[实用新型]基于空化技术处理有机工业废水的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于处理有机工业废水的装置，废水诸如为具有硝基苯类、苯胺类、酚类、醛类以及含氮有机染料等有机工业废水。例如，本实用新型涉及用于处理甲苯二异氰酸酯(TDI)的生产过程中产生的含有硝基苯类与氨基苯类污染物(这两种物质是上述所列污染物中最难处理的有机物)的工业废水。

背景技术

在由甲苯和硫酸同硝酸的混合物(硝化酸)生产二硝基甲苯(DNT)的常规工艺中，在硫酸浓缩步骤中蒸馏出的酸性反应水和来自DNT的纯化的碱性及酸性洗涤水是以含水的废水形式得到的。除了一硝基甲苯和二硝基甲苯外，此工艺废水还含有其它的硝化副产物；例如一硝基甲酚、二硝基甲酚和三硝基甲酚(也称为硝基甲酚类)、苦味酸和硝基苯甲酸。必须将这些物质从水相中除去的原因主要有两个。首先，在工艺水中存在的DNT的浓度达到或超过2.5wt.％以及一硝基甲苯(MNT)的浓度高达1.5wt.％的情况下，未处理的废水的处置代表着所需产物的收率损失。其次，芳族硝基化合物在生物废水处理厂中不易降解，并且具有对细菌有毒的性质[US2004262238(CN1285514(C)，2006.11.22)]。

一种后处理来自将芳族化合物硝化为一、二和三硝基芳族化合物的碱性工艺废水的方法，所述碱性工艺废水具有的pH为7.5至13，所述方法包括步骤：a)通过添加来源于对在硝化中得到的含硫酸的水相进行后处理的浓硫酸来将碱性工艺废水酸化到pH低于5，这形成了由分离出来的有机相和酸性水相组成的混合物A；b)使混合物A与新鲜的下水污泥接触；和c)除去下水污泥[US2012234773(A1)，(CN102666471(A)，2012.09.12)]。

一种从在通过混合酸技术硝化芳族化合物的工艺中产生的碱性废水流中除去硝基芳族化合物和硝基酚类化合物的方法，其包括：(a) 将含有硝基芳族化合物和硝基酚类化合物的含水碱性废物流的pH调节到约2至4.5的范围内；(b)在能实现硝基酚类化合物的氧化的条件下使酸性含水流与足够的过氧化氢和亚铁离子接触；(c)将硝基酚类含量减少的酸性氧化的含水废物流调节到约pH>/＝4，和(d)使含水废物流与碳吸附剂接触[US5356539(A)，(CN1065514(C)，2001.05.09)]。

公报[20]和[21]显示对于在25℃下的2,4-DNT饱和溶液(2,4-DNT浓度为250ppm)来说，2,4-DNT在两种商品化活性炭(Filtrasorb 300和Filtrasorb 400Salgon)中的平衡量分别是每克干煤为540和1030mg。2,4-DNT在煤上的这种高吸附值可显著地影响其再生的安全性。换言之，出于安全性原因，含2,4-DNT的活性炭不能进行热再生。通过用合适的溶剂(丙酮或甲醇)萃取可以将这些化合物从废煤中去除约85％。萃取物的分析显示，在溶液中，除了2,4-DNT外还存在至少六种其它的化学物质。它们中的四种被确定为2,4-二硝基苄醇、2,4-二硝基苯甲醛、2,4-二硝基苯甲酸和2,4-二硝基苯甲酸酯。这些化合物的存在表明，通过活性炭吸收2,4-DNT伴随适当的化学氧化反应。

现有技术的分析显示，上述方法中的任一者不能实现高程度地中和包括2,4-DNT在内的芳族硝基衍生物。在一些情况下，它们的使用导致吸附材料和能源成本的显著消耗。

文献描述了采用硝基氧化降解的各种方法，用于从溶液及工业废水中除去硝基化合物的目的。这些方法的一些的最终产物是二氧化碳、水和硝酸或其盐。

文献中报道的一些研究致力于研究在UV和可见光的存在下[1-4]以及在UV/H₂O₂的影响下[5]使用芬顿试剂进行硝基芳族化合物分解的方法。

Li等人[3]使用UV/芬顿试剂确立了硝基芳族爆炸物的失活速率的如下顺序：2-硝基甲苯>4-硝基甲苯(4-nitritoluene)>2,4-DNT>2,6-DNT>TNT。上述系列的硝基芳族爆炸物的失活速率显示，增加芳环上的硝基基团的数目提高了前述物质当中的化学稳定性并显著地降低了其矿化的速率和完全性。