虽然说N-N二甲基甲酰胺(DMF)是一种优良的有机溶剂和精细化工原料,但是工业废水含有这类物质就“难搞了”。
含有DMF的工业废水是一种难以处理的废水,富含难生物降解和具有生物抑制物质,具有污染物浓度高、可生化性差、毒性强等特点。这种废水是目前的水处理难题之一,例如某农药化工企业会排放出含有DMF废水(6%的DMF含量),制革企业会排放出高浓度的DMF废水(20%的DMF含量)等等。
化工厂,图片来源于网络正常我们处理工业废水无非是“物化法+生化法”组合进行,但是这个种子废水难以采用普通的物化法和生化法进行,其内的有机物、难降解物质、氨氮等污染物出水后,很难达到排放标准。
(1)DMF浓度过高可以考虑采用物理法进行回收DMF的化学性质比较稳定,并且具有较高的沸点,那么我们就可以使用蒸馏的方式来回收废水中的DMF。
但是在精馏过程中有部分DMF分解生成二甲胺(DMA)和甲酸,需要进行二次处理,而且直接精馏法耗能太大,因此很少企业采用这种方法。(缺点增加能耗同时,也降低了DMF的纯度)
其它方法还有萃取、吸附等方式,很多研究是通过多种方法结合进行回收DMF溶剂,比如说双效精馏-吸附。
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(2)DMF废水需要有效的物化预处理我们在遇到毒性较大,难降解的废水时,可以通过应用高级氧化技术等来起到强化预处理的目的,处理DMF废水也不例外。
铁碳微电解技术作为一种低污染、低成本的高级氧化技术受到广泛研究和应用,其原理是废水作为电解质,铁和炭为电极来发生氧化还原反应的,从而降解废水中的污染物。
它可以与芬顿氧化法结合,起到更好的废水处理效果。某DMF废水处理案例就是使用这种物化预处理,进水COD浓度达到16000mg/L,出水可大幅度提高废水的可生化性同时,去除一大部分的有机物,可让其出水COD浓度可达到进入厌氧生物处理的范围。
(3)DMF废水离不开厌氧生物处理技术厌氧生物处理技术指的是在厌氧条件下,利用多种厌氧菌的生物化学作用,将废水中大分子有机污染物降解为小分子醇类和有机酸,最后转化为甲烷和二氧化碳的过程。
经过预处理后的DMF废水仍然有很高的COD浓度,且大分子污染物、难降解有机物有很多,无法直接进入好氧生物处理。因此结合厌氧生物处理技术对DMF处理,不仅有很好的废水处理效果,而且具有处理成本较低,产泥量少等特点。
目前厌氧生物处理技术已有百年历史,有多种厌氧反应器随之产生,其中我们常用UASB反应器,且具有我们的专利技术,可以高效地解决废水的有机物,一般COD去除率可达到85%以上,有机负荷高HRT短、处理效率高、运行稳定的厌氧反应器。
(4)DMF废水要有生物脱氮工艺传统的生物脱氮过程一般包括硝化和反硝化两个阶段。硝化由自养性硝化细菌在好氧的条件下进行,反硝化由兼性异养菌完成,由于所利用的微生物种类和反应条件不同,硝化和反硝化不能同时发生。
DMF废水内含有大量的有机氮,经过氨化后,有机氮会分解出氨氮,进而导致废水氨氮浓度过高。我们可以通过A/O工艺、两级A/O工艺、A2/O工艺等方式,对其内的有机物和氨氮进行去除,达到排放标准。