水杨醛生产废水资源化处理工艺研究

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水杨醛广泛应用于农药、医药、电镀、石油化工等工业领域,是一种重要的化合物中间体。本文结合江苏省某公司实际水杨醛生产废水,研究其处理技术,具有一定的现实意义。  通过分析该水杨醛生产废水的水质情况,了解到该生产废水含有较高浓度酚、醇、醛的同时,且含有高浓度的硫酸镁盐,考虑到废水中盐成分相对简单,具有较高的回收价值,拟回收提纯作为副产品,既可省去后续对盐的处理工序,又可抵减一部分处理成本,据此采用去除废水中的酚类物质的同时并尽量避免因使用化学药剂产生的杂质而影响硫酸镁的纯度的工艺。根据Fenton试剂在含酚废水的处理工业中已有成功应用,初步决定采用活性炭-H2O2氧化体系作为处理该废水的主要方法。考虑到废水中挥发酚浓度较高,仅使用活性炭-H2O2,处理成本过高,鉴于废水中含有较高浓度的易挥发性有机物,采用曝气预处理,曝气操作简单,不需投加氧化剂,不会影响硫酸镁的纯度。结果表明经曝气处理,挥发酚去除率可达61~66%,COD去除率可达60%左右,大大减少活性炭及H2O2的用量,降低处理成本。  在实验室小试的基础上,开发了曝气-活性炭/H2O2-蒸馏组合工艺处理实际水杨醛生产废水。实现对水杨醛生产废水中酚类物质的去除,并确保硫酸镁的分离提纯。通过实验确定的最佳工艺条件为:原水经过滤后,在溶液温度为60℃条件下按800∶1的气液比鼓入空气曝气1h,曝出的气体经冷却后回收,同时采用碱液吸收未凝气;然后在曝气出水中,按1.2%(100mL水中投加1.2mLH2O2)投加氧化剂H2O2;按12g/L投加量投加催化剂颗粒活性炭后开启搅拌;将溶液升温至80℃,反应时间3h后滤除活性炭;滤出液在反应温度为106℃条件下,连续搅拌,同时回收馏出液,反应约40min后,倒出冷却得硫酸镁固体。滤出的活性炭经简单处理后仍可作为催化剂继续使用,重复使用10次,处理效果明显下降后进行焚烧处理。最后测定1g固体硫酸镁中杂质含量,测定结果为挥发酚含量未检出,COD含量为1~1.4mg/g,TOC含量约为0.5 mg/g,达到工业用要求。由于废水中的有机物主要为未反应或是未反应完全的生产原料,所以厂方可将曝气段的冷凝液及回收液和蒸馏段的馏出液返回生产车间,作为生产原料,从而实现废水治理与资源回收相结合。  最后参考实验室确定的最佳工艺条件,依据化工设计手册,环保等相关规定进行反应设备的计算及选型,进行初步的工业化设计。
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