1. 5 4—氨基二苯胺
4—氨基二苯胺是重要的橡胶助剂、医药和染料中间体。目前国内生产工艺多为较落后的甲酰苯胺法,而且缩合后还原过程均采用硫化碱还原,废水量大,污染严重。其中缩合母液和还原母液废水占整个工艺的95%以上。
国外一般采用活性炭吸附、过滤,然后采用焚烧的方法处理缩合母液中的有机物。也有用苯、甲苯等溶剂萃取的方法回收有机物,但效果不高,处理后的高含盐废水仍无法处理。
国内姜力夫人等人对缩合废水采用浓缩结晶的方法回收KCL,然后焚烧除去有机物,再用离子交换树脂法生产K2CO3回用于生产工艺。
1.6 邻苯二胺
邻苯二胺地重要的农药中间体,国内主要采用硫化钠还原邻硝基苯胺工艺生产,每吨产品产生污水8吨。污水中邻苯二胺浓度6000~9000mg/L,污染严重。
江苏化工学院和江阴永联集团用H——103树脂吸附处理含13000mg/L邻苯二胺的废水,出水邻苯二胺降到350mg/L,用稀盐酸为脱附剂可回收90%的邻苯二胺,COD去除率90%。
沈阳化工学院综合利用研究所开发出以磷酸三丁脂为萃取剂回收废水中邻苯二胺的技术,回收率85%,还可回收硫化钠,以建30t/d的规模计算,年盈利可达21.7万元。该技术可与中分式萃取塔结合,实现多级连续萃取,效果更好。
齐兵等人应用液膜法处理高浓度邻苯二胺废水效果较好,主要过程包括制备乳液、液膜萃取、澄清分离等过程。选用氯仿为传质介质,将废水中邻苯二胺以盐类的形式回收,乳液可以复用或破乳后再制乳,具有较好的发展前景。
1.7 苯酚
苯酚是一种重要的基本有机合成原料,我国近年来发展较快,目前苯酚生产的废水年排放量约200万吨,含酚量高达10000mg/L。
国内传统的苯酚废水处理方法为用苯、重苯、醋酸乙酯和N——503——煤油等为溶剂的萃取法,苯酚的去除率99%左右,但萃取后的水中仍含有10mg/L的酚,远高于国家标准0.5mg/L。当浓度过高无法处理时,则采焚烧法处理,非常不经济。
国外较经济有效的处理方法是先用溶剂萃取法将废水中的苯酚含量降低到2000mg/L以下然后再用XAD——4吸附树脂来处理苯酚生产废水,经树脂吸附后可达到排放标准,并可回收苯酚。南开大学采用国产的H——103吸附树脂替代XAD——4吸附树脂处理苯酚废水,对含酚量2000mg/L以下的废水,树脂的吸附容量为150——250mg/L,酚的去除率为99.99%,处理效果优于XAD——4吸附树脂。但该法同样存在进水浓度不能过高的问题。
为解决酚类废水的处理问题,近几年来国内外的研究较多,其中最具发展前景的是生物流化床法、乳状液膜法和络合萃取法。
生物流化床以砂、焦炭、活性炭等为载体,污水流由下向上流动,使载体处于流化状态。生物流化床可使反应器内的生物膜处于高密度状态,在向反应器内曝汽的同时使空气和生物膜保持良好的接触,从而提高了处理效率。生物流化床具有容积负荷大、处理效果好、效率高等特点,可以处理大量高浓度的含酚废水。日本石油公司开发的以聚乙烯醇凝胶为载体,固定生物催化剂(MCAT)的生物处理含酚废水技术。MCAT耐用性好,活性可保持3年以上,可将原水中酚的浓度降到25mg/L以下。
络合萃取技术已成为化工分离领域的研究开发主要方向之一。清华大学化工萃取实验室采用QH——1络合萃取剂处理浓度1000~10000mg/L含酚废水,油水比1:3,在室温下经2~3级逆流萃取,废水中的含酚量小于0.1mg/L,低于国家标准,再用10%~20%的氢氧化钠反萃,回收溶剂和苯酚,回收率99%。这一技术已投入工业化运行。
乳状液分离技术中萃取与反萃一次完成,分离效率高,投资与工作成本低。乳状液膜用于处理含酚废水,对于4000mg/L含酚废水,经过二级或三级处理后,除酚率可达99.9%,并可同时获得酚钠盐的浓缩液。经济效益明显,但该法制乳、破乳等工序与技术较为复杂。
1.8 对硝基苯酚
对硝基苯酚是重要的医药和农药中间体,由于目前国内尚未开发出硝基苯催化加氢法制备对氨基酚,主要采用对硝基酚还原制备重要的医药中间体对氨基酚,因此对硝基酚生产显得非常关键。
硝基苯酚生产废水主要是结晶母液,每吨产品产生1~2吨废水,含酚量在4000~9000mg/L。对硝基酚生产废水国内普遍采用萃取法或大孔树脂只附法等进行处理,江苏石油化工学院开发的CHA——101树脂,出水的含量可小于0.5mg/L。但处理后水中仍含有大量的无机盐。这些方法仅用做综合处理的预处理,处理后废水不能达到国家规定的排放标准,需进一步治理。
1.9 对氨基酚
对氨基酚是重要的医药中间主要用于生产药物扑热息痛。国内目前主要采用树脂吸附法,但效果和经济生均有待进一步提高。
清华大学戴猷元采用20%P204+30%正辛醇+50%煤油体作为分离对氨基酚废水的萃取剂,油水比=1:3对该废水体系进行错流实验,采用三级错流,废水中的对氨基酚去除率达100%,用2%稀盐酸在40~50℃经两级反萃取,反萃率和对氨基酚的回收率可接近100%。该法同树脂吸附法相比,还处于实验研究阶段,在过程的可操作性方面还有待改进。
结论与建议(三)
上述废水治理技术有的已经投入工业化运行,有的尽管处于研究阶段,但表明了有机中间体废水处理的发展趋势。目前环境污染已成为我国有机中间体能否健康发展的关键因素,因此有机中间体企业要增强环境保护意识,加大环境保护和三废治理的力度。在废水治理过程中推广应用吸附树脂、络合萃取、催化氧化、膜分离、生物降解等技术。
在加强末端治理的同时,建议还要考虑将污染消灭在工艺过程中,大力开发和推广清洁工艺。如硝基苯和硝基氯苯应采用废酸浓缩回收利用装置,减少废酸和废水量;对氯基二苯胺采用硝基苯与苯胺清洁缩合工艺,可有效避免大量的含盐废水;邻苯二胺应采用加氢还原工艺;尽快开发硝基苯催化氢化制备对氨基酚等工艺。