LDO低温湿式催化氧化技术处理硝基苯类废水的应用

一、技术背景：
硝基苯是重要的有机合成原料，工业用途及其广泛。在硝基苯生产及下游产品合成过程中产生大量硝基苯类副产物，包括二硝基苯、硝基酚、二硝基酚等，其生产工艺废水具有毒性大、化学性质稳定、难生物降解等问题。同时硝基苯废水中含有大量的氮，直接排放又会造成水体的富营养化，对当地水体造成很大污染，如何有效处理此类废水一直是生产企业的难点和重点。处理硝基苯类废水主要有物理法、化学法、生化法。
物理法主要包括吸附法、萃取法、汽提法等，在实践中发现，物理法普遍存在特征污染物去除不彻底，产生二次污染物等问题。
化学法主要包括化学氧化法、电化学氧化法等，化学法可以做到硝基苯类污染物的彻底去除或达到安全限制。
生物法，对于生物毒性很强的硝基苯类污染物，生物法处理效果差，甚至有生化系统瘫痪的风险，但生物法可作为化学氧化法去除特征污染物后脱氮的处理工艺。
综上所述，对于硝基苯类废水，采用化学氧化法+生物法结合的处理方法是有效的组合工艺。
二、化学氧化法处理硝基苯类废水讨论
目前硝基苯类废水主要依靠以下氧化技术进行预处理，以降低废水的污染负荷，提高废水的生物可降解性：
1.芬顿氧化法，作为传统的氧化方法，芬顿法的处理效率及二次污染问题已广为人知，对于硝基苯类废水，特征污染物的去除效率有限，且会产生大量的二次污染物。
2.电催化氧化法，氧化能力一般，对于特征污染物去除效率低下，且对废水电导率依赖严重，电导率的高低决定能耗高低，电能消耗整体较大。
3.臭氧催化氧化法，氧化能力中等，但对于带苯环或杂环类有机污染物氧化能力一般。
4.高温湿式（催化）氧化，氧化能力突出，运行温度及压力较高，能耗及设备投入过大，一般企业难以承受。
5.LDO低温湿式催化氧化，氧化能力强，对硝基苯类特征污染物去除效果良好，运行温度、压力及能耗、设备投入远低于高温湿式（催化）氧化。运行成本接近或低于芬顿法、电催化氧化法及臭氧催化氧化法。
综上所述，LDO低温湿式氧化在硝基苯类废水处理中优势明显，且处理效果高效安全。
三、LDO低温湿式催化氧化处理硝基苯类废水实验及工程实例
1、沧州黄骅某国有化工企业硝基苯类废水实验及工程实例：
LDO技术处理硝基苯类废水实验结果：

表1.  LDO处理硝基苯类废水实验数据


LDO技术处理硝基苯类废水工程数据：

注：总酚含多种硝基酚和二硝基酚，总酚结果以2,4-二硝基酚钠计
表2.  LDO处理硝基苯类废水中试数据

注：总酚含多种硝基酚和二硝基酚，总酚结果以2,4-二硝基酚钠计
表3.  LDO处理硝基苯类废水中试数据
2、四川宜宾市宜东工业园区某企业硝基苯废水处理项目
工程数据：

废水处理前后对比：

3、综合能耗及成本
在实践过程中，对比了芬顿法、臭氧催化氧化等处理工艺。其中芬顿法与臭氧催化氧化法均未能达到处理预期，且在成本核算过程中，LDO低温催化氧化法以更低的运行成本与更优的处理效果脱颖而出。
四、总结
LD0技术是湿式催化氧化技术的一种。该技术在专用催化剂的参与下，以多种类型的氧化剂作为引发剂，于一定温度和压力条件下产生羟基自由基从而氧化分解废水中的有机物。一方面既可以打断废水中残留的对微生物有毒害作用的例如抗生素、硝基苯以及其他烯烃、炔烃和苯环、杂环类等有机物的碳链结合键，从而提高废水的可生化性；另一方面可以把废水中有机物绝大部分氧化分解成二氧化碳和水等无害成分，降低废水的COD，达到排放标准。
在硝基苯类废水的处理中，对标其他氧化方法，LDO技术具有氧化效率高，运行成本低，无二次污染物等显著优势。此外对于杂环类农药废水，苯胺类废水也具有显著的处理效果。