5-氯水杨酸生产废水精细化循环利用的研究与实践

文贵荣 卞为林

（江苏建农植物保护有限公司 江苏盐城 224000)

5-氯水杨酸是一种染料与医药中间体，其工艺废水水质较复杂。毒性高，可生化性差已成为化工废水共性，如何找寻一种高效且经济，技术可靠稳定的处理方法是具有极大现实意义的。

常规传统的物化预处理方法有活性炭吸附，混凝等工艺，活性炭面临再生、吸附稳定性问题，而混凝则因为药剂投加量等运行费用成为技术瓶颈。黄天寅[1]等人研究使用萃取法处理5-氯水杨酸生产工艺废水，使用EPT-1为络合剂，煤油作为稀释剂，CODCr去除率能达到70%左右，然而萃取剂每次都需再生，当萃取剂使用十余次，萃取能力急剧下降，CODCr去除率不足8%。本研究从资源化角度出发，首先使用酸析法处理5-氯水杨酸母液废水[2]，酸析出水混合其他工艺废水，经过铁碳微电解耦合芬顿氧化处理[3]，去除CODCr的同时，提高了废水的可生化性。

1 实验部分

1.1 废水来源及水质

此化工废水包括母液中和水、蒸馏母液水、静置分层废水以及水洗离心废水四股废水，约112m3/d。其中w1与w3水质相仿，主要含有5-氯水杨酸钠。研究所用原水为盐城滨海某精细化工厂5-氯水杨酸车间的排放废水，其水质见表1。

表1 5-氯水杨酸生产废水水质表

1.2 试验步骤

因w1与w3水质相仿，这两股废水可按废水排放比例混合酸析处理，添加盐酸机械搅拌，过滤，测定酸析液5-氯水杨酸及CODCr值。经过酸析的废水w1、w3与废水w4混合后，经过铁碳微电解耦合芬顿氧化处理，中和沉淀后测定出水CODCr值。

1.3 试验原理

经过工艺及水质分析发现，w1与w3有机物种类相似，主要含有5-氯水杨酸钠，少量副产等，通过酸析，5-氯水杨酸钠可生成5-氯水杨酸析出。酸析出水与w4废水混合，经过铁碳微电解耦合芬顿氧化处理，其中w2废水CODCr值较低，无需强化预处理，可节省投资成本及废水处理成本。主要利用铁与碳之间形成的无数个微电池，其中铁为阳极，碳为阴极，在酸性条件下通过电子传递破坏有机物分子结构，添加双氧水芬顿氧化后，体系中羟基自由基氧化有机物，从而去除废水中CODCr。

2 结果与分析

2.1 酸析pH 对回收废水中5-氯水杨酸的影响

取w1与w3混合废水200mL，添加20%盐酸，60rpm搅拌10分钟，过滤取滤液测其5-氯水杨酸含量及CODCr值。结果见表2。废水w1与w3混合后pH为4.84，随着酸析pH降低，5-氯水杨酸回收率、CODCr去除率同时提高，当酸析pH达到1.5时，废水中5-氯水杨酸的回收率可达到99.9%，废水中CODCr去除率可达到92.7%。

表2 酸析pH 对于回收5-氯水杨酸的影响

2.2 铁碳微电解耦合芬顿氧化对于综合废水CODCr 去除的影响

2.2.1 铁碳投加量对综合废水CODCr去除的影响

将w1与w3酸析出水与w4混合，其废水pH为3.2，铁碳粉粒径100目以下，投加铁碳粉，反应时间120min，，双氧水用量0.5%，反应120min后，中和沉淀出水检测。

表3 铁碳粉用量对综合废水CODCr 去除率的影响

由表3可知，随着铁碳粉用量增加，废水CODCr去除率也随之增加。当铁粉超过0.05%时，废水CODCr的去除率增长缓慢。其原因为随着废水中铁碳粉量增加，酸性条件下铁碳之间组成的微电池阳极释放电子越多，废水中有机物得到的电子就越多，分子结构破坏的就越严重，相应的CODCr去除率就越高。但是当铁粉量增加，阴极上氢气的释放量增加，使废水pH值升高，从而影响阳极反应，影响CODCr去除率的升高。综合铁碳粉价格，及CODCr去除率考虑，铁碳粉投加量暂定为0.05%。

2.2.2 铁碳反应时间对综合废水CODCr去除率的影响废水同上，改变铁碳粉用量，中和出水检测结果如下表。

表4 铁碳粉用量对综合废水CODCr 去除率的影响

表6 双氧水反应时间对综合废水CODCr 去除率的影响

由表6可知，双氧水反应时间越长，综合废水CODCr去除率越高。当反应时间超过120min后，反应时间对于废水中CODCr去除率影响较小，也许这跟该废水水质相关。双氧水反应时间增加，其废水停留时间就会增加，势必会增加其废水处理投资成本。综合考虑经济成本及CODCr去除率，双氧水反应时间定为120min。

3 结语

由表4可知，反应时间越长，废水CODCr去除率增高。当铁碳微电解时间大于120min时，废水中CODCr的去除增幅降低，主要是该微电解反应为一级反应。综合经济成本考虑，铁碳微电解时间定为120min。

2.2.3 双氧水投加量对综合废水CODCr去除率的影响

废水同上，改变双氧水用量，中和出水检测结果如下表。

表5 双氧水投加量对综合废水CODCr 去除率的影响

由表5可知，双氧水投加量越多，反应体系中双氧水在铁离子催化下所生成的羟基自由基就越多，综合废水CODCr去除率越高。但是当体系中双氧水投加量超过0.5%时，其CODCr去除率降低，其主要原因是体系中铁离子含量一定，导致其催化能力有限。综合考虑双氧水的投加成本以及CODCr去除效率，双氧水投加量定为0.5%。

2.2.4 双氧水反应时间对综合废水COD去除率的影响废水同上，改变双氧水反应时间，中和出水检测结果如下表。

3.1 根据废水水质，对w1与w3混合废水进行酸析处理，可有效回收其有效成分5-氯水杨酸，降低其CODCr值。酸析出水混合w4废水，利用铁碳微电解耦合芬顿氧化处理，可有效降低其废水CODCr值，提高其废水可生化性。

3.2 废水w1与w3废水酸析最佳pH值为1.5,5-氯水杨酸回收率为99.9%，废水COD去除率为92.7%；酸析废水混合废水w4后，其pH为3.2，铁碳微电解耦合芬顿氧化处理最佳条件为：铁碳粉用量0.05%，微电解时间120min，双氧水投加量为0.5%，芬顿时间120min，可实现CODCr55%左右的去除率。

3.3 经过强化预处理出水与低浓度废水w2混合，平均CODCr为2055mg/L左右，可进入生化调节池，进行相应生化系统处理，其出水可满足其园区废水接管标准。

[1]黄天寅,叶晓文.环境污染治理技术与设.络合萃取法处理5-氯水杨酸生产废水的研究与实践,2002,3(8):74-78.

[2]张恒,赵娜娜等.酸析-絮凝-Fenton氧化偶联工艺预处理制浆黑液.环保与综合利用，2009(10):51-54.

[3]鞠琰,陈嘉川,薛嵘.Fenton试剂氧化法及其在造纸工业废水处理中的应用[J].环境保护，2007(3)：30-32.