酯化反应在化工领域中占据重要地位,它是有机物相互转化的关键环节,能产生诸如聚酯(多元醇和多元酸)等化工产品。然而,在酯化反应过程中,会产生大量工业废水。
一、酯化废水的特点成分复杂
酯化废水中含有高达 200 多种有机物,其中醇类、醛类、酸类有机物占很大比例。
可生化性较差
众多复杂有机物的存在使得废水可生化性降低,难以直接通过微生物降解。
有机污染物浓度高
某化工企业排放的酯化废水 COD 浓度在 20000 - 30000mg/L 之间,属于高浓度有机废水。
废水偏酸性
酸性废水对很多废水处理方法不利,企业往往需使用大量碱性药剂调节 pH 值,导致处理成本升高。
水质水量具有波动性。
二、酯化废水处理的难度高浓度有机废水一般较难处理,无法直接进入生物处理阶段。很多化工企业曾采用稀释高浓度有机废水的方法,但这种方法投资和处理费用高,且随着地方标准对废水排放量的限制,该方法使用越来越少。
三、酯化废水的处理方法由于酯化废水的特点,直接进行生化处理较为困难,需结合强化预处理。
强化预处理
某化工企业的酯化废水含有可回收物质乙醛和乙二醇。利用乙醛是沸点有机物的特性,采用汽提的废水处理方法,其原理是通过加热废水,使乙醛挥发,然后将其从废水中分离并收集。这样不仅可回收此类物质,还能降低废水的 COD 浓度。
对于提高废水可生化性,混凝法只能去除废水中的悬浮物和一部分有机物,无法有效去除难降解有机物。而高级氧化法中的芬顿氧化类方法适合处理酯化废水,因为它在酸性条件下运行。芬顿氧化的原理是利用二价铁离子(Fe²⁺)和过氧化氢(H₂O₂)反应产生强氧化性的羟基自由基(・OH),能够氧化分解难降解有机物。
生化处理
厌氧生物处理:在生化处理的前端采用厌氧生物处理方法,如第二代厌氧反应器中的厌氧滤池 (AF)、升流式厌氧污泥床反应器(UASB)和厌氧接触膜膨胀床反应器 (AAFEB) 等,以及第三代厌氧反应器中的厌氧颗粒污泥床反应器(EGSB)、厌氧内循环反应器(IC)等。厌氧生物处理可在有机浓度较高的情况下运行,对难降解有机物有很好的去除作用,将其降解成易降解有机物,COD 去除率超过 80%。其原理是在无氧条件下,通过厌氧微生物的作用,将有机物分解为甲烷、二氧化碳等物质。
好氧生物处理:好氧生物处理是处理有机物的常见方法,可去除厌氧生物处理未能解决的有机物。其原理是在有氧条件下,利用好氧微生物的代谢作用,将有机物分解为二氧化碳和水等无害物质。
某酯化废水经过以上处理方法,出水 COD 浓度低于 300mg/L,可实现某种废水排放标准。若有更高的废水排放标准,可以通过优化工艺和增加相应的深度处理工艺。
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