申请日2013.06.16
公开(公告)日2013.09.18
IPC分类号C02F9/04; C01B25/26; C07C235/66; C02F103/36; C07C65/11; C07C51/42; C07C231/24
摘要
本发明公开了一种色酚AS及其衍生物生产废水处理并回收其中有用物质的方法，其包括：将色酚AS及其衍生物生产废水以自来水或本方法处理后出水稀释，调节pH值，投加硫酸亚铁，搅拌絮凝沉淀分离后，回收絮凝体A2中色酚AS及其衍生物和2，3-酸，上清液A1在一定pH下，投加双氧水，搅拌沉淀分离，回收絮凝体B2中磷酸铁，上清液B1补加硫酸亚铁和双氧水后，在一定pH值，紫外光辐射一定时间，达标排放或补充为稀释用水。本发明所提供的方法在净化该废水的同时，可回收其中有用物质，实现污染物资源化，并且工艺流程短，最终出水水质较好，操作管理简单，设备投资和运行费用低，便于推广应用。
权利要求书
1.一种色酚AS及其衍生物生产废水处理并回收其中有用物质的方法，其特征在于，具体步骤包括：
第一步：色酚AS及其衍生物生产废水在调节和稀释池(1)以自来水或本方法处理后最终出水按照一定体积比例稀释;
第二步：稀释后该废水进入絮凝沉淀池(2)，以碱剂或酸剂调节至适当pH值，投加硫酸亚铁，经搅拌后，静止自由沉降，得到上清液(A1)和絮凝体(A2)，絮凝体(A2)用于回收其中的色酚AS及其衍生物和2，3-酸;
第三步：上清液(A1)进入沉淀池(3)，投加双氧水，搅拌之后，静止自由沉降，得到上清液(B1)和絮凝体(B2)，絮凝体(B2)可回收其中的磷酸铁;
第四步：上清液(B1)进入光化学反应器(4)，以碱剂或酸剂调节至适当pH值，投加双氧水和硫酸亚铁，在紫外光源辐照下反应，以碱剂和酸剂调节至中性，最终出水排放或回流至调节和稀释池(1)。
2.根据权利要求1中所述的一种色酚AS及其衍生物生产废水处理并回收其中有用物质的方法，其特征在于：所述的第一步中色酚AS及其衍生物包括色酚AS，色酚AS-D，色酚AS-OL，色酚AS-RL，色酚AS-LT，色酚AS-BG，色酚AS-BO，色酚AS-IRT，色酚AS-BS，色酚AS-SW。
3.根据权利要求1中所述的一种色酚AS及其衍生物生产废水处理并回收其中有用物质的方法，其特征在于：所述的第一步中体积稀释比例为1：0.1-1：20。
4.根据权利要求1中所述的一种色酚AS及其衍生物生产废水处理并回收其中有用物质的方法，其特征在于：所述的第二步中适当pH值为5-12。
5.根据权利要求1中所述的一种色酚AS及其衍生物生产废水处理并回收其中有用物质的方法，其特征在于：所述的第二步中所述硫酸亚铁投加量为1-100g/L。
6.根据权利要求1中所述的一种色酚AS及其衍生物生产废水处理并回收其中有用物质的方法，其特征在于：所述的第二步中所述的搅拌方式为先以快搅拌速度搅拌，然后以慢搅拌速度搅拌。
7.根据权利要求6中所述的方法，其特征在于：快搅拌速度为100-2000转/分，慢搅拌速度为10-100转/分，快搅拌时间为0.1分钟-60分钟，慢搅拌时间为0.1分钟-60分钟。
8.根据权利要求1中所述的一种色酚AS及其衍生物生产废水处理并回收其中有用物质的方法，其特征在于：所述的第一至四步中pH调节用碱剂为氢氧化钠、氨水、氢氧化钙、氧化钙中的一种或多种。
9.根据权利要求1中所述的一种色酚AS及其衍生物生产废水处理并回收其中有用物质的方法，其特征在于：所述的第一至第四步中pH调节用酸剂为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、酸性烟道气中的一种或多种。
10.根据权利要求1中所述的一种色酚AS及其衍生物生产废水处理并回收其中有用物质的方法，其特征在于：所述的第四步中适当pH值为1-6，投加双氧水量为0.01-20g/L，投加硫酸亚铁量为0.001-10g/L;紫外光源为发射波长涵盖280-380nm之间的人造灯源或太光。
说明书
一种色酚AS及其衍生物生产废水 处理并回收其中有用物质的方法
技术领域
本发明属于工业废水处理领域，尤其涉及一种色酚AS及其衍生物生产废水处理并回收其中有用物质的方法。
背景技术
色酚AS(3-羟基-2-萘甲酸苯胺)及其衍生物是不溶性偶氮染料的偶合组分，是染料行业的大吨位品种之一，其结构通式见图1。色酚AS(3-羟基-2-萘甲酸苯胺)及其衍生物不仅是不溶性偶氮染料的打底剂，也是合成有机颜料和分散染料的中间体。目前我国有二十多个生产厂家，基本上都是采用2，3-酸(3-羟基-2-萘甲酸)和苯胺或衍生物在溶剂中与三氯化磷一起加热而成。另外，三氯化磷水解会产生大量的亚磷酸根，而进入该生产废水当中。色酚AS(3-羟基-2-萘甲酸苯胺)及其衍生物生产废水具有水量小(50-200吨/天)，浓度大，色泽深、磷酸盐度大，毒性大、难生物降解，至今未得到有效的治理。大多数直接排放或稀释后进行生化处理，对环境造成严重的污染，威胁周围人民的生命健康，一直是染料行业的重要污染源之一，极大的限制了该品种的可持续化发展。
目前，国内外关于治理色酚AS及其衍生物生产废水的文献报道较少。强计来等人采用分步酸析法处理色酚母液及回收2，3-酸[强计来,等.分步酸析法处理色酚AS及回收2，3-酸.化工环保,1991,11(1):28-30]。另外Feng Wenguo等人[Feng Wenguo,et.al.Treatmentofwastewater from production process of2,3-acid.Chinese Journal of Reactive Polymer,1999,8(1-2):68-75]、邱宇平等人[邱宇平,陈金龙,陈一良,等.超高交联树脂吸附处理2,
4-D含酚废水的研究.工业水处理,2003,23(4):50-52]和张炜铭等人[张炜铭,等.树脂吸附法处理色酚废水AS生产废水的研究.工业水处理,2005,25(4):49-52]均采用树脂吸附法处理色酚AS及其衍生物生产废水。酸析法需要耗用大量的强酸，并且对于处理设备的防腐以及操作要求较高，处理后的废水也达不到排放标准，吸附树脂由于价格较高，并且吸附容量有限，难以大规模应用，而且磷的去除效果并不理想。因此，色酚AS及其衍生物生产废水仍然缺乏经济有效的处理方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种色酚AS及其衍生物生产废水处理并回收其中有用物质的方法，本发明所提供的方法在净化该废水的同时，可回收其中有用物质，实现污染物资源化，并且工艺流程短，最终出水水质较好，操作管理简单，设备投资和运行费用低，便于推广应用。
本发明提供的一种色酚AS及其衍生物生产废水处理并回收其中有用物质的方法，包括：第一步：色酚AS及其衍生物生产废水在调节和稀释池以自来水或本方法处理后，最终出水按照一定体积比例稀释;
第二步：稀释后该废水进入絮凝沉淀池，以碱剂或酸剂调节至适当pH值，投加一定量的硫酸亚铁，按照一定方式搅拌之后，静止自由沉降一定时间，得到上清液A1和絮凝体A2，絮凝体A2用于回收其中的色酚AS及其衍生物和2，3-酸;
第三步：上清液A1进入沉淀池，投加一定量的双氧水，按照一定速度搅拌之后，静止自由沉降一定时间，得到上清液B1和絮凝体B2，絮凝体B2可回收其中的磷酸铁;
第四步：上清液B1进入光化学反应器，以碱剂或酸剂调节至适当pH值，投加一定量的双氧水和硫酸亚铁，在紫外光源辐照下反应一定时间，以碱剂和酸剂调节至中性，最终出水排放或按照一定体积比回流至调节和稀释池。
所述的第一步中色酚AS及其衍生物包括色酚AS、色酚AS-D、色酚AS-OL、色酚AS-RL、色酚AS-LT、色酚AS-BG、色酚AS-BO、色酚AS-IRT、色酚AS-BS、色酚AS-SW。
所述的第一步中体积稀释比例为1：0.1-1：20。
所述的第二步中适当pH值为5-12。
所述的第二步中所述硫酸亚铁投加量为1-100g/L。
所述的第二步中所述的搅拌方式为先以快搅拌速度搅拌一定时间，然后以慢搅拌速度搅拌一定时间;快搅拌速度为100-2000转/分;慢搅拌速度为10-100转/分;快搅拌时间为0.1分钟-60分钟;慢搅拌时间为0.1分钟-60分钟。
所述的第二步中静止自由沉降时间为0.1分钟-180分钟。
所述的第三步中双氧水投加量为1-100g/L。
所述的第三步中搅拌速度为10-300转/分。
所述的第三步中静止自由沉降时间为0.1分钟-120分钟。
所述的第一步至第四步中pH调节用碱剂为氢氧化钠、氨水、氢氧化钙、氧化钙中的一种或多种。
所述的第一步至第四步中pH调节用酸剂为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、酸性烟道气中的一种或多种。
所述的第四步中适当pH值为1-6。
所述的第四步中投加双氧水量为0.01-20g/L。
所述的第四步中投加硫酸亚铁量为0.001-10g/L。
所述的第四步中紫外光源为发射波长涵盖280-380nm之间的人造灯源或太阳光。
所述的第四步中反应时间为1-180分钟。
所述的第四步中回流至调节和稀释池的最终出水占最终总排水量的体积比为0.1-100%。
本发明中每个功能区的优点与效果是：
1、第一步中色酚AS及其衍生物生产废水在调节和稀释池以自来水或本方法处理后最终出水按照一定体积比例稀释的原因是：不经过稀释，无论pH值如何，硫酸亚铁无法产成絮凝。其作用机理尚不明确，可能是存在反絮凝物质，抑或废水中污染物浓度过高所导致，另外以本方法处理后最终出水作为稀释用水可以进一步降低自来水的消耗，减少性成本。
2、第二步中硫酸亚铁的应用是生成铁氢氧化物，其絮凝能力较强，可与与水中非水溶性的色酚AS及其衍生物等悬浮物有机结合，并加速沉淀分离，并可以回收其中的色酚AS及其衍生物和2，3-酸。另外，此步中残留在上清液中的铁离子可用于第三步中磷酸根的去除以及第四步中的UV-Fenton提供铁离子催化剂。
3、第三步中双氧水的作用是将三氯化磷水解生成的亚磷酸根氧化为磷酸根，从而与铁离子生成不溶于水的磷酸铁沉淀，加以回收再利用，此外，残留在上清液的双氧水可以为第四步中的UV-Fenton提供氧化剂。
4、第四步中双氧水和硫酸亚铁的投加和紫外光源辐照使用，是形成UV-Fenton高级氧化反应体系。该体系会生成具有较高氧化能力的氢氧自由基，其可以将上清液B1中的残留有机物氧化降解成二氧化碳和水。
本发明有益效果：
本发明所提供的方法在净化该废水的同时，可回收其中色酚AS及其衍生物、2，3-酸和磷酸铁等有用物质，实现污染物资源化，并且工艺流程短，最终出水水质较好，完全满足排放标准要求，操作管理简单，设备投资和运行费用低，便于推广应用。