[发明专利]有机废水高温裂解脱硝脱酚方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理方法和装置，特别是一种涉及采用高温裂解对有机废水进行脱硝脱酚方法和装置。

背景技术

含硝含酚有机废水是一种来源广泛、危害严重的工业废水。这类废水中的有机物分子结构中含有强吸电子基硝基，使得苯环上电子云密度大大下降，稳定性增强，在自然界中难以降解，含硝含酚有机废水的处理目前依然是污水处理中的难题。含硝含酚有机废水生物毒性强，需要脱除有机废水中的硝基和羟基，这样有机废水才能进入生化降解装置。因此研究和开发有机废水的脱硝脱酚处理方法和装置具有重要的意义。许多化工中间体的生产过程会产生含硝含酚废水：如重要的染料中间体还原物和H酸的生产过程就产生大量的含硝含酚废水。还原物的化学名称为：2-氨基-4-乙酰氨基苯甲醚，是分散染料重要的偶合组分中间体，如291#蓝、79#蓝等。它的原料是对氨基苯甲醚，对氨基苯甲醚经酰化得到对乙酰氨基苯甲醚，对乙酰氨基苯甲醚在混酸（浓硝酸、浓硫酸）中硝化得到2-硝基-4-乙酰氨基苯甲醚，2-硝基-4-乙酰氨基苯甲醚再被还原得到得到还原物，生产过程中经过硝化、酰化、还原等步骤，产生的废水中除了含有硝基、羟基（即含硝含酚）外，还含有酰基、甲氧基、氨基等其它基团，成分复杂，化学毒性和生物毒性都很强，处理难度大；H酸的化学名称为：1-氨基-8-羟基-3，6-萘磺酸，主要用于生产酸性、直接和活性染料，亦可用于生产药物。它由萘经磺化得到萘二磺酸，萘二磺酸经混酸（浓硝酸、浓硫酸）硝化得到1，8-二硝基-3，6-萘磺酸，1，8-二硝基-3，6-萘磺酸经碱融得到相应的萘磺酸钠，萘磺酸钠经还原得到1，8-二氨基-3，6萘磺酸钠，1，8-二氨基-3，6萘磺酸钠经碱融得到1-氨基-8-羟基-3，6-萘磺酸钠，1-氨基-8-羟基-3，6-萘磺酸钠经酸化得到H酸，H酸生产过程中的废水成分很复杂，也是化学毒性和生物毒性很强的工业废水。

长期以来处理还原物和H酸的废水是一个技术难题，甚至发生重大环境事故：如腾格里沙漠污染事件，因此，开发工艺简单、处理效率高的有机废水脱硝脱酚处理工艺和装置具有重要的研究和应用意义。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种有机废水高温裂解脱硝脱酚方法和装置，将废水的硝基脱除并裂解为N₂，并使大部分的芳环裂解开环分解成CO₂和H₂O等简单无机物，少部分的芳环化合物开环裂解为不含硝基的直链有机化合物，以便进行废水的生物降解，成本低，效率高，操作简单，能耗低。

本发明为达到上述目的，通过以下的技术方案来实现：对具有一定有机物含量的含硝含酚废水，用碱液调节pH值，将预处理后的废水用泵输送经过预热器预热再通过加热器加热后送到裂解反应器；其中，在泵和氧化裂解反应器之间的管道上装有预热器和加热器，由预热器和加热器将含硝含酚废水加热到一定的温度，含硝含酚废水在裂解反应器保持一定的停留时间，废水中的硝基裂解为N₂,部分酚类被开环裂解为CO₂和H₂O；经过裂解后，废水中的少量含硝含酚化合物被裂解为生物毒性较低的直链有机化合物，高温裂解后的废水经过预热器冷却后进入后续的废水处理工段或废水管网，通过生物降解得到进一步治理。

其中，含硝含酚废水是指：芳香化合物由硝酸和硫酸组成的混酸硝化得到芳香硝基化合物的过程中得到的废水，或相应的芳香硝基化合物在还原过程中得到的废水，芳香化合物或芳香硝基化合物包括:对乙酰氨基苯甲醚；2-硝基-4-乙酰氨基苯甲醚；萘二磺酸；1，8-二硝基-3，6-萘磺酸；4-硝基-二苯胺；乙苯；萘；蒽醌；苯甲醚；苯乙醚；氯苯；氟苯。

其中，含硝含酚废水进入裂解反应器时，以重量计的有机化合物含量小于2.5%；含硝含酚废水进入裂解反应器时的pH值大于11；含硝含酚废水在裂解反应器的停留时间在10-180分钟之间；裂解反应器温度控制在260-350℃之间。

其中，用于调节废水pH值的碱是氢氧化钠或碳酸钠或氢氧化钾。

其中，有机废水高温裂解脱硝脱酚装置包括预处理釜、进料泵、预热器、加热器、裂解反应器和裂解废水储槽，预处理釜、进料泵、预热器、加热器、裂解反应器和裂解废水储槽依设计由管道连接成裂解装置。

本发明具有以下优点：1、裂解效率高，硝基和酚的脱除率大于99.9%；2、连续裂解工艺，劳动强度小；3、裂解过程中水无相变，没有相变热消耗，只有显热消耗，能耗低；4、装置简单，操作容易，液相反应。

附图说明