染料中间体废水处理

染料中间体废水处理
摘要:本文主要介绍了染料中间体废水的特点,废水水质,废水治理方法等。

关键词：染料，废水污染，废水处理，生化法
1 前言
染料工业是精细化学工业的重要行业之一，与多个行业密切相联，在我国国民经济中发挥着重要的作用。

我国目前是世界上最大的染料生产国，随着染料工业的快速发展，环保问题亦日益突出。

染料制造中产生的“三废”，特别是废水是我国染料工业成为污染大户的主要来源。

据2008年全国各行业污染物普查，每年染料生产排放的废水约占全国废水排放总量的1.5-2.0%。

染料废水有特殊性，表现为排放量大、毒性大、有机浓度高、含盐量高、色度高、难降解化合物含量高，因而治理难度大。

目前有些企业做不到达标排放。

一般来说，染料中间体废水具有如下特点：
①废水中污染物种类多。

染料及染料中间体废水含有酸、碱、盐、卤素、烃、硝基物、胺类和染料及中间体等物质，有些还含有剧毒的联苯胺、吡啶、氨、酚、以及重金属汞、镉、铬等。

②有机物浓度高。

其CODCr值一般在4000 mg/L以上，对于酸性染料、直接染料以及食用染料，由于原料往往带有磺酸基团，易溶于水，导致这些有机污染物多以水溶态存在于废液中。

③含盐量高。

废水中含盐量可以达到几十到几百g/L。

④染料的使用要求，促使它向抗光解、抗氧化、抗生物降解方向发展，使得这些废水难以用常规的方法治理。

⑤染料生产多为间歇操作，工艺较落后，产生的废水水质波动很大，乡镇企业的水质波动更为显著。

染料中间体又称中间体，泛指用于生产染料和有机颜料的各种芳烃衍生物。

它们是以来自煤化工和石油化工的苯、甲苯、萘和蒽等芳烃为基本原料，通过一系列有机合成单元过程而制得。

染料中间体的品种很多，较重要的就有几百种。

早期最重要的染料中间体，如硝基苯、苯胺、苯酚、氯苯和邻苯二甲酸酐等，因用途广、用量大，已发展为重要的基本有机中间体，世界年产量都在百万吨以上。

现在最重要的染料中间体有邻硝基氧苯、对硝基氯苯、邻硝基甲苯、对硝基甲苯、
2-萘酚、蒽醌、1-氨基蒽等。

由上述中间体出发，再经过一系列产品机合成单元过程，又可制得各种结构复杂的中间体。

染料中间体主要有苯系中间体、甲苯系中间体、萘系中间体和蒽醌系中间体四大类，另外，还有些杂环中间体，生产中间体常用的反应过程主要有硝化、磺化、卤化、还原、氨化、水解、氧化、缩合等。

合成一个结构较复杂的中间体，常要经过许多个单元过程，有时可采用不同的基本原料和不同的合成路线。

染料中间体生产废水具有水量大、盐分高、有机物浓度高、色度高等特点，是染料中间体制备行业主要环境问题。

本文以苯胺双磺酸单钠盐为例，介绍高盐分废水治理的过程。

2、废水水质
苯胺双磺酸单钠盐生产以间氨基苯磺酸和发烟硫酸为主要原料，经磺化、稀释脱色、水解和压滤等工艺制成苯胺双磺酸单钠盐。

生产过程中产生的主要污染物是成品压滤后产生的母液废水，废水中含有大量的有机物，具有较高的COD 等。

3废水治理
废水处理一般采用碱中和，然后进入多效蒸发系统除盐，蒸发的淡水采用预处理、水解酸化、好氧微生物处理，最后通过芬顿氧化使其达标排放。

3.1碱中和
苯胺双磺酸单钠盐母液废水的PH<1，酸性很高，会腐蚀后续处理设备，为了延长后续处理设备的使用寿命，对废水进行碱中和，使废水的PH值在6～9之间。

有利于多效蒸发及后续单元的处理。

3.2多效蒸发
盐浓度的变化对生物处理系统存在影响，高含盐有机废水不利于生物处理，盐浓度的波动对生物处理影响更大。

盐浓度的变化过大，会导致细胞组分的分解，在延时曝气工艺中，盐度的急剧增高，导致BOD去除率降低；反之，当进水申含盐水换成一般废水时，曝气池中污泥浓度降低。

降低含盐浓度比增加含盐浓度，对微生物的影响更大，当无盐系统突然加入30g/L的NaC1时，系统的BOD去除率降低了30%。

而当污泥经30g/L的NaC1驯化后，当瞬间降低反应器内的盐浓度到2g/L，系统的BOD去除率则降低了75%左右。

利用生物滤池进行研究表明，在盐浓度为250mg/L环境中，稳定运行的活性污泥系统受不同盐浓度的冲击，在系统恢复的过程中发现，冲击幅度小的则恢复较快，冲击幅度大的则恢复较慢，当系统恢复稳定后，BOD起初率比无盐时低10%。

由此可见，高含盐废水的生物处理，盐浓度变化，会影响高含废水生物系统的正常运行。

盐浓度的改变，直接影响渗透压的变化，渗透压的急剧变化，
会直接导致细胞活性降低，甚至死亡。

所以在高含盐有机废水的生物处理系统中，应该加强浓度的监测和控制，使盐浓度的波动控制在一定范围之内，从而使生物处理系统始终保持在稳定的运行状态。

废水中过高浓度的盐分对微生物有明显的抑制作用，当废水中的氯根离子浓度大于8000mg/L时，会造成污泥体积膨胀，水面泛出大量泡沫，微生物会相继死亡。

引入多效蒸发单元的目的就是为了降低废水中的无机盐含量，使后续处理单元不受影响，提高COD的去除率。

在多效蒸发过程中，废水经预热后，进行循环蒸发。

大部分废水以蒸馏冷凝水的形式被分离出来，剩余的盐水混合物进入旋流器，旋流分离，含盐浓液进入离心分离器，离心甩干后的无机盐输送到固废贮存间，离心分离的液体和旋流分离含少量无机盐的稀液进入斜板沉淀器沉降，沉降产生的无机盐进离心分离器分离，上清液进入浓液池，浓液池内废水积累一段时间后，用多效蒸发器进一步蒸发，浓缩倍数达40时，废液进焚烧设备进行焚烧处理。

废水中无际涯经多效蒸发后去除率在99%以上，蒸发冷凝水的无机盐含量在1000mg/L以下。

3.3预处理
多效蒸发冷凝水用泵输送到生化氧化系统调节池内，曝气混合均匀，然后进入预处理器，预处理器主要是以Fe-C混合材料为主要成分，通过铁碳之间形成的原电池的氧化还原作用及Fe（OH）3的絮凝作用将部分有机物氧化絮凝沉淀去除，同时提高BOD5/COD比值，提高废水的可生化性。

3.4水解酸化
酸化主要用于有机物浓度较高、SS较高的污水处理工艺。

水中有机物为复杂结构时，水解酸化菌利用H2O电离的H+和-OH将有机物分子中的C-C打开，—端加入—OH，可以将长链水解为短链、支援成直链、环状结构成直链或支链，提高污水的可生化性。

水中SS高时，水解菌通过胞外粘膜将其捕捉，用外酶水解成分子断片再进入胞内代谢，不完全的代谢可以使SS称为溶解性有机物，出水就变得清澈了。

这期间水解菌是利用了水解断键的有机物，这就是调试阶段工艺控制好以后，处理效果会逐步提高的原因之一。

水解工艺设计时要考虑污水中有机物的性质，确定水解的工艺设计，水解停留时间、搅拌方式、循环方式、污泥回流方式、设计负荷、出水酸化度、污泥消解能力、后级配套工艺。

水解酸化池具有污泥浓度高、处理效果高、能耗少、维护费用低等优点，而且运行初期可以对好氧池污泥进行厌氧消化，因而整个污水站排泥量少。

污泥处理设施运行时间短，生产成本低。

经预处理器处理的废水进入水解酸化池，通过产酸菌的作用，将难降解的环状有机物降解为易降解的直链有机物。

3.5好氧微生物处理
好氧微生物处理采用生物接触氧化法，具有良好的耐冲击、高负荷、适应性广、微生物流失少，出水悬浮物少的优点，在处理高负荷的工业废水行业，通过生物膜处理后，大部分有机物被降解掉。