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对氨基二苯胺生产废水处理方法

发布时间:2019-05-09 03:50

作者:开心彩票注册送

  橡胶助剂与橡胶工业的发展密切相关,全球每年橡胶助剂消耗量超过6×105 t。对氨基二苯胺(商品名为RT培司)是一种重要的染料和橡胶助剂中间体。RT培司的制备主要采用甲酰苯胺法,该法生产流程长,生产废水中含有大量甲酸和苯系物,具有高色度、高COD、高盐度、高pH等特点,很难直接生化处理,污染危害严重。

  有研究发现在缺氧条件下向废水中投加硝酸盐作为电子受体,通过反硝化反应可以较好地处理难降解有机废水。李咏梅等采用缺氧反硝化法处理焦化废水。金艳等对含氮杂环化合物吡啶的缺氧降解和毒性消减进行了研究。李本玉等研究了含苯废水在缺氧反硝化条件下的生物降解性能。Ambrosoli等研究发现,在缺氧条件下加入硝酸盐,通过反硝化反应,可以很好地处理多环芳烃等难降解有机物。上流式厌氧污泥床反应器(UASB)是常用的反硝化反应器。全向春等利用UASB研究了芳香族化合物的反硝化降解特性。孙洪伟等和王淑莹等研究发现,利用UASB在缺氧条件下处理渗滤液,反硝化率接近100%。

  本工作研究了RT培司生产废水在UASB中的反硝化降解特性,旨在为这类废水的处理提供技术指导。

  采用实验室自行培养的厌氧颗粒污泥作为接种污泥。该厌氧颗粒污泥外观近似球形,呈灰白色,粒径0.5~2.0 mm,密度约1 050 kg/m3。厌氧颗粒污泥接种量为UASB容积的1/3。

  N/C3000型TOC分析仪:德国耶拿公司;2695-2424型高效液相色谱仪:美国Waters公司。

  UASB:自制,主体部分为玻璃材质,有效容积10 L,反应区内径8.5 cm、高100 cm,上部三相分离器区内径20 cm、高30 cm。反应器外侧设有取样口,底部进水排泥,顶部加盖,设置出气口。反应区通过夹套内热水循环调控温度。

  用自来水将废水稀释50倍后,用盐酸调节废水pH至酸性,加入一定量硝酸钠以补充NO3--N作为反硝化降解的电子受体。废水通过计量泵由底部进入UASB,处理后出水从UASB上端出水口排出,出水可通过循环泵再次进入UASB。在运行期间,取进出水水样,测定其中的COD、TOC、(NO3--N)、TN。

  采用重铬酸钾法测定COD211-213;采用紫外分光光度法测定TN255-257;采用酚二磺酸光度法测定(NO3--N)259-261;采用TOC分析仪测定TOC;采用高效液相色谱仪测定苯系化合物含量。

  废水进入UASB 运行1 d后即有产气现象,随着废水进水量的逐渐增加,运行7 d左右UASB内污泥颜色发生明显改变,由灰白色变为土黄色,污泥床层内产生较多气泡,说明厌氧颗粒污泥较容易驯化为反硝化污泥。UASB运行期间进出水COD及COD去除率见图1。由图1可见:UASB启动初期(1~16 d),进水COD由1 045 mg/L逐渐升高至1 510mg/L,出水COD由410 mg/L逐渐升高至1 145 mg/L,COD去除率逐渐下降,由60.8%降至24.2%,这是因为启动初期UASB运行不稳定,随着进水COD的升高,有机物的降解效果变差,COD去除率逐渐降低;UASB运行16~50 d,进水COD继续逐渐升高,COD去除率也逐渐提高,运行50 d时进水COD升高至1 730 mg/L,出水COD约530 mg/L,COD去除率为69.4%,表明UASB运行稳定性逐渐提高,对污染物去除效果较好。

  UASB运行稳定阶段,进水TOC 与TN 比对UASB反硝化处理效果的影响见图4。

  由图4可见:随着进水TOC与TN比的增大,COD去除率和TOC去除率均迅速降低,这对反硝化反应是不利的;当TOC 与TN 比小于2.0时,反硝化效果较好,COD去除率为60.8%~68.6%,TOC去除率为75.6%~90.0%,NO3--N去除率接近100%。TOC与TN比是UASB的主要控制参数之一,TOC与TN比过高时,微生物会受到高负荷有机物的抑制和毒害;而TOC与TN比过低时,微生物又会因营养不足发生内源代谢,并有可能出现亚硝酸盐累积。本实验最佳进水TOC与TN比为2.0。

  进水pH对UASB反硝化处理效果的影响见表1。由表1可见:当进水pH为3.8~5.2时,COD去除率为42.2%~68.6%,TOC去除率为58.1%~89.6%,NO3--N去除率为88.8%~100%;当进水pH为3.7时,出水pH为4.4,COD去除率只有15.9%,TOC去除率为12.3%,NO3--N去除率为27.6%,反硝化反应无法顺利进行;随着进水pH的升高,出水pH也逐渐升高。由于本工作需要对UASB出水进行进一步的好氧生化处理,为保证后续处理的顺利进行,UASB进水pH可调节为4.5左右。

  反应温度对UASB反硝化处理效果的影响见图5。由图5可见,反应温度为18~34 ℃时,COD去除率、TOC去除率、NO3--N去除率及TN去除率均变化不大,说明反应温度在一定范围内波动对UASB反硝化处理效果影响不大。

  UASB对苯系化合物的去除效果见图6。由图6可见:UASB对苯胺的去除率最低,平均去除率为19.0%;随着UASB的运行,UASB对苯酚的去除率逐渐升高,最高可达100%;UASB对对硝基酚的去除效果最好,对硝基酚去除率一直接近100%;可见UASB对苯系化合物的去除率从高至低顺序为对硝基酚苯酚苯胺。

  c)本实验最佳进水TOC与TN比为2. 0,UASB进水pH可调节为4.5左右,反应温度在18~34 ℃范围内波动对UASB反硝化处理效果影响不大。

  d) UASB对苯系化合物的去除率从高至低顺序为对硝基酚苯酚苯胺。

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