N,N’-二甲基乙酰胺工业废水的降解方法研究进展

2019-03-02费长书赵晓阳刘珊珊晋中成薛士壮

云南化工 2019年12期

费长书，赵晓阳，钱锦，刘珊珊，晋中成，薛士壮

(1. 浙江华峰氨纶股份有限公司，浙江瑞安 323500；2. 华峰重庆氨纶有限公司，重庆 408017)

N,N’-二甲基乙酰胺（DMAC）是一种在化工、制药等领域广泛应用的强极性溶剂[1-4]。其分子式CH3CON (CH3)2，沸点165℃。其中，在纺织领域，DMAC 是氨纶生产中应用最多最广的一种溶剂，大部分DMAC 的回收既能降低生产成本，又有利于环境保护与可持续发展，但是在DMAC回收的过程中仍会产生大量的含DMAC 废水。DMAC 废水的直接排放会造成水体和土壤的污染。本文对现阶段DMAC 等有机废水的降解方法进行了简要介绍。

1 铁碳内电解法

詹燕等[5]通过内电解法对苎麻废水的研究表明在通气量增加、pH 减小、停留时间增加、温度升高的情况下，处理效果更优，影响顺讯为:pH 值≥温度≥通气量≥停留时间。CODCr和色度的去除率在40%和30%左右，且可生化性提高，实现了预处理的目的。对停留时间和pH 进行的单因素实验发现pH 在2～4 效果最佳，停留时间≥40 min，处理效果趋于稳定。

刘利[6]采用内电解法预处理化纤行业废水中的主要污染物，通过研究活性炭粒径大小、v（Fe）∶v（C）、pH 值、水力停留时间(HRT) 等内电解法的影响因素及其对去除DMAC 效果的影响，并确定最优工艺条件，在进水浓度在50mg/L 时，最佳的v（Fe）∶v（C）、HRT 工艺条件和pH 值分别为1∶1、60min 和3.0；在此工艺条件下可达到95%DMAC 去除率，处理后的B/C 值由原水的0.21 增至0.66。

2 Fenton 氧化法

李杰[7]采用铁炭微电解-Fenton 试剂-混凝沉淀工艺预处理DMAC 废水，加入30g/L 海绵铁，铁炭体积比为1，pH 为2，微电解反应1h，过氧化氢加入量5 mL/L，pH 为3，Fenton 试剂反应2.0h，混凝沉淀pH9.0，沉淀40min 为最佳工艺条件，COD 的去除率稳定在70% 以上，经过Fenton 氧化后，-NH-基团才能被破坏，废水中的大分子物质被破坏，最终转变成小分子物质。

李德生[8]探索了Fenton 试剂法强化铁炭微电解工艺对浓度较高难生化有机废水的预处理效果。实验表明，当铁炭微电解反应时间为100min、原水COD 在9 000mg/L，pH 值为2.2时，铁炭微电解可实现对原水COD 的去除率45%；再投加240mg/L 的H2O2(30%) 至铁炭微电解出水进行Fenton 试剂法处理，25℃下反应50min 对原水COD 的去除率可提高到75%以上。

3 臭氧氧化法

赵朝成[9]选用腈纶废水作为试验用水，分别对比了臭氧-二氧化锰、单独臭氧、臭氧-活性炭3 种方法的氧化效果；探索了反应时间、初始pH对处理结果的影响。在碱性环境下时，处理效果都较好，臭氧-二氧化锰在酸性环境下处理效果也较好；随着反应时间的延长，臭氧-二氧化锰对工业污水中有机物的去除率最高。

4 吸附法

银玉荣等[10]研究采用活性碳纤维吸附-铁碳内电解联合处理DMAC 废水。结果表明：活性碳纤维吸附的较佳条件为投加量为10g/L，处理时间90min，COD 的去除率可达25%。

5 光催化氧化法

王丹等[11]通过研发制备了一种新型的光电催化反应器，并对外排腈纶废水和干法腈纶废水进行了实验研究，探索了pH 值、H2O2添加量和阳极偏压对处理效果的影响。结果表明，在最佳阳极偏压条件下B/C 值显著提高，COD 去除率提高15%，H2O2添加量和酸性条件可显著提高处理效果，结合光电催化技术提出了一套新的处理腈纶废水的方案。

6 其他处理方法

卢小盼等[12]采用厌氧-好氧生物流化床耦合处理含DMAC 模拟有机废水，研究了最佳处理工艺。废水中DMAC 浓度为75.0 mgL-1，化学需氧量(CODCr) 浓度160.5 mgL-1，葡萄糖、氯化铵为外加碳源、氮源，在CODCr/NH4+-N≤2，水力停留时间(HRT) 14.9 h 条件下处理废水，结果表明：NH4+-N 的去除效率在CODCr/NH4+-N 值为1时最高，达到81.9%；DMAC 的去除效率随着CODCr/NH4+-N 值降低而降低，在CODCr/NH4+-N 值为2 时，去除效率达到81.2%，在CODCr/NH4+-N降到0.5 时，DMAC 去除效率只有31.3%。当DMAC 作为单一底物时，厌氧-好氧生物流化床耦合处理工艺对浓度100.0 mgL-1的DMAC 废水去除效果较好，最高去除效率达到85.2%，出水水质达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012) 的直接排放标准。