氨肟化法己內(nèi)酰胺生產(chǎn)廢水處理技術(shù)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀

王亞琴

(中國平煤神馬集團尼龍科技有限公司 , 河南 平頂山 467000)

0 前言

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,己內(nèi)酰胺的需求量也在逐年增加。己內(nèi)酰胺作為合成材料和表面活性劑原料,廣泛應(yīng)用于化工、紡織、皮革、醫(yī)藥、農(nóng)藥等領(lǐng)域。然而,氨肟化法合成己內(nèi)酰胺的過程中會產(chǎn)生大量的廢水,其中含有高濃度的氨氮、COD、SS等有機物和無機物,對環(huán)境造成了不可忽視的影響[1]。因此,對氨肟化法己內(nèi)酰胺生產(chǎn)廢水的處理技術(shù)進行研究和應(yīng)用是當(dāng)前亟需解決的問題。

1 氨肟化法己內(nèi)酰胺生產(chǎn)廢水特征分析

氨肟化法己內(nèi)酰胺生產(chǎn)廢水的特征主要包括:①含有高濃度有機物和氮、磷等無機鹽類。在氨肟化法生產(chǎn)己內(nèi)酰胺過程中,因為氧化還原過程中產(chǎn)生大量的廢水,這些廢水包含有氨、尿素等有機物以及氨態(tài)氮和磷酸鹽等無機物,這些有機物和無機物不僅具有很強的污染性,而且難以降解。②化學(xué)需氧量(COD)和生化需氧量(BOD5)等指標(biāo)超標(biāo)。在氨肟化法生產(chǎn)己內(nèi)酰胺的過程中會衍生含有高濃度有機物與無機物的廢水,COD和BOD5等指標(biāo)超標(biāo)。BOD5值越高,標(biāo)志著有機物對于水體的污染越嚴重。③含有大量的懸浮物和沉淀物。懸浮物和沉淀物主要是由于廢水中的有機物和無機物難以降解而形成的。這些懸浮物和沉淀物會降低水體透明度,阻塞管道和設(shè)備,對環(huán)境和生產(chǎn)造成不利影響。

2 己內(nèi)酰胺生產(chǎn)廢水處理技術(shù)

近年來,隨著環(huán)境保護意識的不斷提高和環(huán)保政策的不斷推進,對氨肟化法生產(chǎn)己內(nèi)酰胺引發(fā)的廢水處理問題已經(jīng)引起業(yè)內(nèi)的高度關(guān)注。廢水處理技術(shù)是當(dāng)前環(huán)保領(lǐng)域的研究熱點之一,國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)開展了大量的研究工作[2]。

2.1 生物處理技術(shù)

生物處理技術(shù)是一種將廢水中的有機物質(zhì)通過微生物的作用進行降解處理的方法。與單純的化學(xué)處理方法相比,生物處理技術(shù)有著無可比擬的優(yōu)勢。對能源的消耗低,成本較低,不會帶來二次污染。在處理氨肟化法己內(nèi)酰胺廢水過程中,生物處理技術(shù)已經(jīng)成為一種常用的方法。生物接觸氧化法(BCO)是其中一種常用的生物處理技術(shù)。其主要原理是將廢水與微生物接觸氧化,這樣就使得水體中的有機物質(zhì)被分解轉(zhuǎn)化成水和二氧化碳。BCO法能夠處理高濃度有機物和氨氮含量較高的廢水,處理效果穩(wěn)定,而且設(shè)備簡單,能耗低。BCO法的處理流程一般包括預(yù)處理、接觸氧化和沉淀等步驟。在預(yù)處理階段,可以采用篩分、中和、加藥等方式,去除廢水中的大顆粒物和調(diào)節(jié)pH值。通過活性污泥或生物膜的轉(zhuǎn)換,借助微生物的代謝功能,從而把水體中的有機物質(zhì)降解成為無害物質(zhì)。在沉淀階段,將處理后的水通過沉淀池進行沉淀,使懸浮物和沉淀物沉淀下來,從而使水體澄清。盡管BCO法具有許多優(yōu)點,但也存在著處理效率低、生物負荷過大、氨氮轉(zhuǎn)化效率不高等缺點。為了提高BCO法的處理效率,可以采用增加接觸氧化時間、調(diào)節(jié)水質(zhì)參數(shù)、優(yōu)化生物膜等措施。此外,還可以結(jié)合其他生物處理技術(shù),如活性污泥法、厭氧反應(yīng)器法等,以提高處理效率。

2.2 物化處理技術(shù)

常見的污染物物化處理技術(shù)有以下幾種:①沉淀法。通過加入沉淀劑,使污水中的懸浮顆粒物和某些溶解性離子形成沉淀,從而實現(xiàn)去除污染物的目的。常見的沉淀劑有鐵鹽、鋁鹽等。這種方法適用于去除懸浮顆粒物和一些金屬離子等。②濾過法。利用過濾介質(zhì)對污水進行過濾,去除其中的懸浮顆粒和微生物等。常見的過濾介質(zhì)有砂、炭等。這種方法適用于去除懸浮顆粒物和微生物等。③吸附法。利用吸附劑對污水中的有機物和某些無機物進行吸附,從而實現(xiàn)去除污染物的目的。常見的吸附劑有活性炭、離子交換樹脂等。這種方法適用于去除有機物和某些無機物。④氣浮法。將空氣通入污水中,使其中的懸浮顆粒物和某些有機物浮起來,并通過氣浮裝置將其從水體中去除。這種方法適用于去除懸浮顆粒物和某些有機物。⑤氧化法。利用氧化劑將污水中的有機物氧化成二氧化碳和水等無害物質(zhì)。常見的氧化劑有臭氧、氫氧化物等。這種方法適用于去除有機物。以上是一些常見的污水物化處理技術(shù),每種技術(shù)的適用范圍和效果有所不同,需要根據(jù)具體情況選擇合適的處理方法。同時,各種物化處理方法的組合也可以提高處理效果,減少投資和運行成本。

2.3 膜分離技術(shù)

半透膜對水體污染物有著濃縮分離和去除的功效,可以廣泛應(yīng)用于廢水的處理,是一項節(jié)能高效的廢水處理技術(shù),也就是常說的膜分離技術(shù)。此技術(shù)可以將廢水中的懸浮物、微生物、有機物、污染物質(zhì)分離去除,進而可以凈化水體。其中,在處理高濃度有機物廢水過程中,可以利用納濾以及反滲透技術(shù),納濾是在一定壓力下,利用納孔濾膜將直徑較小的物質(zhì)過濾出來,而較大分子的有機物質(zhì)則能夠通過濾膜,從而實現(xiàn)有機物的去除。反滲透則是在一定壓力下,使廢水通過反滲透膜,對于水體中的有機物、無機鹽等污染物質(zhì)的處理效果更好。

但是,膜分離技術(shù)也存在一些問題,如膜污染、膜破裂、操作難度大等缺點。因此,在使用膜分離技術(shù)處理廢水時,需要注意控制膜的操作條件,選擇合適的膜材料、保養(yǎng)膜設(shè)備等,以提高其處理效果和穩(wěn)定性。

2.4 其他技術(shù)

電化學(xué)氧化法是一種利用電解原理進行氧化處理的技術(shù)。其原理是在電極間引入一定的電流和電壓,使廢水中的有機物質(zhì)通過氧化反應(yīng)進行降解和去除。值得指出的是,這種方法雖然高效、無二次污染,但是技術(shù)尚不太成熟,需要進一步研究、改進和完善。

紫外光催化氧化法是利用紫外光輻射和催化劑進行氧化降解廢水中的有機物質(zhì)。其原理是通過紫外線激發(fā)催化劑表面的活性中心,使其參與氧化反應(yīng)。這種技術(shù)有著高效性和無二次污染的優(yōu)勢,但也存在著催化劑壽命短、光源能耗大等缺點?？傊?廢水處理技術(shù)各有其優(yōu)缺點,需要根據(jù)具體情況進行選擇和應(yīng)用。

3 己內(nèi)酰胺生產(chǎn)廢水處理技術(shù)前景

隨著環(huán)保意識的增強和環(huán)保政策的不斷加強,利用氨肟化法生產(chǎn)己內(nèi)酰胺的廢水處理已成為業(yè)內(nèi)的關(guān)注話題。業(yè)內(nèi)的專家學(xué)者以及廣大的技術(shù)人員不斷加深對于廢水處理技術(shù)的研究,新的廢水處理技術(shù)將會不斷應(yīng)用于社會實踐[3]。

目前,國內(nèi)的研究重點主要集中在優(yōu)化傳統(tǒng)技術(shù)的處理效果和降低運行成本方面。例如,通過改進傳統(tǒng)的生物處理技術(shù),如改良反應(yīng)器、優(yōu)化培養(yǎng)條件等,最有效的就是通過生物交換化解水體污染物。改進化學(xué)沉淀劑、優(yōu)化吸附劑、開發(fā)新型離子交換樹脂,提高廢水處理效率和減少廢水處理成本。國外的研究則主要集中在新型技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用上。例如,研究人員嘗試將納米材料引入氨肟化法己內(nèi)酰胺廢水處理中,以提高處理效率和降低成本;還有利用光催化材料進行氨肟化法己內(nèi)酰胺廢水的降解等。

總之,氨肟化法生產(chǎn)己內(nèi)酰胺而產(chǎn)生的廢水處置技術(shù)的應(yīng)用研究仍然需要不斷地探索和創(chuàng)新。未來,應(yīng)該加強新型技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,并進一步探索技術(shù)組合的方式,比如如何實現(xiàn)廢水處理的效率問題以及如何降低成本等。

4 結(jié)束語

目前已經(jīng)開發(fā)出了多種高效、經(jīng)濟、環(huán)保的廢水處理技術(shù),包括生物處理、化學(xué)處理、物理化學(xué)處理等。然而,利用氨肟化法合成己內(nèi)酰胺引發(fā)的廢水處理的理化特點開始復(fù)雜化,尤其是有機物和無機物高濃度的出現(xiàn),仍然是制約廢水處理技術(shù)應(yīng)用的主要難點[4]。這就要求研究者不斷探索更加高效、經(jīng)濟、環(huán)保的廢水處理方案。同時,加強相關(guān)政策的制定和執(zhí)行,促進企業(yè)實施廢水減量、資源化利用,共同推動我國化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。