含DMF廢水的回收利用及處理研究

徐昆倫(浙江陜鼓能源開發(fā)有限公司，浙江 麗水 323000)

1 DMF簡介

1.1 DMF的理化性質(zhì)

從理化性質(zhì)上分析，DMF是一種無色有淡味的液體，DMF化學(xué)分子量為73.1。通過蒸汽和空氣融合物進(jìn)行混合的方式，可以在一定程度上提升及限制，而且通過與水等有機(jī)物交融的方式也可以使其爆炸呈現(xiàn)值達(dá)到相應(yīng)的高度，同時(shí)通過濃硫酸和發(fā)煙硝酸之間的反應(yīng)也可以產(chǎn)生爆炸現(xiàn)象。DMF液體在遇到明火時(shí)可能會發(fā)生爆炸情況，或者在和高溫氧化劑接觸時(shí)，也可能會產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)。

1.2 DMF廢水來源

與其他化學(xué)物質(zhì)相比，DMF的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，并且具有較高的沸點(diǎn)，同時(shí)性能也比較優(yōu)良。在應(yīng)用過程中可以和水等大多數(shù)有機(jī)溶液融合，同時(shí)DMF中也有良好的溶解能力，可以稱之為萬能溶劑。而DMF又是一種農(nóng)藥中間體，在實(shí)際應(yīng)用過程中，DMF具有廣闊的應(yīng)用空間。DMF可以通過有機(jī)合成的方式形成殺蟲瞇，進(jìn)而在農(nóng)藥方面有較大的突破，其次可以通過合成磺胺嘧啶等方式來在醫(yī)學(xué)上作出貢獻(xiàn)。并且在石油生產(chǎn)過程中，通過應(yīng)用DMF也可以實(shí)現(xiàn)氣體的分離。

因此，由于DMF較廣闊的生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，因此這些相關(guān)產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，排放出的廢水中就含有大量的DMF。每年DMF的排放量已達(dá)到1億噸，同時(shí)在生產(chǎn)中排放出的DMF溶液濃度較低，然而在目前回收應(yīng)用處理過程中，會消耗大量的能源，并且造成一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。又因?yàn)镈MF的處理并沒有給工廠直接的經(jīng)濟(jì)效益，因此DMF廢液在處理過程中存在著不合理的現(xiàn)象，同時(shí)通過將DMF廢液直接排放到外界不僅會造成環(huán)境的污染，而且還在一定程度上造成了經(jīng)濟(jì)損失。

2 DMF廢水降解研究現(xiàn)狀

為了降低DMF廢水排放對環(huán)境造成的污染，需要對含有DMF的廢水進(jìn)行降解處理，下表便是對這三種方法在應(yīng)用過程中的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合的分析。通過圖表的對比可知，通過應(yīng)用生物法來對DMF廢水進(jìn)行降解處理的應(yīng)用頻率最高，但是，在應(yīng)用生物法過程中會受到多種因素的影響，由于生物法在處理過程中對溫度有嚴(yán)格的要求，因此在應(yīng)用過程中具有較大的局限性。

通過對各種資料的分析可以得出鐵碳比高降解率較高，然而在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于鐵是重金屬離子，因此過量的應(yīng)用鐵元素會在一定程度上造成環(huán)境新的污染。因此，在DMF廢水降解操作過程中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的需要來選擇合理的降解方法。并且根據(jù)我國制定的排放標(biāo)準(zhǔn)，可見大多數(shù)的降解排放方法并沒有達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此在實(shí)際操作過程中應(yīng)該違反操作行為以及采用合理的操作技術(shù)，以此保證排放降解措施達(dá)到國家的標(biāo)準(zhǔn)。并且在回收處理過程中可以根據(jù)實(shí)際情況來考慮回收和降解的前后，以此通過結(jié)合實(shí)際情況的方式，來保證資源的有效利用，進(jìn)而保護(hù)環(huán)境。

3 DMF的回收

隨著目前經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，DMF在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用也變得非常廣泛。因此為了保護(hù)環(huán)境需要對DMF進(jìn)行充分的回收處理，通常情況下，DMF廢水回收方式可以分為以下四種。

3.1 精餾法

在目前生產(chǎn)過程中，精餾法的應(yīng)用比較廣泛。然而，由于DMF廢水在應(yīng)用過程中存在著濃度高回收率低的問題，因此在回收過程中也會應(yīng)用到大量的能耗問題。

從雙塔三塔熱泵精餾這三種工藝來入手的。并且通過研究分析可知，在實(shí)際應(yīng)用過程中更多的是看重產(chǎn)品的純度以及處理和能耗這三方面的問題，在這三種因素的影響中，能耗問題是最重要的，因此在實(shí)際應(yīng)用過程中，人們會受到能耗問題的影響。通過應(yīng)用雙塔三塔和熱泵精餾的方式可以在一定程度上保證DMF廢水回收利用的有效進(jìn)行，同時(shí)在實(shí)際工作中應(yīng)該根據(jù)具體的情況選擇合理的操作方式，以此盡可能降低成本。并且在應(yīng)用過程中也可以通過提升單塔效率的方式，來進(jìn)一步促進(jìn)操作技術(shù)的有效應(yīng)用。

3.2 萃取精餾

DMF廢水再回收應(yīng)用過程中，應(yīng)用傳統(tǒng)的精餾方式會在一定程度上增加能耗的應(yīng)用同時(shí)也降低了純度，因此在研究過程中通過應(yīng)用萃取和精餾兩種結(jié)合的方式，可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)沸點(diǎn)的自由選擇。通常情況下，研究者更傾向于應(yīng)用低熔點(diǎn)的溶劑，下圖是對幾種分離工藝能耗的對比圖，從圖中可知萃取法和其他工藝相比能耗應(yīng)用較低，因此，為了進(jìn)一步提升DMF處理工藝，可以通過應(yīng)用萃取法的方式來盡可能降低對能源的消耗，以此達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。對于低沸點(diǎn)的溶劑，在應(yīng)用過程中由于使用量較大，因此也存在著相關(guān)的問題。在之后研究過程中應(yīng)該盡可能探索應(yīng)用無毒的萃取劑，通過應(yīng)用無毒萃取劑的方式來保證萃取工藝的有效進(jìn)行。

3.3 吸附

隨著近些年來社會的迅速發(fā)展，在處理DMF廢水時(shí)，吸附技術(shù)的應(yīng)用也變得比較廣泛。并且在近些年來的調(diào)查中可知，通過應(yīng)用洗衣服可以在一定程度上保證DMF廢水排放達(dá)到國家的標(biāo)準(zhǔn)。并且通過應(yīng)用吸附蒸餾工藝可以在一定程度上降低能源的消耗，因此通過應(yīng)用吸附技術(shù)可以在一定程度上提升DMF回收處理的有效性。然而吸附劑在應(yīng)用過程中需要進(jìn)行洗脫，一些情況下也需要對吸附液進(jìn)行相關(guān)的處理，因此這種復(fù)雜操作，也會在一定程度上提升成本。

3.4 膜分離

隨著近些年來科技的發(fā)展，膜分離技術(shù)也逐漸應(yīng)用于有機(jī)物混合液分離過程中，通過應(yīng)用膜分離技術(shù)可以在一定程度上提升DMF回收的效率。并且通過相關(guān)的研究可知，在應(yīng)用過程中膜分離中的膜主要分為親水性和親有極性膜。通過研究可知，膜滲透量會在一定程度上受到溫度的影響，因此在實(shí)際操作過程中應(yīng)該嚴(yán)格控制溫度，在實(shí)際應(yīng)用過程中，如果膜面積過大的話，會在一定程度上增加成本，并且不利于施工操作，因此在目前發(fā)展過程中，膜分離技術(shù)的發(fā)展較緩慢，因此不能大規(guī)模應(yīng)用于工廠生產(chǎn)中。

4 DMF廢水的處理主要技術(shù)

隨著目前經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，DMF在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也變得非常突出，因此為了保證環(huán)境的質(zhì)量以及農(nóng)產(chǎn)品的食品安全，需要對DMF廢水處理投入充分的重視，傳統(tǒng)上應(yīng)用的活性污泥降解法可以對生物進(jìn)行有效處理，但是這種方法在應(yīng)用過程中受到眾多因素的限制，因此在應(yīng)用中具有局限性。在遇到毒性較大并且難以用生物降解的有機(jī)化合物時(shí)，可以通過應(yīng)用混凝、沉淀、氣浮、高級氧化技術(shù)等降低DMF廢水對環(huán)境造成的影響，達(dá)到廢水處理的目的。

5 高級氧化技術(shù)

5.1 臭氧氧化法

在目前社會發(fā)展過程中，臭氧氧化法的應(yīng)用比較廣泛，通過應(yīng)用臭氧氧化技術(shù)可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)水資源的有效處理，并且臭氧氧化技術(shù)的應(yīng)用歷史比較久遠(yuǎn)，在18世紀(jì)就已經(jīng)應(yīng)用于化工、石油、紡織等工業(yè)部門。通過應(yīng)用臭氧可以在一定程度上促進(jìn)有機(jī)物和廢水之間的反應(yīng)，并且通過應(yīng)用臭氧的方式來在一定程度上實(shí)現(xiàn)對難解有機(jī)物的分解。通過應(yīng)用臭氧也可以將有機(jī)物分解為小分子，通過這種方式來達(dá)到降解有機(jī)物的目的。臭氧氧化法在應(yīng)用過程中氧化能力較強(qiáng)，并且反應(yīng)速度較快，在使用過程中具有極大的便捷之處。

5.2 Fenton試劑氧化法

Fenton法在目前廢水處理過程中的應(yīng)用也比較頻繁，并且在應(yīng)用過程中，這種技術(shù)具有較廣闊的發(fā)展前景，由于Fenton法包括酚類、芳胺類等多種有機(jī)廢水，因此和其他氧化工業(yè)相比，F(xiàn)enton法在應(yīng)用過程中反應(yīng)較迅速，并且操作方法簡練。實(shí)際上是應(yīng)用于蘋果酸的一種氧化，在實(shí)際應(yīng)用過程中可以通過氧化的方式來對有機(jī)污染物進(jìn)行分解，具體反應(yīng)方程式如下所示：

5.3 過氧化氫氧化機(jī)理

過氧化氫氧化機(jī)理是在20世紀(jì)才得到廣泛應(yīng)用的，同時(shí)由于過氧化氫中含有氧的共價(jià)鍵，因此在應(yīng)用過程中其性質(zhì)也和這個(gè)共價(jià)鍵有著密切的關(guān)系。通常情況下過氧化氫是一種液體并且熔點(diǎn)。在負(fù)0.4℃左右。然而由于過氧化氫一般情況下都為水溶液，因此過氧化氫在應(yīng)用過程中可以作為活性氧的來源，并且通過分解的方式來達(dá)到氧化能力。通常情況下過氧化氫的類型可以分為以下方面。

(1)分解反應(yīng)：

(2)分子附加反應(yīng)：

(3)取代反應(yīng)：

(4) H2O2作為還原劑：

(5) H2O2作為氧化劑：

5.4 臭氧生物活性炭吸附法

臭氧生物活性碳工藝吸附法主要是通過應(yīng)用臭氧和活性炭混合的方式來形成的一種工藝，這種工藝在應(yīng)用過程中所需要的費(fèi)用較低，并且可以保證穩(wěn)定的處理效果。在處理過程中是通過應(yīng)用臭氧氧化的方式來將原水分成小分子有機(jī)物，通過這種方式可以在一定程度上提升氧氣的供給。同時(shí)，小分子有機(jī)物也更容易被活性炭所吸附，增加吸附的功能。由于供養(yǎng)充分的原因也會使微生物表面生成相應(yīng)的生物膜，通過這種方式也可以降解吸附的小分子。臭氧生物活性炭吸附法在應(yīng)用過程中由于應(yīng)用便捷的方式也得到了大范圍的推廣。

6 結(jié)語

文章主要是通過大量查閱DMF回收資料后，經(jīng)過細(xì)致的研究，對DMF廢水的處理和回收進(jìn)行了充分的分析。在實(shí)驗(yàn)過程中通過對失敗原因總結(jié)的方式提升了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，并且在減壓精餾實(shí)驗(yàn)中，通過對實(shí)驗(yàn)密閉性和真空度分析的方式，也在一定程度上提升了實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)性。由于目前在研究過程中缺少減壓精餾實(shí)驗(yàn)的研究，本文可以為這方面的研究提供相應(yīng)的參考，并且在論文研究過程中也發(fā)現(xiàn)了一些新的問題，這些新的問題都會在一定程度上影響DMF廢水回收利用技術(shù)的有效發(fā)展，因此在未來的發(fā)展過程中，相關(guān)工作者也需要加強(qiáng)這方面的研究。