CN107673459A - 一种去除废水中乙酰苯胺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业废水处理领域，具体是一种去除废水中乙酰苯胺的方法，包括以下步骤：在常压条件下，用无机碱将含乙酰苯胺废水调节至强碱性，在高温条件下进行碱性水解，再用无机酸将废水pH值调节至中性即可。本发明优点在于：采用本发明所述的水处理方法，可高效且经济地去除废水中所含的乙酰苯胺，而且极大提高了工业废水的生物降解性能(由于生物毒性抑制物质乙酰苯胺的去除)，为工业废水的后续处理奠定了坚实的物质基础。此外，本发明还具有简单易行，且不存在二次污染问题等优点。
Description
技术领域
本发明涉及工业废水处理领域，具体地说，是一种去除废水中乙酰苯胺的方法。
背景技术
乙酰苯胺是一种重要的有机合成中间体，广泛用于医药、染料、香料等的合成过程。基于生产工艺方面的原因，每年有大量的乙酰苯胺残留在工业废水中，且乙酰苯胺是工业废水化学需氧量(简称COD)的主要来源。此外，由于乙酰苯胺对生物具有较强的抑制作用，导致含乙酰苯胺的工业废水难以进行生物处理(含乙酰苯胺工业废水属于难生物降解废水)。
目前针对乙酰苯胺废水的处理方法，少有报道，主要有以下几种：
(1)采用高微孔率活性炭吸附处理含乙酰苯胺废水(Lladó J.,et al.Highlymicroporous activated carbons derived from biocollagenic wastes of theleather industry as adsorbents of aromatic organic pollutants in water[J].Journal of Environmental Chemical Engineering,2017,5(3):2090–2100.)。该方法中，当乙酰苯胺的浓度为100mg/L时，在高微孔率活性炭投加量为100mg/50mL废水的情况下，乙酰苯胺的去除率仅为46％。同时，高微孔率活性炭制备成本较高，且活性炭吸附工艺存在易于造成二次污染(活性炭再生过程中)的缺陷。
(2)采用光催化-芬顿氧化法处理含乙酰苯胺废水(Sheikh M.,etal.Degradation of organic effluents containing wastewater by photo-Fentonoxidation process[J].Indian Journal of Chemistry,2008,47A(11):1681–1684.)。该方法中，当乙酰苯胺的浓度为43.2mg/L时，优选的催化氧化工艺条件为pH值2.5、光波长340nm、Fe3+浓度10.8mg/L、30％H2O2溶液投加量1.0mL、光半导体催化剂投加量0.08g。但是，该方法存在催化氧化设备较为复杂、催化剂费用高等缺点，不利于工业废水处理的广泛应用。
(3)采用活性污泥法处理含乙酰苯胺模拟废水(Pitter P..Determination ofbiological degradability of organic substances[J].WaterResearch,1976,10(3):231–235.)。该方法中，当乙酰苯胺和模拟废水COD浓度分别为89mg/L和200mg/L时，在好氧生物处理延长至5d的情况下，废水COD去除率为94％。由此可见，乙酰苯胺较强生物毒性抑制作用的所在。
鉴于此，本领域迫切需要一种高效、经济且简单易行的去除废水中乙酰苯胺的方法。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种高效、经济且简单易行的去除废水中乙酰苯胺的方法。
为了实现上述目的，本发明的第一方面，提供一种去除废水中乙酰苯胺的方法，包括以下步骤：在常压条件下，用无机碱将含乙酰苯胺废水调节至强碱性，在高温条件下进行碱性水解，再用无机酸将废水pH值调节至中性即可。
优选的，所述的碱性水解反应的时间至少为2小时。
优选的，所述的碱性水解体系中OH-的摩尔浓度与所处理的废水中乙酰苯胺的摩尔浓度之比为(100-150)：1。最优选的，所述的碱性水解体系中OH-的摩尔浓度与所处理的废水中乙酰苯胺的摩尔浓度之比为110:1。
优选的，所述的碱性水解温度至少为90℃。更优选的，所述的碱性水解温度为90℃-100℃。
优选的，所述的无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
优选的，所述的无机酸为硫酸、盐酸或硝酸。
在本发明一个优选的技术方案中，所述的去除废水中乙酰苯胺的方法，包括以下步骤：
(A)在常压条件下，首先向含乙酰苯胺的废水中加入氢氧化钠，将废水调节至强碱性，在90℃下水解反应2小时。
所得碱性水解产物为苯胺和乙酸钠的混合物，其反应式如下：
(B)在与步骤(A)相同的反应条件下，向由步骤(A)所得的碱性水解产物中加入浓硫酸，调节反应体系的pH值至7左右。
本发明优点在于：
采用本发明所述的水处理方法，可高效且经济地去除废水中所含的乙酰苯胺，而且极大提高了工业废水的生物降解性能(由于生物毒性抑制物质乙酰苯胺的去除)，为工业废水的后续处理奠定了坚实的物质基础。此外，本发明还具有简单易行，且不存在二次污染问题等优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
在下列实施例中，所用的模拟废水和工业废水中乙酰苯胺的含量均采用气相色谱仪测定。
实施例1
采用乙酰苯胺(分析纯)、蒸馏水配制成含乙酰苯胺的模拟废水，其中乙酰苯胺浓度为500mg/L。取若干份体积均为100mL的模拟废水置于不同的250mL锥形瓶中，采用固体氢氧化钠(分析纯)将废水的OH-浓度均调节至0.5mol/L。然后均在90℃的水浴锅中，反应15min～120min，其中每隔一段时间取其中一个水样，最后用浓硫酸将水样的pH值调节至7左右，结果见表1。
表1
由表1可知，当采用高温碱性水解处理含乙酰苯胺的模拟废水时，反应时间对乙酰苯胺碱解去除率的影响较大。在反应时间为120min时，乙酰苯胺去除率可达93％。
实施例2
采用乙酰苯胺(分析纯)、蒸馏水配制成含乙酰苯胺模拟废水，其中乙酰苯胺浓度为500mg/L。取若干份体积均为100mL的模拟废水置于不同的250mL锥形瓶中，在这若干份模拟废水中分别加入不同量的固体氢氧化钠(分析纯)，然后均在90℃的水浴锅中反应2h，最后用浓硫酸将水样的pH值调节至7左右，结果见表2。
表2
由表2可知，当采用高温碱性水解处理含乙酰苯胺的模拟废水时，随着碱解体系OH-浓度的提高，废水中乙酰苯胺的碱解去除率逐渐增大，但碱解速率逐渐减小。在碱解体系OH-浓度为0.5moL/L时，乙酰苯胺去除率可达90％。
实施例3
采用乙酰苯胺(分析纯)、蒸馏水配制成含乙酰苯胺的模拟废水，其中乙酰苯胺浓度为500mg/L。取若干份体积均为100mL的模拟废水置于不同的250mL锥形瓶中，采用固体氢氧化钠(分析纯)将废水的OH-浓度均调节至0.5mol/L。然后分别在室温(20℃)以及50℃～100℃的水浴锅中碱解反应2h，最后用浓硫酸将水样的pH值调节至7左右，结果见表3。
表3
由表3可知，当采用高温碱性水解处理含乙酰苯胺的模拟废水时，随着反应温度的升高，废水中乙酰苯胺的碱解去除率逐渐增大，且碱解速率逐渐增大。在反应温度90℃时，乙酰苯胺去除率可达93％。
实施例4
本实施例以强力霉素生产过程中排放的含低浓度乙酰苯胺的强力霉素生产废水为处理对象。该工业废水中乙酰苯胺浓度为150mg/L。取100mL该工业废水置于250mL锥形瓶中，采用固体氢氧化钠(分析纯)将废水的OH-浓度调节至0.5mol/L。然后在90℃的水浴锅中反应2h，最后用浓硫酸将水样的pH值调节至7左右，结果见表4。
表4
由表4可知，当OH-浓度为0.5mol/L时，该强力霉素生产废水中乙酰苯胺的去除率可达93％，较好地实现了强力霉素生产废水的强化预处理。
实施例5
本实施例以强力霉素生产过程中排放的含高浓度乙酰苯胺的强力霉素生产废水为处理对象。该工业废水中乙酰苯胺浓度为2150mg/L。取若干份体积均为100mL的该工业废水置于若干个250mL锥形瓶中，在这若干份工业废水中分别加入不同量的固体氢氧化钠(分析纯)，然后均在90℃的水浴锅中反应2h，最后用浓硫酸将水样的pH值调节至7左右，结果见表5。
表5
由表5可知，当OH-浓度为1.5mol/L时，该强力霉素生产废水中乙酰苯胺的去除率可达93％，较好地实现了强力霉素生产废水的强化预处理。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (6)
1.一种去除废水中乙酰苯胺的方法，其特征在于，包括以下步骤：在常压条件下，用无机碱将含乙酰苯胺废水调节至强碱性，在高温条件下进行碱性水解，再用无机酸将废水pH值调节至中性即可；所述的碱性水解反应的时间至少为2小时；所述的碱性水解体系中OH-的摩尔浓度与所处理的废水中乙酰苯胺的摩尔浓度之比为(100-150)：1；所述的碱性水解温度至少为90℃。
2.根据权利要求1所述的去除废水中乙酰苯胺的方法，其特征在于，所述的碱性水解体系中OH-的摩尔浓度与所处理的废水中乙酰苯胺的摩尔浓度之比为110:1。
3.根据权利要求1所述的去除废水中乙酰苯胺的方法，其特征在于，所述的碱性水解温度为90℃-100℃。
4.根据权利要求1所述的去除废水中乙酰苯胺的方法，其特征在于，所述的无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
5.根据权利要求1所述的去除废水中乙酰苯胺的方法，其特征在于，所述的无机酸为硫酸、盐酸或硝酸。
6.根据权利要求1所述的去除废水中乙酰苯胺的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(A)在常压条件下，首先向含乙酰苯胺的废水中加入氢氧化钠，将废水调节至强碱性，在90℃下水解反应2小时；
(B)在与步骤(A)相同的反应条件下，向由步骤(A)所得的碱性水解产物中加入浓硫酸，调节反应体系的pH值至7左右。
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