吡啶类废水的特性及处理方法

　　吡啶类化合物是一种高附加值的精细化工产品。目前我国大部分企业对含吡啶废水通常采用简单的预处理+生化的处理方法，生化法技术比较成熟，处理成本较低，但由于废水毒性高，且含有很多难以生物降解的有机物，因此，处理废水往往难以取得理想的效果。需加强含吡啶废水的预处理，将毒性高、难生物降解的污染物在预处理阶段彻底降解或转化为易降解的物质，然后再经过生化处理以达到理想的处理效果。下面海普就为大家详细的介绍下吡啶类废水的特性及处理方法，希望对你有所帮助。

 

　　1、吡啶废水现状和困局：

 

　　吡啶是一种重要的工业原料,广泛应用于化工、医药工业、木材防腐以及印染、农药生产等行业,也是一种致癌、致畸、致突变的环境污染物。吡啶废水水质复杂，含大量杂环类不可生化降解物质，具有COD浓度高、有机氮含量高、毒性高等特点，常规水处理技术难以治理，已成为工业废水处理难点。

 

　　近年来，国家对生态环境保护日益重视，对废水排放标准及区域废水排放总量控制日趋严格，为了保证应用吡啶相关行业可持续发展，含吡啶废水治理技术呈现出新的思路，近年来处理吡啶废水的方法主要有光催化氧化、Fenton氧化法、吸附法、微电解法、焚烧法等。

 

　　光催化氧化法：

 

　　光催化氧化法通常是使用紫外灯产生一定波长范围的紫外光来催化降解水中的有机物，通过催化剂（TiO2）的参与而加速的光化学反应。光催化法可以使水在特定材料表面形成羟基自由基，强氧化性的羟基自由基可对污水中的有机物进行氧化分解，生成无害化的二氧化碳和水。

 

　　其方法存在一定的局限性，主要表现在催化剂的费用高、催化效率和稳定性不高以及光在高浓度废水中的传导效率低等方面，而且有时彻底氧化有机物的速度比较缓慢，目前还处于初期探索阶段。

 

　　Fenton氧化法：

 

　　Fenton氧化法即向废水中添加H2O2和催化剂Fe2+构成的氧化体系，生成强氧化性的羟基自由基，在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，使其氧化分解，能有效去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物。对于含吡啶废水，Fenton氧化法只能将多个吡啶环之间的化学键断开，并不能使吡啶环内发生断键，废水中的有机物未能完全分解。Fenton氧化法不需要高温高压，速度快，反应条件温和，设备比较简单，但该方法同时也存在一些缺点：

 

　　1、处理高浓度污染物时H2O2的消耗量大，导致废水处理成本较高。

 

　　2、适用的pH值范围小，须在pH低于3的条件下进行，处理后的水仍呈较强的酸性。

 

　　3、常规的Fenton试剂属于均相催化体系，出水中含有大量的铁离子，需进行后续处理以回收催化剂，且回收成本高，流程复杂，易引起二次污染。

 

　　吸附法：

 

　　利用吸附材料的特种吸附功能，对废水中的特定污染物进行吸附回收，从而使废水中的污染物浓度降低。吸附饱和后，利用脱附剂对吸附材料进行脱附处理，使吸附材料再生，可重新利用。吸附法是一种非常简单直接的废水处理技术，可将吡啶废水中毒性的吡啶和苯去除，吸附出水吡啶的含量可达《污水排放标准》的一级排放标准，提高了废水的可生化性。吸附法具有很强的吸附能力且易再生，运行成本低，工艺技术成熟，已经成为处理吡啶废水的有效方法。

 

　　铁炭微电解法：

 

　　微电解法也被叫做内电解法，是以零价铁（Fe0）和碳粉（Ｃ）之间因为电位差形成原电池。其中，铁作为阳极，失去电子，转化成Fe２＋和Fe３＋，另一面碳作为阴极，氢离子在这里发生还原反应，转化成活性极强的[H]，该新生态的[H]和Fe２＋具有强还原性，可对有机物分子进行加成断键反应，将大分子难降解有机物分解为小分子易降解有机物，实现有机物的分解氧化。同时发生以Fe３＋为中心胶凝反应，Fe-C材料表面通过吸附、电泳作用也可进一步促进污染物的去除。铁炭微电解法能有效去除混合废水的色度和悬浮物，经综合处理后的废水各项指标均有很大改善，降低后续处理的成本及负荷，但微电解作用不能破坏吡啶环，不能将吡啶氯化物的进一步分解，微电解法对吡啶废水的处理效果有限，并且填料需要定期更新，产生了大量废弃填料固渣，带来了二次污染。

 

　　焚烧法：

 

　　采用焚烧法省事，可直接焚烧，也可浓缩后焚烧，烟气必须要处理，是很多企业采用处理含吡啶废水的方法。目前，各地固废处理中心对这种废水的焚烧成本收费都很高，一般在每吨水上千元左右，随着环保要求的提高，焚烧处理吡啶废水的费用还有可能要增加，企业难以承受。

 

　　上述几种吡啶废水处理方法中光催化氧化法工业应用的技术不成熟，吡啶氧化效果不明显，焚烧法由于高额的委托费用也不是长久、经济的废水处理方法，吸附法能将废水中的吡啶和苯高效去除，是一个处理吡啶废水经济、有效的方法。

 

　　2、行业客户需求：

 

　　吡啶废水的成分复杂,含有大量有毒有害物质,不能直接进行生化处理,要对废水进行预处理，各种吡啶废水的欲处理结束与传统的生化处理技术联合运用。废水处理需要满足以下几点：

 

　　1、高效、稳定的去除废水中的有毒物质即吡啶和苯，处理后的出水能够进入生化池生化处理，不影响生化细菌的活性。

 

　　2、一次投资费用低、运行费用低、设备操作维护方便。

 

　　3、工艺先进可靠、无二次污染。

 

　　3、海普定制化工艺简介：

 

　　江苏海普功能材料有限公司地处苏州工业园区，是一家以特种吸附剂、催化剂为核心技术，配套应用工艺开发、技术服务、工程实施等，为客户解决相关环保难题的国家高新技术企业。海普的技术团队分别于2013年、2015年获得苏州工业园区领军人才奖，2015年获得姑苏领军人才奖，江苏海普功能材料有限公司于2015年、2018年连续两次被评为国家高新技术企业，2018获批为苏州市吸附与催化功能纳米材料工程技术研究中心。江苏海普功能材料有限公司在吸附材料处理方面具有领先的技术水平，配套的吸附处理工艺高效、稳定，为国内多家行业龙头企业解决了多项环保难题。

 

　　海普吸附工艺的原理是利用我公司开发的特种吸附材料对要去除的组分或物质进行选择性吸附，当吸附饱和时，再利用特定的脱附剂对吸附材料进行脱附处理，使吸附材料得以再生，如此不断循环进行，吸附法处理废水常规工艺见下图。

　　吸附处理废水常规工艺图

 

　　采用海普的吸附工艺处理吡啶废水时，将废水预先过滤去除其中的悬浮和颗粒物质，然后进入吸附塔吸附，吸附塔中填充的特种吸附材料能将废水中的吡啶和苯吸附在材料表面，实现有毒及难生化物质的脱除。吸附饱和后，再利用特定的脱附剂对吸附材料进行脱附处理，使吸附材料得以再生，如此不断循环进行。吸附出水为去除吡啶和苯的废水，可直接进入生化系统处理，含吡啶废水吸附处理工艺流程见下图。

　　4、工艺处理效果：采用吸附工艺处理含吡啶废水，可有效脱除废水中的吡啶和苯：

　　该企业要求处理后废水中吡啶含量低于2mg/L，实验处理效果表明采用吸附处理，废水中的吡啶去除率稳定在99%以上，出水中吡啶含量可以控制在1mg/L以下，在保证达到客户的要求的同时留有一定的安全余量，能有效防止入料废水的水质波动造成出水不达标，处理效果见下图。

　　该企业生产过程产生的吡啶废水含吡啶、苯、氨氮等，COD高达35000mg/L，为配合后序处理工艺需要，希望分离去除其中的大部分生化难降解物。该企业生产废水要求处理后吡啶含量＜2mg/L、苯＜2mg/L，实验结果表明吸附可以将废水中绝大部分的吡啶和苯脱除，满足企业的要求，同时对废水中的COD和氨氮也有很高的去除率，为企业废水的后续处理减轻了压力，吸附处理效果图如下。

　　5、工艺的核心优势：

 

　　目前对于吡啶废水的处理方法无论是从处理效果还是其操作成本都有各自的缺陷。很多企业将吡啶废水委外焚烧处理，按目前的1000元/吨的委托费用，废水的处理特别高，给企业的生产带来很大压力。因此寻找一种节约成本、绿色环保而且高效的处理方法迫在眉睫，也是现在吡啶废水处理产业的焦点。

 

　　采用吸附法处理吡啶废水，能将废水中的吡啶和苯高效去除，保证处理后的废水吡啶和苯含量在2mg/L以下，废水中的有毒物质和难降解物质几乎被去除。其优点有：

 

　　（1）高效去除废水中的吡啶、苯，同时能够降低废水中的COD和氨氮含量，去除率高，严格控制处理后废水中吡啶和苯的浓度，吡啶和苯含量在2mg/L以下。

 

　　（2）大大降低了企业的废水处理费用，吸附法的处理费用一般为100~200元/吨，远低于焚烧处理的费用+1000元/吨。

 

　　（3）对企业现场产生的废酸采样样品进行实验，以科技为基础，实验为依据来设计吸附工艺，废水和工艺之间的匹配度100%。

 

　　（4）设备占地节省、结构紧凑，土建和设备投资少，脱附剂多次套用、逐级提浓，药剂利用率高，运行费用低。

 

　　（5）可实现模块组件形式，能根据生产能力灵活调节，安装方便。

 

　　（6）工艺先进、成熟，无二次污染，有强大的技术支持和丰富的工程应用经验。

 

　　6、案例介绍之山东某化工企业350t/d含吡啶废水治理项目：

 

　　该公司采用我们的吸附工艺处理其生产过程中产生的吡啶废水，实验证明废水中的吡啶含量由原来的656mg/L降至2mg/L以下，废水中吡啶的去除率高达99%以上，处理后的吡啶含量特别低，可直接进入生化系统继续处理，生化处理后的废水可实现中水回用，减少生产消耗的水量。“吸附法+生化”处理吡啶废水，年处理费用为538.56万元，每年可为企业节省~1.1亿元的处理费用，有明显的经济效益。

　　2、安徽某化工企业300t/d含吡啶废水治理项目：

 

　　其生产工程中产生~300t/d含吡啶废水，采用焚烧处理费用为+1000元/水，年生产时间330天，每年废水处理费用高达9900万。采用吸附法处理后，废水中的吡啶含量由130mg/L降低到1.6mg/L，苯含量由600mg/L降低到1.8mg/L，同时把废水的COD含量由~55000mg/L降低至~4500mg/L，吸附出水去生化处理，综合采取“吸附法+生化”处理废水的处理费用~1000万元/年，则1年可为企业节省8900万元的废水处理费用。