[发明专利]一种催化分解联合生物技术处理DMF废水的方法

说明书

本发明公开了一种催化分解联合生物技术处理DMF废水的方法。所述方法是：一、将DMF废水输送至催化反应池，调节pH值至3‑6，加入催化剂和H₂O₂；二、调节池内废水pH值至7‑10，用气体吹脱法分离出废水中的二甲胺，并通过洗脱塔回收二甲胺；三、对废水进行厌氧处理；四、对废水进行好氧处理。五、将步骤四所得废水回流至催化反应池，并重复步骤一至四的操作，直至废水满足排放要求。催化分解方法可提高DMF废水的可生化性、降低DMF废水的毒性，并可回收DMF废水处理过程中产生的二甲胺，为后续厌氧‑好氧生化处理的高效进行提供保障，同时实现废水的资源化利用，大大提高了经济效益。

技术领域

本发明涉及一种催化分解联合生物技术处理DMF废水的方法，属于污水处理技术领域。

背景技术

N，N-二甲基甲酰胺(DMF)是一种用途极广的化工原料，是化学反应常见的有机溶剂，被广泛应用于农药、化纤、医药、染料和合成革等行业。在DMF的使用过程中，各种浓度的DMF工业废水也随之产生。DMF具有一定的毒性，若不经处理直接排入环境，将造成严重的环境污染并破坏生态，甚至对人类的健康构成威胁。由于DMF沸点高达153℃，能与水以任意比互溶，化学性质稳定，且难以生物降解，因此，DMF废水的处理一直是水环境净化行业的研究重、难点之一。

目前，国内外处理DMF废水的主要方法有化学法(包括催化氧化、超临界氧化等)、物化法(包括吸附、萃取等)和生物法，各类方法均存在明显的不足，化学法投资运行成本高，物化法需要用到特殊的吸附剂或有机溶剂，且不能真正去除污染物，生化法处理成本较低，但处理效率不够理想。若能综合不同方法的优势，通过催化分解技术对DMF进行预处理，提高其可生化性，后续联合生物处理技术，可达到低成本、高效率地去除DMF废水的目的，并能大规模地进行工业化应用推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本、高效率地处理DMF废水的方法，该处理方法结合了催化分解和生物处理技术的优势，通过催化分解方法提高DMF废水的可生化性，为后续厌氧-好氧生物处理提供便利，达到快速、高效、稳定、低成本地处理DMF废水的目的，同时能够回收处理过程中产生的二甲胺，大大提高了经济效益。

本发明涉及一种催化分解联合生物技术处理DMF废水的方法，通过石墨烯-磺化金属酞菁非均相催化剂实现DMF废水的催化分解，提高废水的可生化性、降低废水的毒性，同时回收过程中产生的二甲胺。再经厌氧-好氧生物处理，出水COD和总氮浓度均达到一级A排放标准。石墨烯-磺化金属酞菁非均相催化剂通过将四磺酸基金属酞菁吸附到石墨烯上获得，可以回收循环使用。

上述一种催化分解联合生物技术处理DMF废水的方法，具体步骤如下：

步骤一、将DMF废水输送至催化反应池，加入酸或碱，调节池内废水pH值至3-6，加入石墨烯-磺化金属酞菁非均相催化剂，加入氧化剂，使废水中氧化剂浓度达到废水初始COD值的1-8倍，10℃-60℃下反应1-12h；石墨烯-磺化金属酞菁非均相催化剂与DMF废水的料液比为0.5-5g/L。

步骤二、加入酸或碱，调节池内废水pH值至7-10，用气体吹脱法分离出步骤一所得废水中的二甲胺，并通过洗脱塔回收二甲胺；

步骤三、将步骤二所得废水输送至厌氧池，进行厌氧生物处理。

步骤四、将步骤三所得废水输送至内循环生物接触氧化反应器，进行好氧生物处理。

步骤五、将步骤四所得废水回流至催化反应池，并依次重复上述步骤一至四的操作，直至废水满足排放条件。

优选地，步骤一中，所述的石墨烯-磺化金属酞菁非均相催化剂通过将磺化金属酞菁吸附到石墨烯上获得，可回收循环使用；石墨烯：磺化金属酞菁的质量比范围为1:1-1:5。所述的磺化金属酞菁为四磺酸基金属酞菁，中心金属为锰、铁、钴、镍、铜或锌离子中的一种。