精细化工行业废水脱毒减排深度处理集成工艺

2023-05-18 23:00:13


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【技术名称】精细化工行业废水脱毒减排深度处理集成工艺

【技术内容】强化絮凝深度催化氧化选择性吸附。

【适用范围】精细化工行业废水

【所属主题】河流

【技术发展阶段】工程示范

【基本原理】

采用高电荷密度淀粉基絮凝沉淀去除精细化工行业废水中的有机胶体和重金属;采用聚胺酯薄膜和钛网基TiO2纳米管光催化剂氧化降解精细化工行业废水中的苯系污染物;采用羧甲基壳聚糖-膨润土复合吸附剂选择性吸附重金属离子。

【工艺流程】

工艺流程为:强化絮凝深度催化氧化选择性吸附

针对精细化工行业废水中的有机胶体和重金属,将经过碱性变性的淀粉与铁盐、铝盐进行复配制备得到高电荷密度的淀粉基复合絮凝剂,利用复合絮凝剂中铝、铁水解产生类似于双亲分子的络离子和多核络离子,对胶体发生吸附电中和作用,同时复合絮凝剂能提供大量的高分子疏水性氢氧化物聚合体,通过羟基桥联作用与胶体形成架桥聚凝体。

该絮凝剂对精细化工废水脱色率和COD去除效率高、沉降速度快、污泥量少、pH适用范围广、无二次污染。处理pH 6Pb2+浓度50mg/L的含铅废水,絮凝剂投加量100mg/LPb2+去除率99.94%。针对精细化工行业废水中的苯系污染物,利用接枝了氨丙基硅氧烷的改性TiO2纳米管的表面伯胺基与PU薄膜表面引入的异氰酸酯基团发生反应,使TiO2纳米管负载于PU薄膜表面得到以聚氨酯薄膜为基体的负载型TiO2纳米管复合掺杂催化剂;以钛网做阳极,铂电极做阴极,采用阳极氧化法制备了以金属钛网为基体的负载型TiO2纳米管复合掺杂催化剂。利用金属钛网负载型TiO2催化剂与光-Fenton法联用,可以起到协同作用,与单纯Fenton试剂氧化技术相比,氧化效率提高23%,并能有效破坏苯环结构。该技术可降解难降解有机物并能氧化破坏重金属络合物、有机物配体。

【关键技术】

1、高电荷密度淀粉基絮凝剂将经过碱性变性的淀粉与铁盐、铝盐进行复配制备得到高电荷密度的淀粉基复合絮凝剂,利用复合絮凝剂中铝、铁水解产生类似于双亲分子的络离子和多核络离子,对胶体发生 吸附电中和作用,同时复合絮凝剂能提供大量的高分子疏水性氢氧化物聚合体,通过羟基桥联作用与胶体形成架桥聚凝体。该絮凝剂对精细化工废水脱色率和COD去除效率高、沉降速度快、污泥量少、pH适用范围广、无二次污染。处理pH 6Pb2+浓度50mg/L的含铅废水,絮凝剂投加量100mg/LPb2+去除率99.94%

2、聚胺酯薄膜和钛网基TiO2纳米管光催化剂利用接枝了氨丙基硅氧烷的改性TiO2纳米管的表面伯胺基与PU薄膜表面引入的异氰酸酯基团发生反应,使TiO2纳米管负载于PU薄膜表面得到以聚氨酯薄膜为基体的负载型TiO2纳米管复合掺杂催化剂;以钛网做阳极,铂电极做阴极,采用阳极氧化法制备了以金属钛网为基体的负载型TiO2纳米管复合掺杂催化剂。利用金属钛网负载型TiO2催化剂与光-Fenton法联用,可以起到协同作用,与单纯Fenton试剂氧化技术相比,氧化效率提高23%,并能有效破坏苯环结构。该技术可降解难降解有机物并能氧化破坏重金属络合物、有机物配体。

3、壳聚糖交联沸石重金属吸附剂酸性条件下,膨润土悬浮液与十六烷基三甲基溴化铵和羧甲基壳聚糖在70温度下恒温搅拌活化得到平均产率为87%的羧甲基壳聚糖-膨润土复合吸附剂;对Cu2+Ni2+Cr3+吸附含量分别是111.22 mg/g79.56 mg/g83.42 mg/g

【技术来源及知识产权概况】自主研发

【应用案例】

应用单位:安美特(中国)化学有限公司

应用案例】

安美特(广州)化学有限公司位于广州经济技术开发区永和经济区阿托菲纳工业园内。该公司成立于1998 年,是全球四大石油公司之一的道达尔(TOTAL)石油化工集团的下属公司,是全球为普通五金电镀(General Metal Finishing)提供技术及服务、为印刷电路板(Printed Circuit Board)提供化学药品和设备的代表性供应商。该企业采用铬酸、甲醛、烯丙基磺酸钠、吡啶羟丙基磺基钠盐、硫酸铜、一乙醇胺、丁二醇、丙炔磺酸钠、氰化亚铜、氰化钠、氰化锌、硫酸镍、硫酸等600 多种原材料生产电镀添加剂和感光油墨。该公司代表了当前精细化工工业先进生产工艺和先进生产技术,废水排放量远远小于同行业,但浓度是同行业的十几倍以上。

目前公司每天产生生产废水和研发废水(模拟生产废水)100 余吨,废水中Cu2+Ni2+浓度为20~30 mg/LCOD 5000~20000 mg/L。由于废水中相当一部分重金属离子以络合物的形式存在,有机物中含有相当部分的苯环化合物,处理后的废水只能达到污水综合排放标准中的三级排放标准,COD 仍达300 mg/L 以上,且仍含有不少的有毒物质,这些废水最终都会排放到饮用水源地东江,废水排放所引起的潜在危害较大。

依托安美特(中国)化学有限公司污水处理站,建成了100 m3/d 的精细化工废水脱毒减排与深度处理示范工程。示范工程采用强化絮凝深度催化氧化选择性吸附集成工艺,将集成工艺融入到安美特(广州)化学有限公司废水处理厂原有工艺中,对原有工艺进行改造调整,使其在原有处理基础上,更有效去除苯系污染物及络合重金属污染。

具体为:通过解析精细化工废水有毒有害特征污染物,从污染物结构组成及基团特征确定特征污染物的关键控制过程与影响因素;改造原有的絮凝剂种类和投药系统,将原有的絮凝剂PAC 改为淀粉基絮凝剂;将原有的普通Fenton 法改造为TiO2 光催化与Fenton 试剂联用法;增加吸附装置,并以羧甲基壳聚糖-膨润土做为吸附剂。通过将突破成果与现有的关键技术进行试验组合、筛选设计等环节的联合攻关并使之配套。

连续6 个月运行的第三方监测结果表明,出水平均COD 24.9mg/LCu2+ 0.01mg/LNi2+0.02mg/L, 实现了在达标基础上分别再减排95.0%99.5%98.0%;出水苯系物0.07mg/L,无急性毒性;水回用率35%(表3)。解决了该行业减排,降低了毒害性风险。示范工程可削减汇入东江的COD 14.25t/aCu2+ 0.597 t/a, Ni2+ 0.0294t/a, 苯系物0.0137 t/a


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