N,N’-二甲基乙酰胺工業(yè)廢水的降解方法研究進(jìn)展

費(fèi)長書，趙曉陽，錢 錦，劉珊珊，晉中成，薛士壯

(1. 浙江華峰氨綸股份有限公司，浙江 瑞安 323500；2. 華峰重慶氨綸有限公司，重慶 408017)

N,N’-二甲基乙酰胺（DMAC）是一種在化工、制藥等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的強(qiáng)極性溶劑[1-4]。其分子式CH3CON (CH3)2，沸點165℃。其中，在紡織領(lǐng)域，DMAC 是氨綸生產(chǎn)中應(yīng)用最多最廣的一種溶劑，大部分DMAC 的回收既能降低生產(chǎn)成本，又有利于環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展，但是在DMAC回收的過程中仍會產(chǎn)生大量的含DMAC 廢水。DMAC 廢水的直接排放會造成水體和土壤的污染。本文對現(xiàn)階段DMAC 等有機(jī)廢水的降解方法進(jìn)行了簡要介紹。

1 鐵碳內(nèi)電解法

詹燕等[5]通過內(nèi)電解法對苧麻廢水的研究表明在通氣量增加、pH 減小、停留時間增加、溫度升高的情況下，處理效果更優(yōu)，影響順訊為:pH 值≥溫度≥通氣量≥停留時間。CODCr和色度的去除率在40%和30%左右，且可生化性提高，實現(xiàn)了預(yù)處理的目的。對停留時間和pH 進(jìn)行的單因素實驗發(fā)現(xiàn)pH 在2～4 效果最佳，停留時間≥40 min，處理效果趨于穩(wěn)定。

劉利[6]采用內(nèi)電解法預(yù)處理化纖行業(yè)廢水中的主要污染物，通過研究活性炭粒徑大小、v（Fe）∶v（C）、pH 值、水力停留時間(HRT) 等內(nèi)電解法的影響因素及其對去除DMAC 效果的影響，并確定最優(yōu)工藝條件，在進(jìn)水濃度在50mg/L 時，最佳的v（Fe）∶v（C）、HRT 工藝條件和pH 值分別為1∶1、60min 和3.0；在此工藝條件下可達(dá)到95%DMAC 去除率，處理后的B/C 值由原水的0.21 增至0.66。

2 Fenton 氧化法

李杰[7]采用鐵炭微電解-Fenton 試劑-混凝沉淀工藝預(yù)處理DMAC 廢水，加入30g/L 海綿鐵，鐵炭體積比為1，pH 為2，微電解反應(yīng)1h，過氧化氫加入量5 mL/L，pH 為3，F(xiàn)enton 試劑反應(yīng)2.0h，混凝沉淀pH9.0，沉淀40min 為最佳工藝條件，COD 的去除率穩(wěn)定在70% 以上，經(jīng)過Fenton 氧化后，-NH-基團(tuán)才能被破壞，廢水中的大分子物質(zhì)被破壞，最終轉(zhuǎn)變成小分子物質(zhì)。

李德生[8]探索了Fenton 試劑法強(qiáng)化鐵炭微電解工藝對濃度較高難生化有機(jī)廢水的預(yù)處理效果。實驗表明，當(dāng)鐵炭微電解反應(yīng)時間為100min、原水COD 在9 000mg/L，pH 值為2.2時，鐵炭微電解可實現(xiàn)對原水COD 的去除率45%；再投加240mg/L 的H2O2(30%) 至鐵炭微電解出水進(jìn)行Fenton 試劑法處理，25℃下反應(yīng)50min 對原水COD 的去除率可提高到75%以上。

3 臭氧氧化法

趙朝成[9]選用腈綸廢水作為試驗用水，分別對比了臭氧-二氧化錳、單獨(dú)臭氧、臭氧-活性炭3 種方法的氧化效果；探索了反應(yīng)時間、初始pH對處理結(jié)果的影響。在堿性環(huán)境下時，處理效果都較好，臭氧-二氧化錳在酸性環(huán)境下處理效果也較好；隨著反應(yīng)時間的延長，臭氧-二氧化錳對工業(yè)污水中有機(jī)物的去除率最高。

4 吸附法

銀玉榮等[10]研究采用活性碳纖維吸附-鐵碳內(nèi)電解聯(lián)合處理DMAC 廢水。結(jié)果表明：活性碳纖維吸附的較佳條件為投加量為10g/L，處理時間90min，COD 的去除率可達(dá)25%。

5 光催化氧化法

王丹等[11]通過研發(fā)制備了一種新型的光電催化反應(yīng)器，并對外排腈綸廢水和干法腈綸廢水進(jìn)行了實驗研究，探索了pH 值、H2O2添加量和陽極偏壓對處理效果的影響。結(jié)果表明，在最佳陽極偏壓條件下B/C 值顯著提高，COD 去除率提高15%，H2O2添加量和酸性條件可顯著提高處理效果，結(jié)合光電催化技術(shù)提出了一套新的處理腈綸廢水的方案。

6 其他處理方法

盧小盼等[12]采用厭氧-好氧生物流化床耦合處理含DMAC 模擬有機(jī)廢水，研究了最佳處理工藝。廢水中DMAC 濃度為75.0 mgL-1，化學(xué)需氧量(CODCr) 濃度160.5 mgL-1，葡萄糖、氯化銨為外加碳源、氮源，在CODCr/NH4+-N≤2，水力停留時間(HRT) 14.9 h 條件下處理廢水，結(jié)果表明：NH4+-N 的去除效率在CODCr/NH4+-N 值為1時最高，達(dá)到81.9%；DMAC 的去除效率隨著CODCr/NH4+-N 值降低而降低，在CODCr/NH4+-N 值為2 時，去除效率達(dá)到81.2%，在CODCr/NH4+-N降到0.5 時，DMAC 去除效率只有31.3%。當(dāng)DMAC 作為單一底物時，厭氧-好氧生物流化床耦合處理工藝對濃度100.0 mgL-1的DMAC 廢水去除效果較好，最高去除效率達(dá)到85.2%，出水水質(zhì)達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4287-2012) 的直接排放標(biāo)準(zhǔn)。

7 結(jié)語

二甲基乙酰胺工業(yè)廢水的降解方法較多，不同方法各有其優(yōu)缺點，實際應(yīng)用可根據(jù)情況選擇最適降解方法。