1实验部分1.1废水各项指标的检测方法(1)化学需氧量(COD)的测定根据国标11914-89测定;(2)pH的测定用上海雷磁PHS-3C精密pH计;(3)氨氮(NH3-N)的测定根据国标7479-87测定;(4)凯氏氮(K-N)的测定根据国标11891-1989测定;(5)总盐的测定根据国标14642-2009测定。1.2材料及实验装置废水为某化工厂的低浓度DMF含盐橘红色废水,经检测DMF质量分数为3.77%,含盐8.71%;32%氢氧化钠水溶液为河北八维化工有限公司公司生产。电加热套型号MH-2000,北京科伟永兴仪器有限公司生产。
1实验部分
1.1废水各项指标的检测方法
(1)化学需氧量(COD)的测定根据国标11914-89测定;(2)pH的测定用上海雷磁PHS-3C精密pH计;(3)氨氮(NH3-N)的测定根据国标7479-87测定;(4)凯氏氮(K-N)的测定根据国标11891-1989测定;(5)总盐的测定根据国标14642-2009测定。
1.2材料及实验装置
废水为某化工厂的低浓度DMF含盐橘红色废水,经检测DMF质量分数为3.77%,含盐8.71%;32%氢氧化钠水溶液为河北八维化工有限公司公司生产。电加热套型号MH-2000,北京科伟永兴仪器有限公司生产。
1.3实验方法
1.3.1碱化、脱色、浓缩(方法一)
在2000mL四口瓶中加入1200.0g含有DMF废水、32%的氢氧化钠水溶液,升温至80~85℃带微负压进行鼓泡吹氨,当废水中COD<20000mg/L,凯氏氮<1000ppm时停止吹氨,氨气用50%的稀硫酸吸收,此时废水pH=7~8。加入活性炭进行脱色(加入炭量为处理水量质量分数的0.5%),50℃下恒温搅拌0.5h后过滤,滤液减压浓缩,真空度为-0.095MPa,过滤除盐,最后进生化池处理。
1.3.2脱色、浓缩(方法二)
在2000mL四口瓶中加入1200.0g含有DMF废水、活性炭(炭量为处理水量的0.5%),在50℃下恒温搅拌0.5h后过滤,滤液减压浓缩,真空度为-0.095MPa。当四口瓶中料液黏稠时停止浓缩,抽滤除盐,烘干。
1.3.3浓缩(方法三)
在2000mL四口瓶中加入1200.0g含有DMF废水,减压蒸馏进行浓缩,真空度为-0.095MPa以上。当四口瓶中料液黏稠时停止浓缩,抽滤出盐,烘干。
2结果与讨论
2.1COD的分析
废水原液的COD含量很高,为63490mg/L,通过三种方法对该废水进行了处理,结果表明:方法一废水经碱解后COD含量降到17130mg/L,要低于方法二和方法三处理后的COD值。这是由于DMF在碱解过程中被破坏,COD含量降低。再经活性炭脱色后,COD含量由17130mg/降到10900mg/L,这说明活性炭能够吸附废液中的其他有机杂质。最终蒸出的水检出COD指标达到进生化水池的指标。
2.2NH3-N和pH的分析
废水原液pH值为7.56,呈中性;NH3-N值16.29mg/L。方法二处理的水pH为7.06,NH3-N值为2.49;方法三处理的水pH为7.15,NH3-N值为3.66,均低于废水原液。但方法一处理的水pH值和NH3-N高于原液。这是因为碱解过程中DMF分解为游离的二甲胺,所以碱解后pH值为9.73,NH3-N为45.03mg/L;通过活性炭对二甲胺的吸附,使得pH变为9.07,NH3-N值26.34mg/L;最后蒸出水过程中部分二甲胺随水分蒸出,所以方法一处理的水液pH值和NH3-N都高于原液。
2.3K-N的分析
方法一的碱解过程中K-N下降较多,从7230mg/L降到733mg/L,这因为在碱解过程中DMF被分解成二甲胺和甲酸,调整溶液碱的浓度在0.5mol/L可以降低二甲胺的溶解性,将二甲胺排出。此法要明显好于方法二和方法三。
2.4副产盐的分析
废水原液中盐含量较高,为87100g/kg,主要为氯化钠,不加处理难以达到排放标准。减压浓缩后蒸出的水含盐量较少,一般为12~18mg/kg。此外,方法一、二均经过脱色处理,副产盐含量高,颜色都为白色,而方法三未经脱色处理,副产盐的颜色为深棕色,纯度不合格。方法一得到的副产盐颜色和纯度均达到指标要求,可以出售。
2.5DMF的降解率分析
通过三组实验对比,DMF的分解阶段主要发生在碱解过程,含量从3.77%降到0.38%,降解率89.9%。方法一和二采用活性炭脱色,但活性炭对DMF几乎不吸收,DMF含量下降不显著。采用减压蒸馏处理仍有有部分DMF残留在料液中。方法一通过碱解、脱色和浓缩后,DMF的降解率达到了93.4%。
3结论
制药工业低浓度DMF含盐废水经过先碱解、脱色再减压蒸馏处理后,水中COD和K-N的值都比较低,这适用于DMF含量低,含有盐或其他有色杂质,不宜回收的废水。该方法简便、原料易得,容易实现工业化处理,副产盐可作为成品出售,具有一定的实用价值