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含醇废水处理方法

醇与醚在废水中也时有发现。含醇废水常见于饮料工业、发酵工业及日化工业等。在有机化学工业中,醇常作为溶剂,或作为原料使用。长碳链的醇还可用来制备表面活性剂。废水中常见的醇有甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、辛醇、乙二醇、丙二醇及甘油等。
有不少醚在工业中常作为溶剂。另外,聚乙二醇及其醚类衍生物作为乳化剂,或作为清洗剂,故多见于各种金属加工工业中,此时常与油同时存在于废水中。
1)物化方法
①混凝沉降法
对于水溶性的醇,混凝沉降法的效果是比较差的。例如废水中的甲醇,在用硫酸亚铁进行混凝沉降法处理中,其去除率为33.4%-37.2%。
一些与水不互溶但经乳化的醇可以通过破乳(用混凝剂破乳或用电解絮凝破乳)而去除。如废金属防锈油(内含煤油、2-乙基乙醇、烷基苯基聚乙二醇醚以及卵磷脂等),与1%的NaCl及0.5%的Al2(SO4)3混合,然后在铝板间进行电解絮凝10min(电压为5V,电流密度为0.5A/cm2)即可使废水得到净化。
②蒸馏、汽提法
对一些沸点较低而挥发性高的醇可用蒸馏法或汽提法回收去除。废水中的甲醇在75℃的条件下经汽提后,其去除率为95%。氧化乐果合成废水中含有高浓度的甲醇和氯仿,可采用汽提法将甲醇和氯仿一起蒸出冷凝,并用水解法将氯仿水解除去。本法甲醇的去除率>99%,氯仿去除率约100%、COD去除率>50%。
③萃取法
利用萃取法可从废水中回收醇类化合物,对浓度较高的某些含醇废水是有其积极意义的。废水中的二乙二醇(35.0-62.0g/L)(并含70-80g氯化钠/L)可用CHCl3-BuOH-DetOAc进行萃取,出水COD可降到2000mg/L。
生产EF-I树脂的废水中含有糠醇、甲醇等及其他有机物,可用乙醚萃取回收去除,所用的醚水比为7/10,回收后的废水COD值仍较高,可用二氧化锰氧化,或用生活污水稀释75倍后进行生化氧化处理。
④吸附法
利用吸附剂来去除废水中的醇主要是对于低浓度含醇废水的处理。最常用的吸附剂为活性炭,工业级的活性炭可在20℃下从废水中去除微量的甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇及正乙醇。由氯乙醇制备环氧乙烷的废水中含有丙二醇,可在pH<4下,通过8-80目椰子壳做的活性炭给予去除。制备环氧氯丙烷的废水可用活性炭或合成树脂KhE 348进行吸附回收其中的甘油。
⑤膜技术
含醇类的废水,如甲醇、乙醇等可用反渗透技术处理,使用较多的是醋酸纤维素膜(CA膜)。用不对称的醋酸丁酯纤维素及醋酸纤维素反渗透膜,可以从含有无机物及聚甘油的石油化工废水中分出甘油,在4.2-5.6MPa下操作时,其选择性最好。一个单级的反渗透装置可回收27%的甘油,并能从水中除去92%的无机盐及94%的聚甘油,如果用多级反渗透装置,并以对流湍流式进液,则可回收31%的甘油,处理后水中可以使无机盐不存在,聚甘油的浓度可降至5.2%。
同样,也可用反渗透技术处理含乙二醇的废水。如在由乙烯氧化制备环氧乙烷时,其废水中的乙二醇也可用酰胺膜,在有无机盐存在,并在约3.0-10.0MPa条件下用反渗透技术进行去除。
2)化学方法
①水解法
氯乙醇(及三氯乙醛)可与氢氧化钠或氢氧化钙搅拌曝气,使之变为毒性较小或无毒的处理液。
②化学氧化剂氧化
用于处理含醇废水的化学氧化剂主要有臭氧、过氧化氢、氯系氧化剂以及其他一些氧化剂。甲醇废水在用臭氧氧化时,甲醛是中间产物,而最终产物为二氧化碳。如果用Al2O3-SiO2作臭氧化的催化剂时,甲醇的去除率可达85%。
在研究异丁醇的臭氧化时,发现以pH为4.3-12.0为最好。甘油及丙烯醇均可用臭氧使其从废水中除去。乙二醇可以用臭氧氧化及电解的方法去除,其中间产物是羟乙酸、乙二醛、羟乙醛及甲醛等。二者联合使用可以产生反应性的自由基而得到协同作用。乙二醇、二甘醇及三甘醇臭氧氧化产物均可被生化氧化,因此在臭氧化处理后可用铜绿假单胞作进一步的净化。
③电解氧化
还有不少的含醇废水可以由电解氧化法予以去除。如在尿素树脂生产废水的处理中,可在废水中加1mol/L的氢氧化钠、用不溶性阳极PbO2作电极,在电流密度为0.19-0.22A/cm2下电解3h,可使废水中的甲醇全部被分解。甘油废水则可在70℃、30V/cm2下,用铝电极进行电解净化。含乙二醇的废水,可用PbO2作阳极进行电解氧化以降低其COD值。如某废水中含COD为28000mg/L、硫酸钠为0.5mol及硫酸为0. 2mol,用镀铁的铝阳极及SVS304不锈钢作阴极,在45-50℃,3.5V,2.5A/cm2下进行电解,电流效率为69.5%,出水的COD可降至500mg/L。
④辐射法
废水中的饱和醇还可用电离辐射法予以去除。
3)生化方法
部分工业中常见的醇类化合物均可用生化法予以降解。例如甲醇、乙醇、2-乙基乙醇、环己醇、2一乙基乙醇、甲基苄醇、乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、季戊四醇等,在一般情况下既可用活性污泥法处理,也可用厌氧处理法处理,另外的一些含醇废水还可用固定化的丝状菌来处理,可得到良好的效果。在用活性污泥法处理含醇废水时,醇的易降解程度常按下列次序递减:甲醇、乙醇、正丁醇、正戊醇、正丙醇、异丙醇。在代谢过程中,能发现有相应的脂肪酸生成。
醇可用单级序批式的生物转盘处理,研究发现,相同浓度的各种含醇废水,分子量越大,生物降解性能越差。虽然直链的醇类化合物易被微生物所降解,但在链上若有甲基取代(或烷基)的话。则常在较大程度上影响他们的微生物的生化降解特性。
用SBR技术可以处理甲醇废水,也可在三相生物流化床系统中用由太原化肥厂和山西生物研究所提供的186菌种进行处理,甲醇的容积负荷可达3.02-3.36kg/(m3·d),COD去除率可达89.3%-96.7%。
甲醇废水可在50-55℃下用UASB系统,通过有固定化的Methanosarcina或Metha-nococcus的污泥降解而得到处理,并有高的COD处理负荷。也可通过有固定化的Metha-nothrix的污泥降解而得到处理,并有高的COD处理负荷。

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