包含物理法、化学法和生物法，具体又包括吸附法、萃取法、氧化法、电解法等方法。 在这些方法中，络合萃取法可对废水中的酚类化合物进行回收，且操作费用低，无污染，但 在生产中要选择合适的萃取剂。目前工业上常用的是N503加上煤油的混合萃取剂，但是这 种萃取剂萃取效率低、容易乳化、不易分离、再生成本高等缺点，因此开发新型高效萃取剂 是目前含酚废水处理中亟待解决的问题。
本发明所处理的废水为苯甲醚生产过程中产生的含酚废水，由于生产过程采用苯酚甲醇 化方法，因此在苯甲醚生产过程中会产生大量难生物降解的酚和苯甲醚废水，且废水组成复 杂，COD高，酚浓度高，可生化性差。传统的处理方法一般先采用物理或化学方法去除废水 中的酚，然后可采用生化方法进一步处理。生化法通常采用A/O工艺，该工艺有操作简单、 成本低等优点，但是处理负荷低、设备占地面积大、污泥产生量多且容易造成二次污染。此 外，此工艺对废水中苯甲醚的去除效果不佳。
目前对苯甲醚生产过程中的含酚废水处理方法很多，包括蒸发、萃取、吸附、电解、生化 法等，本发明采用气浮-萃取-膜生物反应器(MBR)-催化氧化工艺对含酚废水进行综合处理， 所用萃取剂为自行开发的高效萃取剂;生化单元采用分体式膜生物反应器;氧化工艺采用次 氯酸钠为氧化剂，纳米级α-Fe2O3为催化剂，对水中的苯甲醚进行深度氧化处理。经过本工 艺处理，废水COD、挥发酚、甲醇和苯甲醚的去除率分别可达99.7%，99.99%，99.12%和99.97 %。目前采用此工艺对苯甲醚生产过程中的含酚废水的处理工艺尚未见相关报道。
本专利的意义在于为工业废水中酚类物质的回收和处理提供了一种环保新方法，对我国 开发具有高效、简易、低耗的废水处理技术具有重要的指导意义。
发明内容
本发明提出一种气浮-高效萃取-膜生物反应器-催化氧化的工艺来处理苯甲醚生产过程中的 含酚废水，此方法具有高效、简单、成本低等特点。
本发明的技术方案概述如下：
一种采用气浮-高效萃取-膜生物反应器-催化氧化工艺处理含酚的苯甲醚生产废水的方 法，包括如下步骤：
(1)气浮单元，废水经提升泵进入气浮池，气浮池长宽高为2m×1m×0.6m，气浮药 剂聚合氯化铝经计量泵计量后准确加入气浮单元中，药剂浓度控制在100-5000mg/L，气浮 单元底部通入来自加压溶气罐的汽水混合物，溶气释放器为TJ-II型，溶气罐压力在0.1-0.3 MPa，废水在气浮池内的停留时间控制在1-5h。
(2)萃取单元，废水经气浮单元处理后，经离心泵进入调节池1，调节pH=5-7。调节 池1出水经离心泵进入多级填料萃取塔顶部，萃取塔塔高3.5m，其中上下分离段Φ0.25× 0.75m，萃取段Φ0.1×2m，内装球形塑料填料，萃取塔有效萃取级数为5-10，萃取剂经磁 力泵进入萃取塔底部，萃取油水比控制在1/3-1/8，萃取剂的组成为N-辛酰吡咯烷(OPOD)、 磷酸三丁酯(TBP)、碳酸二甲酯(DMC)和溶剂煤油，其组成配比按顺序为0.5-1∶0.8-1.5∶ 2.5-3∶6-8，废水自上而下从萃取塔底部出进入隔油池，萃取剂从萃取塔塔顶出，进入萃取 剂回收再生塔。再生塔为逆流碱洗塔，碱洗塔采用不锈钢筛板塔，塔高2.5m，其中上分离 段Φ0.3×1m，反萃段Φ0.15×1.5m。萃取相经磁力泵从再生塔塔底进入，碱液采用20% (wt%)NaOH溶液，从再生塔塔顶加入，再生后的萃取剂循环使用，再生塔塔底回收酚钠。
(3)MBR单元，
从萃取单元隔油池出来的废水经离心泵进入调节池2，调节pH=6-8，调节池2出水经离 心泵进入MBR反应器，反应器采用分体式，反应器内污泥浓度为5-10g/L，池内溶解氧(DO) 浓度为2-5mg/L，膜组件采用中空纤维膜(膜平均孔径为2.0微米)，MBR反应器水力停留 时间(HRT)控制在4-6h，废水经MBR反应器后通过自吸泵抽出。
(4)催化氧化单元，从MBR单元出的废水经离心泵进入调节池3，调节pH=6-8，调节 池3出水经离心泵进入氧化反应器(Φ0.5×1.0m)，内装催化剂，氧化剂采用次氯酸钠，浓 度为0.1%-2%，本发明采用纳米α-Fe2O3为催化剂，α-Fe2O3粒径为30-200nm，浓度为1g/L， 反应时间为20-50min。氧化池出水经调节池4调节pH=7后排放。
优选的是：
所述步骤(1)中，气浮药剂聚合氯化铝浓度在500mg/L，溶气罐压力在0.2MPa，废 水在气浮池内的停留时间控制在3h。
所述步骤(2)中，调节池1的pH=5，萃取塔有效萃取级数为8，萃取油水比控制在1∶5， 萃取剂组成N-辛酰吡咯烷(OPOD)、磷酸三丁酯(TBP)、碳酸二甲酯(DMC)和溶剂煤 油配比为0.8∶1.2∶2.9∶7。
所述步骤(3)中，调节池2的pH=6.5，反应器内污泥浓度为10g/L，池内溶解氧浓度 为4mg/L，MBR反应器水力停留时间(HRT)控制住6h。
所述步骤(4)中，调节池3的pH=6.5，次氯酸钠浓度为0.8%，α-Fe2O3粒径为30nm， 反应时间为30min。
本发明涉及一种含酚的苯甲醚生产废水处理工艺，采用采用气浮-高效萃取-MBR-催化氧 化工艺处理含酚废水。与传统处理方法相比，本发明采用自行开发的高效萃取剂配方，酚萃 取率可达99.99%。同时，本发明采用催化氧化工艺，以纳米级Fe2O3为催化剂，催化效果明显， 可显著降低废水中苯甲醚及COD含量。