苯甲酸廢水處理方法
苯甲酸廢水處理方法
苯甲酸是重要的有機(jī)化工原料,在醫(yī)藥、食品、化工等方面且有廣泛的應(yīng)用。臺(tái)州一企業(yè)在過氧化物(過氧化苯甲酸叔丁酯)合成過程中產(chǎn)生大量堿性廢水,廢水中成分復(fù)雜,其中苯甲酸含量在1~2%左右,如此高的苯甲酸含量對(duì)廢水的生物處理造成了嚴(yán)重影響,造成廢水排放經(jīng)常超過國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),不僅污染了環(huán)境,而且又造成了苯甲酸的浪費(fèi)。由此可見,如果能夠有效的分離出廢水中的苯甲酸,不僅可以減輕廢水處理的壓力,還可以產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。目前分離提純苯甲酸的方法較多,主要有精餾法[1],升華結(jié)晶法[2],熔融結(jié)晶法[3],超臨界流體重結(jié)晶法[4]等,而其都不是直接用于從中分離提純苯甲酸。現(xiàn)以水為溶劑對(duì)從廢水種分離出的苯甲酸進(jìn)行提純,效果較好,為從廢水中分離提純苯甲酸提供依據(jù)。
綜合考慮廢水的處理成本、處理效果等因素，本研究對(duì)某化工廠苯甲酸廢水采用微電解預(yù)處理，該法以廢鐵屑為原料，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，在去除去除部分COD 的同時(shí)，又破壞了苯甲酸的結(jié)構(gòu)，大幅提高了廢水的可生化性。微電解處理后再進(jìn)入到生化系統(tǒng)進(jìn)行生物處理，取得了較好的處理效果，為工程設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。1 實(shí)驗(yàn)部分1.1 試劑及儀器石灰，H2SO4，NaOH：分析純；ABR 生化反應(yīng)器，接觸氧化反應(yīng)器。1.2 廢水水質(zhì)實(shí)驗(yàn)用水取自武漢某化工廠，廢水水質(zhì)：COD 為20000～30000 mg/L，pH 為2～3。1.3 實(shí)驗(yàn)用菌種ABR 厭氧生化反應(yīng)器和接觸氧化反應(yīng)器接種研發(fā)的高效復(fù)合菌種，該復(fù)合菌種包括：氧化葡糖桿菌(Gluconobacter oxydans)、發(fā)酵乳桿菌(Lactobacillus fermentum)、短乳桿菌(Lactobacillus brevis)、藤黃微球菌(Micrococcus leutus)、暈輪微球菌(也稱喜鹽微球菌， Micrococcus halobius) 、產(chǎn)堿假單胞菌(Pseudomonas alcaligenes)、致金假單胞菌(Pseudomonas aureofaciens)、綠葉假單胞菌(Pseudomonas chlororaphis)、硝酸還原假單胞菌(Pseudomonas nitroreducens)、核黃素假單胞菌(Pseudomonas riboflavina)、和敏捷假單胞菌 (Pseudomonas facilis)等，以活性炭為微生物載體。1.4 工藝流程與裝置廢水處理工藝流程見圖1。
圖1 工藝流程Fig.1 Technological process
微電解反應(yīng)器用Φ160 mm×300 mm的有機(jī)玻璃制成，加入塊狀的廢鑄鐵。裝入反應(yīng)器里鑄鐵先用NaOH 溶液清洗，再用HCl進(jìn)行活化[7]。反應(yīng)器底部裝有曝氣頭。
然后，將廢水不調(diào)pH 直接加入反應(yīng)器里，每隔1 h 取出一定量的水樣用石灰調(diào)節(jié)pH 至9～10 之間進(jìn)行攪拌15 min，混凝沉淀后測(cè)濾液的COD，并將濾液加適量水稀釋作為ABR 反應(yīng)器的進(jìn)水。具體參見更多相關(guān)技術(shù)文檔。
ABR 厭氧生物反應(yīng)器為UPVC 材質(zhì)，中間用隔板隔成四個(gè)均等的單元格，總?cè)莘e為20 L，在每個(gè)單元格的底部加入0.5 kg粒徑為3～6 目的活性炭顆粒作為微生物的載體。從上部進(jìn)水，從另一端的上部出水。進(jìn)水用計(jì)量泵控制流速來控制停留時(shí)間，水力停留時(shí)間約為48 h，每天定時(shí)檢測(cè)出水的COD。加入菌種后，進(jìn)行一周時(shí)間的馴化。兩個(gè)好氧反應(yīng)器均為柱狀，容積為20 L，內(nèi)加2 kg粒徑為30～80 目的活性炭顆粒作為微生物的載體。加入菌種后，進(jìn)行2周曝氣馴化，是菌種充分的負(fù)載在活性炭上。1.5 分析方法COD 采用重鉻酸鉀法測(cè)定。2 結(jié)果與討論2.1 微電解實(shí)驗(yàn)微電解設(shè)備中的廢鑄鐵的主要成分為鐵和碳，鑄鐵在酸性廢水中，隨著鑄鐵被腐蝕不斷的溶解，由于鐵和碳之間的電極電位差，廢水中會(huì)形成無(wú)數(shù)個(gè)微原電池。原電池反應(yīng)生成的H 和Fe2+等均能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，能破壞有色廢水中的發(fā)色物質(zhì)的發(fā)色結(jié)構(gòu)，達(dá)到脫色的目的；能使有機(jī)物斷鏈，有機(jī)官能團(tuán)發(fā)生變化，使廢水的可生化性顯著提高，為后續(xù)生化處理提供有利條件；經(jīng)過微電解預(yù)處理后廢水的酸度大大降低，減少了中和劑的使用量。微電解出水加堿調(diào)節(jié)pH 后，鐵的絮凝作用可凝聚廢水中的懸浮物，另外，原電池周圍的電場(chǎng)可附集廢水中的膠體，從而去除部分的COD[8-9]。在不加酸調(diào)節(jié)pH 的條件下，考察微電解反應(yīng)時(shí)間對(duì)COD 去除率的影響。